一種液壓支架中缸激光熔覆工藝優(yōu)化

趙 鵬，白育波，石慧林，文寶紅，高兵川

西安重裝銅川煤礦機(jī)械有限公司 陜西銅川 727031

西安重裝銅川煤礦機(jī)械有限公司 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)“西安重裝銅川煤礦”) 是以生產(chǎn)、維修液壓支架為主的企業(yè)，根據(jù)用戶現(xiàn)場(chǎng)工況條件，對(duì)液壓支架進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造。液壓支架的立柱和千斤頂是重要的執(zhí)行元件，其頂梁和底板支撐著頂板壓力，為綜采工作面的人員和設(shè)備建立起安全空間，因此要求立柱和千斤頂必須具有足夠的強(qiáng)度，且工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。礦井工作面中含氯、硫等腐蝕性離子，會(huì)對(duì)立柱和千斤頂造成腐蝕，腐蝕后的液壓缸在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)劃傷密封，導(dǎo)致液壓缸失效，影響工作面支護(hù)性能，危及安全生產(chǎn)。

為了提高液壓支架的工作壽命，需要對(duì)液壓缸工作區(qū)域進(jìn)行防腐處理。常見(jiàn)的防腐處理為表面鍍鉻或者激光熔覆不銹鋼粉末，根據(jù)環(huán)保要求，行業(yè)內(nèi)現(xiàn)已逐步采用激光熔覆不銹鋼粉末工藝進(jìn)行防腐處理。在激光熔覆過(guò)程中，高溫會(huì)導(dǎo)致缸筒收縮，影響液壓缸質(zhì)量[1]，筆者對(duì)現(xiàn)有激光熔覆工藝進(jìn)行優(yōu)化，減少激光熔覆過(guò)程中高溫對(duì)液壓缸質(zhì)量的影響。

1 現(xiàn)有激光熔覆工藝

激光熔覆是一種表面改良性技術(shù)，采用高能量激光作為熱源，合金粉末作為焊材，通過(guò)激光與合金粉末同步作用于金屬表面，快速熔化形成熔池，凝固形成致密、均勻并且厚度可控的冶金結(jié)合層。這是可顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及零部件特性等的工藝方法。

西安重裝銅川煤礦現(xiàn)階段將立柱中缸需要表面處理的工序外委，以縮短生產(chǎn)周期，減少工件運(yùn)輸過(guò)程中磕碰。中缸加工時(shí)，中缸筒內(nèi)圓留有余量，防止中缸筒外圓在激光熔覆后產(chǎn)生縮變，待所有工序完成后，最后一道工序?yàn)榧す馊鄹病５摴に囈泊嬖诓蛔?，首先，存在預(yù)留防縮量不準(zhǔn)確的問(wèn)題，導(dǎo)致缸筒內(nèi)壁尺寸不符合設(shè)計(jì)要求；其次，在激光熔覆過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致缸筒發(fā)生熱變形，但變形量不均勻，造成缸筒內(nèi)壁尺寸不一致，出現(xiàn)缸筒內(nèi)壁尺寸與設(shè)計(jì)尺寸存在偏差等問(wèn)題，需要對(duì)缸筒進(jìn)行推鏜加工，造成生產(chǎn)成本增高。

2 優(yōu)化后的激光熔覆工藝

立柱是承載部件，必須有足夠的強(qiáng)度和良好的密封性能。采用激光熔覆工藝對(duì)缸筒進(jìn)行防腐處理，可防止缸筒熱變形。筆者對(duì)激光熔覆工藝進(jìn)行優(yōu)化，在缸筒內(nèi)壁完成粗推之后、精推之前，對(duì)中缸筒外圓進(jìn)行激光熔覆處理。優(yōu)化后的加工工序：下料—熱處理—噴丸—車(chē)熔覆外圓—激光熔覆—車(chē)倒角—粗推—時(shí)效處理—修倒角—精推滾壓—精車(chē)缸口—焊缸底—精車(chē)外圓 (非鍍層區(qū)) —磨外圓。待加工立柱中缸筒如圖1 所示，加工完成的立柱中缸筒如圖2 所示。

圖1 待加工立柱中缸筒

圖2 加工完成的立柱中缸筒

通過(guò)優(yōu)化加工工藝，將中缸外圓激光熔覆放在內(nèi)壁推鏜之前完成，可有效控制熔覆過(guò)程中缸筒產(chǎn)生的熱變形量，確保缸筒外壁與內(nèi)孔尺寸在公差范圍內(nèi)，防止因缸筒內(nèi)壁變形造成密封失效，從而引起立柱漏液躥液等問(wèn)題。優(yōu)化后的激光熔覆工藝可有效避免熔覆缸筒變形、二次加工等問(wèn)題的發(fā)生，提高了激光熔覆工藝的實(shí)用性[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著煤炭產(chǎn)能提高，煤企對(duì)煤炭機(jī)械設(shè)備的需求持續(xù)上升，這對(duì)煤機(jī)設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。激光熔覆表面處理技術(shù)有效解決了液壓支架立柱和千斤頂?shù)姆栏?、耐磨?wèn)題，提高了設(shè)備的使用壽命，具有廣闊的市場(chǎng)前景。