液压支架用新型免焊可伸缩工艺支撑设计

兰志宇 段小广 韩振仙 凡乃峰

液压支架用新型免焊可伸缩工艺支撑设计

兰志宇 段小广 韩振仙 凡乃峰

本文通过对液压支架用传统工艺支撑在使用过程中各种不足的分析，设计制作了新型免焊可伸缩工艺支撑，提高了焊接生产效率。

1. 传统工艺支撑

煤矿综采用液压支架的结构件主要是由钢板焊接而成的组合箱体式结构。由于结构复杂，焊接量大，故容易产生焊接变形。为了应对焊接变形，最常采取的措施就是在易变形处焊接工艺支撑。一般液压支架的三大结构件（顶梁、掩护梁、底座）在拼焊过程中，均需要在各主筋两端的铰接孔附近加上不同长度的工艺支撑，如图1所示。

在生产过程中，传统的工艺支撑主要存在以下几个问题：

第一，目前我厂使用的工艺支撑普遍采用40mm厚的钢板经火焰切割而成。由于在液压支架结构件箱体较多，工艺支撑的用量较大，浪费材料。此外，对于一些工作阻力大，精度要求高的产品，工艺支撑的两端还需要在铣边机上加工以保证尺寸精度，工序复杂，效率较低。

第二，在液压支架结构件的拼焊过程中，为了增加支撑的牢固程度，在使用过程中能够有效抵抗焊接应力，工艺支撑需要点焊在各主筋之间。而等工件完全冷却后，操作人员需要通过火焰切割将其割除，并打磨干净主筋支撑处的焊渣和割痕。由于工艺支撑的截面较大（一般为40mm×40mm），所以火焰切割和打磨将耗费大量的时间和精力，劳动强度大。

第三，由于液压支架每批产品的结构均不尽相同，故每批产品在生产过程中需要工艺支撑的长度也差别很大。传统的工艺支撑不仅加工繁琐，而且重复利用率低。一般每批产品都需要对支撑进行下料甚至加工。此外，在生产过程中多种因素的作用下，往往会产生大量下料尺寸有误的支撑，还需要铆工花费大量精力现场火焰切割，使用麻烦。

图1 液压支架掩护梁用的部分工艺支撑

图2 新型免焊可伸缩工艺支撑

图3 新型免焊可伸缩工艺支撑实物

2. 新型工艺支撑构成

为提高效率，我们设计一种免焊接可调节长度的新型工艺支撑工装（见图2）。该工装主要由可调节长度的螺纹组件、起免焊作用的磁铁组件和螺纹保护套三部分组成。其中螺纹组件部分由旋向相反、有一定长度的两个螺纹管和一个两端有旋向相反螺纹的螺杆组成。为了操作方便，在螺杆中部设计有圆孔；磁铁部分由两端镶嵌有磁王的圆环贴板组成。为了在使用过程中防止焊接飞溅物落入螺纹内影响使用，螺纹管两端各焊接了一段薄壁钢

管，作为螺纹保护套使用（见图2）。为了防止锈蚀，延长螺纹寿命，此新型工艺支撑的螺纹部分内外表面均进行了镀锌处理，其实物如图3所示。

图4 新型免焊可伸缩工艺支撑使用效果图

3. 新型工艺支撑的使用

新型免焊接可伸缩工艺支撑因其操作简单、实用性强、可反复利用等优点，在车间应用以来，大大提高了生产效率，免去了打磨切割处割痕和焊渣的工作量，明显降低了劳动强度。图4为新型免焊可伸缩工艺支撑的使用效果。通过一根圆钢，操作人员不仅可以在不同产品上作为工艺支撑反复使用，而且只需轻松转动螺纹，便可利用螺纹机械力精确调节拼装工件的档距大小，改进了以前拼装人员通过大锤等强大外力来粗放调节档距的方法，大大减轻了工人劳动强度，提高了生产效率。

4. 结语

新型免焊可伸缩工艺支撑的设计及应用，显现出了较好的调节作用和支撑作用。在液压支架的结构件中适用性强，重复利用率高，可显著提高生产效率，减轻工人劳动强度。

表2 ASME 标准推荐焊接材料的力学性能参数

表3 反应堆冷却剂系统焊接材料力学性能参数

作者简介：孙灵飞等，山东核电设备制造有限公司。

兰志宇，郑州煤矿机械集团技术工艺部，主要从事铆焊工艺设计工作。