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(shè)計(jì)

蘭志宇 段小廣 韓振仙 凡乃峰

本文通過(guò)對(duì)液壓支架用傳統(tǒng)工藝支撐在使用過(guò)程中各種不足的分析，設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)件主要是由鋼板焊接而成的組合箱體式結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接量大，故容易產(chǎn)生焊接變形。為了應(yīng)對(duì)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(jié)構(gòu)件（頂梁、掩護(hù)梁、底座）在拼焊過(guò)程中，均需要在各主筋兩端的鉸接孔附近加上不同長(zhǎng)度的工藝支撐，如圖1所示。

在生產(chǎn)過(guò)程中，傳統(tǒng)的工藝支撐主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

第一，目前我廠(chǎng)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(jié)構(gòu)件箱體較多，工藝支撐的用量較大，浪費(fèi)材料。此外，對(duì)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(jī)上加工以保證尺寸精度，工序復(fù)雜，效率較低。

第二，在液壓支架結(jié)構(gòu)件的拼焊過(guò)程中，為了增加支撐的牢固程度，在使用過(guò)程中能夠有效抵抗焊接應(yīng)力，工藝支撐需要點(diǎn)焊在各主筋之間。而等工件完全冷卻后，操作人員需要通過(guò)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(fèi)大量的時(shí)間和精力，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

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

圖1 液壓支架掩護(hù)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(shí)物

2. 新型工藝支撐構(gòu)成

為提高效率，我們?cè)O(shè)計(jì)一種免焊接可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的新型工藝支撐工裝（見(jiàn)圖2）。該工裝主要由可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的螺紋組件、起免焊作用的磁鐵組件和螺紋保護(hù)套三部分組成。其中螺紋組件部分由旋向相反、有一定長(zhǎng)度的兩個(gè)螺紋管和一個(gè)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(shè)計(jì)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(guò)程中防止焊接飛濺物落入螺紋內(nèi)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(hù)套使用（見(jiàn)圖2）。為了防止銹蝕，延長(zhǎng)螺紋壽命，此新型工藝支撐的螺紋部分內(nèi)外表面均進(jìn)行了鍍鋅處理，其實(shí)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(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、可反復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，在車(chē)間應(yīng)用以來(lái)，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(dòng)強(qiáng)度。圖4為新型免焊可伸縮工藝支撐的使用效果。通過(guò)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(fù)使用，而且只需輕松轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋，便可利用螺紋機(jī)械力精確調(diào)節(jié)拼裝工件的檔距大小，改進(jìn)了以前拼裝人員通過(guò)大錘等強(qiáng)大外力來(lái)粗放調(diào)節(jié)檔距的方法，大大減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。

4. 結(jié)語(yǔ)

新型免焊可伸縮工藝支撐的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，顯現(xiàn)出了較好的調(diào)節(jié)作用和支撐作用。在液壓支架的結(jié)構(gòu)件中適用性強(qiáng)，重復(fù)利用率高，可顯著提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

表2 ASME 標(biāo)準(zhǔn)推薦焊接材料的力學(xué)性能參數(shù)

表3 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)焊接材料力學(xué)性能參數(shù)

作者簡(jiǎn)介：孫靈飛等，山東核電設(shè)備制造有限公司。

蘭志宇，鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)技術(shù)工藝部，主要從事鉚焊工藝設(shè)計(jì)工作。