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激光熔覆技術在液壓支架中的應用-沈陽稀有金屬研究所

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                激光熔覆技術在液壓支架中的應用

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                激光熔覆技術在液壓支架中的應用

                發布日期:2018-09-13 作者: 點擊:

                一 液壓支架的工作環境 

                液壓支架是將液壓支架頂梁和底座連接起來的部件,承受頂板的載荷式支架的主要承載部件。液壓支架工況條件苛刻,大多數是在高速、重載、振動、沖擊、摩擦和介質腐蝕等的工況條件下工作。運行時間長,絕大部分機械設備不分晝夜,長年累月連續作業。工作環境惡劣,設備時刻處于粉塵、水汽以及有害氣體的包圍之中。潤滑條件差,環境惡劣,工況苛刻,停機時間短,使機械零部件得不到良好的潤滑和維護。隨著中厚偏薄、薄煤層開采力度的加大,被輸送物料的研磨性指數也不同程度地增加,加劇了設備的磨損。 

                液壓支架在使用過程中立柱外圓表面容易被腐蝕、磨損,直至失效。必然會引起整套裝置運行不穩定,帶“病”運行的設備對于井下作業的人員來說是一個極大地安全隱患。設備停運導致減產,設備維修或更換也是一筆不小的開支。 

                液壓支架正常使用周期Z少應在一年以上,如果因油缸銹蝕而升井維修,大修周期一般為半年,維修費用是整機費用的30%左右。在行業內,液壓支架油缸外圓表面普遍都采用電鍍鉻技術進行防護,對于井下十分復雜的作業環境,其抗腐蝕能力遠遠未達到理想狀態。如何改變液壓支架油缸的表面防護技術,提高油缸乃至支架整機在井下的環境適應能力和使用壽命成了亟待解決的問題。再加上傳統電鍍工藝所使用的六價鉻在生產過程中會產生鉻霧、廢水、廢渣等影響生態環境的物質,有悖于國家綠色環保的要求,不利于節能減排,國家對此的監管力度在不斷加強。同時,設備升井維修、制造新品也會消耗大量能源。 

                二 激光熔覆技術的作用 

                采用激光熔覆技術讓報廢液壓支架立柱“起死回生”。激光熔覆技術就像變魔術一樣讓大量報廢的液壓支架立柱“起死回生”,繼續服役,為實現“綠色礦山”開辟了一條捷徑。激光熔覆技術在礦山綜采設備液壓支架立柱上的成功應用,將引領礦山設備技術升級、產業升級走進新時代。 

                激光熔覆技術就是利用大功率激光束聚集能量極高的特點,瞬間將被加工表面微熔,同時使零件表面預置或與激光束同步自動送置的合金粉完全熔化,獲得與基體冶金結合的致密覆蓋。該技術熱影響區小,覆層性能可梯度功能控制,熔覆層與技術基體冶金結合,可靠地解決了鍍鉻層孔隙多和結合力差的問題。 

                三 激光熔覆技術在液壓支架中的應用 

                工作面液壓支架型號如下表所示,ZF7200/18/33液壓支架主要參數:支架高度1800~3300mm;支架寬度1430~1600mm;工作阻力7200Kn;支護強度0.91~0.93Mpa;操作方式為本架手動操作;帶加長桿立柱4件。 

                工作面液壓支架型號 

                序號 支架類別 支架型號 數量 

                1 中間架 ZF7200/18/33 76架 

                2 過渡架 ZFG7500/19/33 4架 

                使用時間:該套支架有兩個批次,中間架中的60架為2011年出廠,在井下使用了2年左右;16架中間架和4架過渡架為2009年出廠,在井下使用了4年,2個工作面。

                過煤量:2011年的支架過煤量80萬噸左右;2009年支架使用2個工作面,過煤量不詳,但兩者都存在較多問題。 

                維修次數:2009年支架在2011年6月在井下進行檢修;2011年的支架本次為第一次大修,但二者在作業期間多次出現問題,主要集中在立柱千斤頂維修。 

                井下使用環境:支架在井下使用銹蝕嚴重,設備操作人員反映水質堿性較重。結構件類銹蝕嚴重,銷軸銹蝕較為嚴重,除銹后存在尺寸減小,閥類銹蝕嚴重,尤其是立柱千斤頂類鍍鉻面銹蝕特別嚴重。 

                圖1為激光熔覆技術展示,對于退鍍后表面麻坑深度>

                1mm的鍍鉻件,采用激光熔敷技術完成修復,避免報廢。 

                圖2為缸體止口修前和修后的對比,對于止口部分腐蝕嚴重的缸體,全部采用¢1.2的不銹鋼焊條修復,加工后恢復到原尺寸公差為H9,粗糙度1.6,并要求缸口倒角圓過渡。 

                圖1 激光熔覆技術展示 圖2 缸體止口修前和修后的對比 

                激光熔覆技術能在低成本材料上獲得具有耐蝕、耐磨等高性能表面,以代替昂貴的整體高級合金,從而大量節約貴重或稀有金屬材料,適用于易磨損及易腐蝕零部件的表面強化處理。為了提高液壓支架的使用壽命,需要對關鍵部件進行表面處理。新支架立柱壽命一般是1~2年,但是利用激光熔覆技術處理后的可以達到5年免維護。 

                四 結束語 

                實踐表明,經激光熔覆技術的液壓支架立柱在井下實際使用壽命都超過了傳統的表面鍍鉻的新液壓支架立柱。該技術有很好的應用前景,經濟和社會效益十分巨大??梢灶A見它還可以運用到新產品的制造中。

                合金霧化球形粉末

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                本文網址:http://www.allegri-net.com/news/366.html

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