液壓支架立柱外缸筒結構優化

■河北天擇重型機械有限公司 （邯鄲 056200） 孫艷軍

液壓支架立柱外缸筒結構優化

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摘要：針對特殊的液壓支架立柱外缸筒在加工制造過程中精度難以保證的問題，通過對結構和加工工藝進行研究分析，對外缸筒結構優化完善，改進加工工藝，保證了外缸筒的精度要求。

薄煤層液壓支架通常為兩柱式掩護式支架，支架的兩根立柱是主要的承載件，承擔著煤礦井下采煤工作面安全支護的工作，對煤礦安全、高效生產起著非常關鍵的作用。立柱外缸筒無論從材質、熱處理，還是加工的精度、焊接強度以及密封性能要求都非常高。外缸筒內孔與缸口處要求同軸度保證在φ0.05mm，對立柱的密封和承載性能起著非常重要的作用。

1.立柱外缸筒改進前的結構和工藝實施步驟

如圖1所示的外缸筒結構由缸筒、接頭座和鋼箍組成，先完成缸筒和鋼箍配合部分的加工，然后通過過盈配合熱裝后焊接成一體，再把接頭座焊接到缸筒上。

工藝步驟為：下料；熱處理；粗車，分別加工缸筒和鋼箍配合部分，車缸筒左端內外倒角6mm×45°（用于深孔鏜床定位和進刀口），鋼箍右端外倒角6mm×45°（用于深孔鏜床定位），右端內倒角3mm×30°，表面粗糙度值Ra=1.6μm（作為半精車時的工藝基準）；銑，銑鋼箍槽口至尺寸；熱裝，鋼箍加熱到300℃迅速與缸筒裝配到位，冷卻至室溫；焊，將冷卻至室溫的缸筒和鋼箍按要求組焊成一體，焊接頭座；深孔鏜，對好刀后，鏜滾成活；半精車，撐左端內孔，頂右端，車兩端中心架用工藝臺；精車加工缸口各尺寸成活；鉆，打通液孔；焊，堵接頭座工藝孔。

圖1　原外缸筒結構

2. 精度檢測和分析

外缸筒運用本工藝加工時同軸度在φ0.05mm左右，基本上可以達到圖樣要求，但可靠性不高，有時加工出來的外缸筒同軸度超出了圖樣要求。

該外缸筒的結構要求缸筒與鋼箍組焊成整體后加工，由于鋼

箍內孔大于缸筒內孔，在深孔鏜加工時，只是對缸筒內孔加工，鋼箍內孔加工不到。由于鋼箍在和缸筒熱裝后要進行組焊，造成鋼箍因焊接變形導致工藝基準精度下降。另外，該外缸筒的結構在加工時需要采用兩個基準，及缸筒內孔和鋼箍右端提前加工好的倒角，增加了基準的傳遞，對缸筒的加工精度也造成了影響。

3. 外缸筒結構的優化

針對存在的問題，在不改變產品性能和質量的前提下，通過對外缸筒的結構進行優化，制定相應的工藝措施，使得加工的外缸筒達到圖樣的各項技術要求。改進后的外缸筒結構如圖2所示，缸筒尺寸加長，由原來的559mm加長到606mm，使得鋼箍由原來的部分過盈配合，變為全部過盈配合。改進后的外缸筒結構使得在加工過程中，可以始終以鏜好的內孔為基準，提高了加工精度，滿足了圖樣的技術要求。

4. 外缸筒結構改進后的工藝流程

（1）缸筒：下料選用材質為27SiMn的無縫鋼管φ273mm×27mm，長度為616m m；熱處理硬度為240～ 280HBW；車右端與鋼箍配合尺寸φ270r7×160mm。

（2）鋼箍：下料選用材質為27SiMn的無縫鋼管φ299mm ×20mm，長度為160mm；熱處理硬度為240～280HBW；車平兩端面，車φ270H8成活，車左端倒角3mm×45°及右端內倒角15mm×30°成活。

（3）外缸筒：熱裝，將鋼箍加熱到300℃迅速與缸筒裝配到位，冷卻至室溫；焊，將冷卻至室溫的缸筒和鋼箍按要求組焊成一體，焊接頭座；車，車平兩端面，車內外倒角6mm×4 5°（用于深孔鏜床定位和進刀口）；深孔鏜，對好刀后，鏜滾φ230H9尺寸成活，表面粗糙度值Ra=0.4μm；專用數控車床，主軸、副主軸軟爪撐左右兩端內孔，距左端130mm，右端170mm處，車工藝臺φ270mm×40mm，撐右端內孔，中心架架左端工藝臺，車左端內外倒角尺寸成活，撐左端內孔，中心架架右端工藝臺，車右端各部尺寸成活。

圖2　改進后的外缸筒結構

5. 結語

改進結構后的外缸筒，給加工精度的保證帶來了很大方便。在深孔鏜完成加工后，以加工好的缸筒內孔為基準加工工藝臺，保證了工藝臺與內孔的同軸度。經檢驗，缸口的同軸度控制在了φ0.01～φ0.02mm，并在完成裝配后，進行出廠各項試驗，各項技術指標達到了圖樣的技術要求。

參考文獻：

[1] 時永春，樊多遠.液壓支架用立柱外缸加工工藝探討 [J]. 煤炭科技，2010（4）：32-33.

[2] 郭瑞燕.液壓支架立柱千斤頂缸筒加工工藝的優化 [J].中國新技術新產品，2013（4）：95.

專家點評

通過改進外缸筒的結構和組焊工藝，首先提高定位基準的精度，在深孔鏜工序后，以加工好的缸筒內孔為基準加工工藝臺階孔，保證了工藝臺與內孔的同軸度精度，滿足了圖樣的技術要求，具有很好的實用性和推廣價值。

收稿日期：（20150115）