失效油缸珩磨擴(kuò)缸工藝與密封選用

石 虎 李玉剛 鄭 偉

（山東能源重裝集團(tuán)魯南裝備制造公司，山東 棗莊 277500）

煤礦機(jī)械化程度的不斷提高，綜合機(jī)械化采煤被越來(lái)越多的礦井采用，在綜合機(jī)械化采煤面中液壓支架是極其重要的支護(hù)設(shè)備。液壓支架一般由底座、頂梁、掩護(hù)梁、前梁、護(hù)板板、連桿、立柱、千斤頂、閥組及管路系統(tǒng)等部分組成，其中立柱、千斤頂是液壓支架主要的承力和動(dòng)力部件，其性能好壞直接影響液壓支架支護(hù)性能和動(dòng)作完成，控制制造質(zhì)量，規(guī)范使用才能避免問(wèn)題的出現(xiàn)。在使用過(guò)程中，存在的工作介質(zhì)差、安全閥不開啟、頂板壓力大等諸多因素造成缸體漲缸、點(diǎn)蝕等形式的失效，嚴(yán)重制約著煤礦安全生產(chǎn)。基于此，我公司作為專業(yè)從事煤礦設(shè)備設(shè)計(jì)制造與再制造廠家，必須重點(diǎn)研究立柱、千斤頂?shù)氖问脚c修復(fù)工藝。

1 立柱、千斤頂及缸體的失效形式

液壓支架的立柱、千斤頂失效形式多種多樣，主要有缸體失效、柱體失效、密封失效、導(dǎo)向套失效等，其中缸體、密封失效是立柱、千斤頂失效的主要形式。缸體的失效形式主要有漲缸、點(diǎn)蝕、刮痕、磨損等幾種，其中點(diǎn)蝕、刮痕是缸體失效的主要形式。

2 失效缸體的修復(fù)工藝

失效后的缸體修復(fù)工藝一般有縮缸、擴(kuò)缸、激光熔覆、等離子熔覆、低溫鍍鐵等。由于珩磨擴(kuò)缸工藝簡(jiǎn)單易行、經(jīng)濟(jì)性好，普遍被使用單位所接受，所以具體介紹珩磨擴(kuò)缸工藝。珩磨擴(kuò)缸是解決缸體點(diǎn)蝕、刮痕失效形式的最佳方式。

3 擴(kuò)缸尺寸的確定

在考慮立柱、千斤頂設(shè)計(jì)的安全系數(shù)不低于3的基礎(chǔ)上，按照擴(kuò)缸Φ0.5mm、Φ1mm、Φ1.5mm、Φ2mm，對(duì)不同缸徑尺寸的缸體進(jìn)行強(qiáng)度核算，發(fā)現(xiàn)安全系數(shù)隨著缸徑尺寸的加大呈上升趨勢(shì)，超過(guò)2mm后缸體理論強(qiáng)度在安全系數(shù)邊沿，為此確定最大珩磨尺寸不超過(guò)2mm。珩磨擴(kuò)缸的尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)：

（1）320mm≥缸徑≥160mm的缸體：珩磨擴(kuò)缸最大不超過(guò)Φ2mm。

（2）160mm＞缸徑≥125mm的缸體：珩磨擴(kuò)缸最大不超過(guò)Φ1mm。

（3）缸徑＜125mm的缸體：珩磨擴(kuò)缸最大不超過(guò)Φ0.5mm。

4 珩磨擴(kuò)缸工藝過(guò)程

（1）準(zhǔn)備工序

由于缸體長(zhǎng)度一般都在0.5～2m之間，內(nèi)壁的缺陷很難定量檢測(cè)，所以珩磨時(shí)必須通過(guò)初磨工序去除表面銹蝕層才能判定損壞程度，確定下一步的修復(fù)措施。在密封制造時(shí)，其外徑尺寸有一定的富余量，如Φ160～180mm缸體密封尺寸最小富余量為0.85mm，Φ200～320mm缸體密封尺寸最小富余量為0.9mm，考慮密封使用具有一定的彈性變形和磨損余量，珩磨去除Φ0.5mm的缸體，使用原尺寸密封就能保證缸體的密封性能，所以初磨去除0.5mm比較合理。

