吴家乐
中国神华神东煤炭分公司设备管理中心 陕西 神木 719315
【摘 要】液压支架是采煤机械中的主要支护设备，神华神东煤炭分公司矿井中目前在用液压支架65套，生产厂家有DBT、JOY、郑煤机、北煤机、平煤机等。因液压支架使用时长期处于弱酸性、高湿度或高含盐量环境中每套支架大修或项修后都有一部分小油缸缸筒内表面因锈蚀、拉伤严重而不能继续使用，需要重新购置新缸筒，造成极大浪费。本文介绍了目前最新的修复千斤顶缸筒工艺方法，质量可靠而且收到了良好的经济效益。
【关键词】液压支架；小油缸；缸筒修复
引言
国家发展和改革委员会于2007年11月29日对外发布的《煤炭产业政策》指出，在全国建设13个大型煤炭企业集团，提高煤炭的持续、稳定供给能力。神华神东煤炭集团作为全国率先实现原煤产量过2亿吨的大型煤炭基地，其独特的千万吨高产高效矿井群机电管理模式，对全国大型煤炭生产基地具有重要的指导意义。本文将对神东千万吨矿井群机电管理模式中的综采设备配套方面的情况，特别是液压支架小油缸缸筒修复方面的技术进行分析阐述。
液压支架油缸使用现状
液压支架是煤矿长壁开采工作面的主要设备之一, 其投资约占工作面成套设备总投资的60%以上,其适应性和可靠性是决定工作面能否安全高效生产的关键因素之一。而煤矿地下开采的采场顶板及围岩是多层非连续介质不稳定力学结构，又有断层、构造和强烈矿压冲击等多种地质灾害发生，工作面支护是开采的首要条件，也是综采安全高效生产的根本保证，液压支架要支得住，走得动，这是综采系统的核心。
液压油缸是工程机械最主要部件，也是最易出现问题的部件，尤其是油缸内表面划伤更为普遍。主要原因如下：
1. 装配过程中零件毛刺处理不干净混入异物造成的缸壁划伤。
2. 划伤沟槽挤出的材料屑沫会嵌入密封件，运行时在损坏密封件工作部位，造成新划伤区域痕路。
3. 活塞滑动表面面压过大造成的烧结现象因活塞杆自重作用使活塞倾斜，出现别劲现象，或者由于横向载荷等的作用，使活塞滑动表面的压力上升，将引起烧结现象。时间延长就造成严重划伤。
4. 活塞环的损坏活塞环在运行中发生破损，其碎片夹在活塞的滑动部分，造成划伤。
5. 电镀硬铬层的磨损，多数是由于活塞的摩擦铁粉的研磨作用造成的，中间夹有水分时，磨损更快。因金属的接触电位差造成的腐蚀，只发生在活塞接触到的部位，而且腐蚀是成点状发生的。
液压支架油缸图示（见图1和图2）在综采工作面生产过程中，油缸经过井下长期使用，受到井下特殊环境影响，缸筒珩磨后容易出现拉伤、腐蚀尺寸超差等情况。一般情况下，推移缸筒经过珩磨后，缸筒内径小于Φ150.4mm则继续使用，缸筒内径超过Φ150.4mm则无法继续使用。针对这种情况，经过和外协单位合作试验了以下修复工艺：
小油缸缸筒采用缩径+复合盐浴的修理工艺修复。
(一)工艺简介：
缩径工艺简介：所谓缩径是指在一特定技术条件下，使缸筒内壁浅层组织发生相变，从而达到孔径缩小之目的，通常情况下锈蚀、侵蚀、点蚀、磨损或拉伤深度在0.5mm（单边）深度以内的都可以采用该工艺。缩径后再经表面硬化、时效等工艺，使得密封面表层2—3mm深的硬度维持在HB280—300之间，且原基体综合性能保持不变。
复合盐浴工艺简介：“复合盐浴”的含义是指在添加了稀土元素的碳氮化和氧化两种盐浴中处理工件。复合盐浴处理技术既可以使工件几乎不变形，同时又可以大幅度提高金属表面的耐磨性、抗蚀性，是一种新的金属表面强化改性技术。这种技术实现了渗碳氮工序和氧化工序的结合，氮化物和氧化物的组合，耐磨性和抗蚀性复合，热处理技术和防腐技术的联合。将工件在两种不同性质的熔融盐液中先后进行处理，使多种元素同时渗入金属表面，形成由几种化合物组成的复合渗层，使金属表面得到强化改性，耐磨性、抗蚀性和耐疲劳性同时得到大幅度提高。盐浴复合热处理技术实现了渗氮工序和氧化工序的复合，氮化物和氧化物的复合，耐磨性和抗蚀性复合，热处理技术和防腐技术的复合。盐浴复合热处理技术具有无公害、几乎不变形等优点，经处理后，中碳钢的耐磨性可以达到常规淬火的30倍，低碳钢渗碳淬火的14倍，离子渗氮的2.8倍，镀硬铬的2.1倍。中碳钢的抗蚀性比镀硬铬高20倍以上，远远高于镀镍，达到铜镍铬三层复合镀的水平，甚至比某些不锈钢的抗蚀性还高。
试验表明，现有气体软氮化和离子渗碳氮基本上都可以用此复合盐浴处理技术来代替，而且可以大幅度提高工件的耐磨性和抗蚀性。其抗蚀性可达到Cu-Ni-Cr多层电镀的水平。
把内密封面因锈蚀、侵蚀、点蚀、磨损报废的缸筒经缩径、整形、珩磨、时效等工序，恢复出厂尺寸精度后，再经盐浴复合处理，可使得内表面一次形成氧化膜、疏松层、化合物层、奥氏体层和扩散层。从而使密封表面得到强化改性，其耐磨性、抗蚀性和耐疲劳性同时得到大幅度提高。
(二)工艺流程：
(三)油缸维修常用工艺技术参数指标对比：
(四) 效益分析
1.采用缩径+复合盐浴修复工艺节约了大量资金。采用此种方法对支架小油缸缸筒修复费用一般不超过购置新缸筒价格的40%。按照一般情况计算，每年因锈蚀、拉伤损坏的推移缸筒约在300根以上，则该项改进至少可以每年节约资金达100余万元，经济效益十分显著。
2.采用本项技术设备简单，操作方便，易于推广。即便于采用简单设备，以周期作业方式投产；也便于建立微机控制的自动化生产线，前期投入费用相对较低。
3. 采用工艺盐浴复合处理的工件表层具有耐磨、减摩、抗擦伤、抗咬死、抗疲劳、耐蚀和自润滑性功能，减少了油缸后期的维修费用。
(五)结束语
目前煤炭市场仍然不容乐观，神东集团在降本增效方面也面对着巨大的压力，而液压支架推移油缸缸筒又是煤矿开采重要设备之一，其正常、高效的使用对于井下安全生产具有重大作用。前文所述的两种修复工艺，经过试验及对比，具有工艺简单、操作方便、修复费用低等优点，是现阶段煤矿企业液压支架推移油缸性价比很好的修复方法，可以大面积推广使用。
作者简介：吴家乐，男， 1985年8月生，助理工程师， 中国神华神东煤炭分公司设备管理中心项目部工作。
论文作者:吴家乐
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第14期
论文发表时间:2016/8/19
标签：支架论文; 液压论文; 油缸论文; 工艺论文; 耐磨性论文; 技术论文; 煤炭论文; 《低碳地产》2015年第14期论文;