蘭志宇 段小廣 韓振仙 凡乃峰

液壓支架用新型免焊可伸縮工藝支撐設計

蘭志宇 段小廣 韓振仙 凡乃峰

本文通過對液壓支架用傳統(tǒng)工藝支撐在使用過程中各種不足的分析，設計制作了新型免焊可伸縮工藝支撐，提高了焊接生產(chǎn)效率。

1. 傳統(tǒng)工藝支撐

煤礦綜采用液壓支架的結構件主要是由鋼板焊接而成的組合箱體式結構。由于結構復雜，焊接量大，故容易產(chǎn)生焊接變形。為了應對焊接變形，最常采取的措施就是在易變形處焊接工藝支撐。一般液壓支架的三大結構件（頂梁、掩護梁、底座）在拼焊過程中，均需要在各主筋兩端的鉸接孔附近加上不同長度的工藝支撐，如圖1所示。

在生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)的工藝支撐主要存在以下幾個問題：

第一，目前我廠使用的工藝支撐普遍采用40mm厚的鋼板經(jīng)火焰切割而成。由于在液壓支架結構件箱體較多，工藝支撐的用量較大，浪費材料。此外，對于一些工作阻力大，精度要求高的產(chǎn)品，工藝支撐的兩端還需要在銑邊機上加工以保證尺寸精度，工序復雜，效率較低。

第二，在液壓支架結構件的拼焊過程中，為了增加支撐的牢固程度，在使用過程中能夠有效抵抗焊接應力，工藝支撐需要點焊在各主筋之間。而等工件完全冷卻后，操作人員需要通過火焰切割將其割除，并打磨干凈主筋支撐處的焊渣和割痕。由于工藝支撐的截面較大（一般為40mm×40mm），所以火焰切割和打磨將耗費大量的時間和精力，勞動強度大。

第三，由于液壓支架每批產(chǎn)品的結構均不盡相同，故每批產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中需要工藝支撐的長度也差別很大。傳統(tǒng)的工藝支撐不僅加工繁瑣，而且重復利用率低。一般每批產(chǎn)品都需要對支撐進行下料甚至加工。此外，在生產(chǎn)過程中多種因素的作用下，往往會產(chǎn)生大量下料尺寸有誤的支撐，還需要鉚工花費大量精力現(xiàn)場火焰切割，使用麻煩。

圖1 液壓支架掩護梁用的部分工藝支撐

圖2 新型免焊可伸縮工藝支撐

圖3 新型免焊可伸縮工藝支撐實物

2. 新型工藝支撐構成

為提高效率，我們設計一種免焊接可調節(jié)長度的新型工藝支撐工裝（見圖2）。該工裝主要由可調節(jié)長度的螺紋組件、起免焊作用的磁鐵組件和螺紋保護套三部分組成。其中螺紋組件部分由旋向相反、有一定長度的兩個螺紋管和一個兩端有旋向相反螺紋的螺桿組成。為了操作方便，在螺桿中部設計有圓孔；磁鐵部分由兩端鑲嵌有磁王的圓環(huán)貼板組成。為了在使用過程中防止焊接飛濺物落入螺紋內影響使用，螺紋管兩端各焊接了一段薄壁鋼

管，作為螺紋保護套使用（見圖2）。為了防止銹蝕，延長螺紋壽命，此新型工藝支撐的螺紋部分內外表面均進行了鍍鋅處理，其實物如圖3所示。

圖4 新型免焊可伸縮工藝支撐使用效果圖

3. 新型工藝支撐的使用

新型免焊接可伸縮工藝支撐因其操作簡單、實用性強、可反復利用等優(yōu)點，在車間應用以來，大大提高了生產(chǎn)效率，免去了打磨切割處割痕和焊渣的工作量，明顯降低了勞動強度。圖4為新型免焊可伸縮工藝支撐的使用效果。通過一根圓鋼，操作人員不僅可以在不同產(chǎn)品上作為工藝支撐反復使用，而且只需輕松轉動螺紋，便可利用螺紋機械力精確調節(jié)拼裝工件的檔距大小，改進了以前拼裝人員通過大錘等強大外力來粗放調節(jié)檔距的方法，大大減輕了工人勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。

4. 結語

新型免焊可伸縮工藝支撐的設計及應用，顯現(xiàn)出了較好的調節(jié)作用和支撐作用。在液壓支架的結構件中適用性強，重復利用率高，可顯著提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動強度。

表2 ASME 標準推薦焊接材料的力學性能參數(shù)

表3 反應堆冷卻劑系統(tǒng)焊接材料力學性能參數(shù)

作者簡介：孫靈飛等，山東核電設備制造有限公司。

蘭志宇，鄭州煤礦機械集團技術工藝部，主要從事鉚焊工藝設計工作。