（2）工藝實(shí)施

珩磨工序一般有缸體清洗、烘干、初磨、焊補(bǔ)、打磨、最終珩磨、檢驗(yàn)，具體作業(yè)順序?yàn)椋河们鍧嵰呵逑锤左w，去除缸體內(nèi)的雜質(zhì)、油脂等，然后自然晾干或烘干處理，進(jìn)行初步檢驗(yàn)。存在點(diǎn)蝕、漲缸、尺寸超標(biāo)等現(xiàn)象的，分類進(jìn)入珩磨工序。實(shí)施初磨工藝實(shí)施，磨削去除厚度尺寸0.5mm，再用強(qiáng)光手電進(jìn)行目測(cè)檢查：① 缺陷消除的，做好標(biāo)記后可轉(zhuǎn)入組裝工序；② 缺陷依然存在的，對(duì)缺陷工件進(jìn)行釬焊焊補(bǔ)或用等離子熔覆錐焊，采用直磨機(jī)手工打磨，再進(jìn)行二次珩磨。在二次珩磨時(shí)，去除尺寸Φ0.5mm，進(jìn)行二次檢測(cè)。缺陷消除的，做好標(biāo)記轉(zhuǎn)入組裝工序；缺陷依然存在的，進(jìn)行三次珩磨。依次類推，直至擴(kuò)缸尺寸達(dá)到Φ2mm，缺陷依然存在的，報(bào)廢處理。

（3）缸口部位修復(fù)

立柱、千斤頂?shù)母卓诓课皇庆o密封配合，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如對(duì)該部位進(jìn)行珩磨擴(kuò)缸，在該處裝配使用的導(dǎo)向套、缸蓋、三半環(huán)、孔用彈性漲圈等結(jié)構(gòu)件必須相應(yīng)加大尺寸重新制作，這就造成修復(fù)工藝的復(fù)雜化，給承修廠家?guī)?lái)極大的困擾，故對(duì)其一般不進(jìn)行珩磨擴(kuò)孔處理。但是，為了保證該處的密封性能，必須對(duì)其進(jìn)行徹底清理和拋光處理，在去除溝槽雜質(zhì)的同時(shí)，也可清除銹層、鈍化點(diǎn)蝕面。

5 不同缸徑尺寸下的密封選用

分批次珩磨擴(kuò)缸了一批立柱、千斤頂，組裝在液壓支架上開展工業(yè)性試驗(yàn)，取得了第一手的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，確定了密封使用與加大原則：

（1）密封加大主要是活塞處密封外徑尺寸加大，內(nèi)徑和寬度尺寸不變，結(jié)構(gòu)形式不變；缸口處密封尺寸不變。

（2）內(nèi)徑尺寸在320mm≥缸徑≥160mm的缸體：珩磨后內(nèi)徑尺寸不超過(guò)原尺寸Φ0.5mm的，不需要加大密封，采用原尺寸密封即可；珩磨后內(nèi)徑尺寸加大Φ1mm、Φ1.5mm、Φ2mm的，密封成套相應(yīng)加大Φ1mm、Φ1.5mm、Φ2mm。成套加大主要指鼓形圈、卡環(huán)、導(dǎo)向環(huán)等密封成套改變尺寸。

（3）160mm＞缸徑≥125mm的缸體：珩磨后內(nèi)徑尺寸不超過(guò)原尺寸Φ0.5mm缺陷消失的，不需要加大密封，采用原尺寸密封即可；珩磨后內(nèi)徑尺寸加大Φ1mm，密封成套相應(yīng)加大Φ1mm；尺寸超過(guò)Φ1mm的，報(bào)廢處理。

（4）缸徑＜125mm的：珩磨后內(nèi)徑尺寸不超過(guò)原尺寸Φ0.5mm缺陷消失的，不需要加大密封，采用原尺寸密封即可；珩磨后缸筒內(nèi)徑尺寸加大Φ0.5mm的報(bào)廢處理。

6 珩磨擴(kuò)缸后存在的問(wèn)題

由于立柱、千斤頂結(jié)構(gòu)形式，珩磨頭、珩磨工藝等因素制約，造成珩磨后缸體存在一定的缺陷，這些缺陷也是今后課題研究的方向。主要缺陷為：

（1）缸體的結(jié)構(gòu)形式是缸口敞開，缸底封堵，如果去除缸底進(jìn)行珩磨，造成珩磨的準(zhǔn)備工藝和后續(xù)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率明顯降低，故珩磨時(shí)一般采用盲孔加工，給檢測(cè)、釬焊等工序帶來(lái)不便。

（2）由于珩磨頭結(jié)構(gòu)形式的制約，珩磨條不能完全磨削到缸體最底部，有20～30mm段達(dá)不到需要尺寸，造成立柱、千斤頂收到底。

（3）由于缸口處結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸變化大，一般不進(jìn)行珩磨處理，這樣一來(lái)造成缸口處的缺陷不能消除，對(duì)整體質(zhì)量也有影響。

7 結(jié)束語(yǔ)

魯南裝備制造公司對(duì)立柱、千斤頂失效后采取珩磨擴(kuò)缸工藝進(jìn)行修復(fù)，輔以加大型密封，完全可以恢復(fù)立柱、千斤頂密封性能，降低液壓支架生產(chǎn)、維修成本。