彭帥
(河南能源化工集團(tuán)龍宇能源機電制修廠,河南永城476600)
液壓支架利用泵站提供動力,通過液體壓力形成支撐力從而實現(xiàn)自動移設(shè),進(jìn)行頂板支護(hù)和管理的,是綜合機械化、現(xiàn)代化采煤不可缺少的配套設(shè)備。液壓支架主要用于水平面及不大于10°的緩傾斜厚煤層沿底板一次放頂煤采全高開采的長壁綜采工作面,也適用于急傾斜特厚煤層水平分層放頂煤綜采工作面。
由于煤礦井下工作環(huán)境復(fù)雜多變,在液壓支架使用、操作過程中,會有幾次、十幾次甚至上百次的壓力沖擊作用,1套液壓支架在井下工作時,要服役至少1個工作面,在生產(chǎn)接續(xù)緊密時,往往需要通過轉(zhuǎn)移工作面來實現(xiàn)生產(chǎn)的持續(xù)性,這就導(dǎo)致1套支架至少要工作1個工作面甚至幾個工作面。液壓支架鉸接孔基本間隙都在1~2 mm之間,再加上孔和軸的尺寸公差,鉸接孔和鉸接軸的實際配合間隙還要加大0.3~0.7 mm,即二者的實際間隙在1.3~2.7 mm之間,加上井下維護(hù)、保養(yǎng)設(shè)施、設(shè)備的不完善,修理設(shè)備的不充足,液壓支架各個結(jié)構(gòu)部件,除了要承受來自頂板的壓力外,結(jié)構(gòu)件之間的往復(fù)沖力、慣性力也對軸和孔產(chǎn)生作用力,各個承力組件就會產(chǎn)生或大或小的變形,嚴(yán)重的也可能造成部件的報廢;其中以支架各部件連接間的鉸接孔(軸)、各千斤頂連接用的銷軸孔(銷軸)變形量最為明顯。
按照傳統(tǒng)的補焊、打磨修復(fù)方式,往往不能達(dá)到理想的效果,孔、軸的直線度、垂直度都不能得到有效的保障,給修理和使用帶來一定的問題。
以掩護(hù)式液壓支架ZY3800/16/35為例,在檢修中,挑選3部鉸接孔超差支架進(jìn)行拆解,分別對底座、前后連桿、掩護(hù)梁及頂梁測量φ90、φ110銷軸及銷軸孔,測量尺寸見表1。
按照公司規(guī)定,鉸接孔的修理公差φ四連桿機構(gòu)鉸接孔≤φ設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)+2 mm,φ其余≤φ設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)+3 mm,若超出該范圍,則需要進(jìn)行鉸接孔修復(fù)或報廢處理。從表1可以看出,以上各結(jié)構(gòu)件孔均需要進(jìn)行孔的修復(fù)作業(yè)。
表1 支架各結(jié)構(gòu)件鉸接孔尺寸測量mm
由于鑲套、更換主筋板等方法結(jié)構(gòu)局限性小、質(zhì)量較低、易出現(xiàn)問題等現(xiàn)象,按照慣例,以如下工序進(jìn)行孔的修復(fù):
1)針對孔超差情況,將支架全部大解體,清理待修復(fù)孔周圍的煤矸石、銹跡等,保持孔周圍有足夠的清潔度。
2)視 φ110、φ90 孔超差嚴(yán)重程度,確定修補重點。
3)符合測量環(huán)境后,測量鉸接孔尺寸并做好記錄。
4) 通過測量,φ110孔尺寸大于φ112.5的進(jìn)行修補;φ90孔尺寸大于φ92.5的進(jìn)行修補。
5)使用普通電焊機或者二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊對超差孔進(jìn)行補焊,將φ110孔補焊到φ110左右,φ90孔補焊到φ90以內(nèi)。
6)使用手動砂輪機進(jìn)行修磨,φ110孔修磨尺寸在φ112.35以內(nèi),φ90孔修磨尺寸在φ92.35以內(nèi)。
通過以上方案進(jìn)行孔的檢修工作后,可保證大部分符合使用要求,但仍有一部分孔不符合使用要求。
在總結(jié)各種鉸接孔修復(fù)工藝優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,結(jié)合實際情況,確定了如下的孔修復(fù)工藝(如圖1):
圖1 新型孔修復(fù)工藝流程圖
1)針對孔超差情況,將支架全部大解體,清理待修復(fù)孔周圍的煤矸石、銹跡等,保持孔周圍有足夠的清潔度。
2)針對各部件孔超差的部位,將孔與地面呈垂直結(jié)構(gòu)放立,采用平焊方法對孔內(nèi)壁表面進(jìn)行焊接。
3)在一個平面焊接完畢后,轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)件位置,使另外一側(cè)孔內(nèi)壁表面與地面垂直,繼續(xù)進(jìn)行平焊焊接。如此類推,直到將孔內(nèi)壁全部補焊圓滿。采用如上方法,可避免堆焊補孔的應(yīng)力集中現(xiàn)象。清除表面焊渣等殘留物,將結(jié)構(gòu)件轉(zhuǎn)至鏜床處(視加工有效長度選擇不同鏜床)。
5)待結(jié)構(gòu)件在鏜床裝夾完好后,采用雙向同時鏜孔的方法進(jìn)行鉸接孔的再加工。
按照如上方法修復(fù)后,各鉸接孔尺寸(隨機抽?。┤绫?。
表2 使用新工藝修復(fù)的鉸接孔尺寸mm
使用該工藝可在一定程度上大大提高液壓支架鉸接孔的修復(fù)質(zhì)量,可在一定程度上延長了液壓支架的使用壽命,對礦方生產(chǎn)、維護(hù)等帶來便利。
該工藝在補焊階段,亦可使用較為先進(jìn)的自動化焊機進(jìn)行孔的滿焊作業(yè),以進(jìn)一步降低焊接過程中的應(yīng)力集中現(xiàn)象,進(jìn)而提高孔焊接質(zhì)量,為下一步工序的開展奠定基礎(chǔ)。
該工藝也適用于液壓支架鉸接孔的再制造項目,可實現(xiàn)在主筋板等強力部件完好的情況下,鉸接孔的修復(fù)再利用。