液壓支架立柱外缸筒結(jié)構(gòu)優(yōu)化

■河北天擇重型機(jī)械有限公司 （邯鄲 056200） 孫艷軍

液壓支架立柱外缸筒結(jié)構(gòu)優(yōu)化

■河北天擇重型機(jī)械有限公司 （邯鄲 056200） 孫艷軍

摘要：針對(duì)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(duì)結(jié)構(gòu)和加工工藝進(jìn)行研究分析，對(duì)外缸筒結(jié)構(gòu)優(yōu)化完善，改進(jìn)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(hù)式支架，支架的兩根立柱是主要的承載件，承擔(dān)著煤礦井下采煤工作面安全支護(hù)的工作，對(duì)煤礦安全、高效生產(chǎn)起著非常關(guān)鍵的作用。立柱外缸筒無論從材質(zhì)、熱處理，還是加工的精度、焊接強(qiáng)度以及密封性能要求都非常高。外缸筒內(nèi)孔與缸口處要求同軸度保證在φ0.05mm，對(duì)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(jìn)前的結(jié)構(gòu)和工藝實(shí)施步驟

如圖1所示的外缸筒結(jié)構(gòu)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(nèi)外倒角6mm×45°（用于深孔鏜床定位和進(jìn)刀口），鋼箍右端外倒角6mm×45°（用于深孔鏜床定位），右端內(nèi)倒角3mm×30°，表面粗糙度值Ra=1.6μm（作為半精車時(shí)的工藝基準(zhǔn)）；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(duì)好刀后，鏜滾成活；半精車，撐左端內(nèi)孔，頂右端，車兩端中心架用工藝臺(tái)；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(jié)構(gòu)

2. 精度檢測(cè)和分析

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

該外缸筒的結(jié)構(gòu)要求缸筒與鋼箍組焊成整體后加工，由于鋼

箍?jī)?nèi)孔大于缸筒內(nèi)孔，在深孔鏜加工時(shí)，只是對(duì)缸筒內(nèi)孔加工，鋼箍?jī)?nèi)孔加工不到。由于鋼箍在和缸筒熱裝后要進(jìn)行組焊，造成鋼箍因焊接變形導(dǎo)致工藝基準(zhǔn)精度下降。另外，該外缸筒的結(jié)構(gòu)在加工時(shí)需要采用兩個(gè)基準(zhǔn)，及缸筒內(nèi)孔和鋼箍右端提前加工好的倒角，增加了基準(zhǔn)的傳遞，對(duì)缸筒的加工精度也造成了影響。

3. 外缸筒結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

針對(duì)存在的問題，在不改變產(chǎn)品性能和質(zhì)量的前提下，通過對(duì)外缸筒的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，制定相應(yīng)的工藝措施，使得加工的外缸筒達(dá)到圖樣的各項(xiàng)技術(shù)要求。改進(jìn)后的外缸筒結(jié)構(gòu)如圖2所示，缸筒尺寸加長(zhǎng)，由原來的559mm加長(zhǎng)到606mm，使得鋼箍由原來的部分過盈配合，變?yōu)槿窟^盈配合。改進(jìn)后的外缸筒結(jié)構(gòu)使得在加工過程中，可以始終以鏜好的內(nèi)孔為基準(zhǔn)，提高了加工精度，滿足了圖樣的技術(shù)要求。

4. 外缸筒結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的工藝流程

（1）缸筒：下料選用材質(zhì)為27SiMn的無縫鋼管φ273mm×27mm，長(zhǎng)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(zhì)為27SiMn的無縫鋼管φ299mm ×20mm，長(zhǎng)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(nèi)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(nèi)外倒角6mm×4 5°（用于深孔鏜床定位和進(jìn)刀口）；深孔鏜，對(duì)好刀后，鏜滾φ230H9尺寸成活，表面粗糙度值Ra=0.4μm；專用數(shù)控車床，主軸、副主軸軟爪撐左右兩端內(nèi)孔，距左端130mm，右端170mm處，車工藝臺(tái)φ270mm×40mm，撐右端內(nèi)孔，中心架架左端工藝臺(tái)，車左端內(nèi)外倒角尺寸成活，撐左端內(nèi)孔，中心架架右端工藝臺(tái)，車右端各部尺寸成活。

圖2　改進(jìn)后的外缸筒結(jié)構(gòu)

5. 結(jié)語(yǔ)

改進(jìn)結(jié)構(gòu)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(nèi)孔為基準(zhǔn)加工工藝臺(tái)，保證了工藝臺(tái)與內(nèi)孔的同軸度。經(jīng)檢驗(yàn)，缸口的同軸度控制在了φ0.01～φ0.02mm，并在完成裝配后，進(jìn)行出廠各項(xiàng)試驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了圖樣的技術(shù)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 時(shí)永春，樊多遠(yuǎn).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(yōu)化 [J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（4）：95.

專家點(diǎn)評(píng)

通過改進(jìn)外缸筒的結(jié)構(gòu)和組焊工藝，首先提高定位基準(zhǔn)的精度，在深孔鏜工序后，以加工好的缸筒內(nèi)孔為基準(zhǔn)加工工藝臺(tái)階孔，保證了工藝臺(tái)與內(nèi)孔的同軸度精度，滿足了圖樣的技術(shù)要求，具有很好的實(shí)用性和推廣價(jià)值。

收稿日期：（20150115）