液压支架易损零部件立柱的激光熔覆质量研究.pdf
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1、第4期机电技术机电技术液压支架易损零部件立柱的激光熔覆质量研究液压支架易损零部件立柱的激光熔覆质量研究*丁紫阳(郑州职业技术学院,河南 郑州 450121)摘要近年来,随着制造业转型升级,对机械装备的性能要求逐渐提高,机械装备在使用时,其失效往往由易损零部件引起,因此,易损零部件的质量控制具有重要意义。文章以液压支架易损零部件立柱为研究对象,通过对液压支架立柱激光熔覆质量评价指标和常见质量问题进行分析,提出一系列液压支架立柱激光熔覆质量控制措施,旨在提升液压支架立柱激光熔覆质量。关键词液压支架;易损零部件;立柱;激光熔覆;质量中图分类号:TG178文献标识码:A文章编号:1672-4801(2
2、023)04-045-03DOI:10.19508/ki.1672-4801.2023.04.014*河南省科技攻关项目(222102220118)作者简介:丁紫阳(1988),男,工程师,硕士,主要从事新材料研发及表面改性技术的研究。机械装备在工业生产中随处可见,一般由多个零部件组成,在服役工作中,受高应力、高转速等工况条件的影响,部分机械零部件如传动轴、齿轮轴、键槽等会提前产生磨损、腐蚀、裂纹等表面损伤1,这些质量问题一旦产生,不仅会严重影响相关装备的服役安全和服役寿命,而且会增加企业的成本。因此,近年来,易损零部件的质量控制问题成为装备制造业的研究热点之一。本文选取煤矿生产常用的机械装备
3、液压支架为例,对其易损零部件立柱激光熔覆质量控制展开研究。1液压支架易损零部件立柱简介液压支架是机械化采煤的关键装备,采煤生产时,为保证采煤工人的生命安全和生产作业的有效进行,需要对顶板进行支护,液压支架为进行支护时采用的设备。液压支架主要起支撑并防止煤矸石和煤屑落入刮板输送机、隔离采空区的作用,对于煤矿安全具有重要的意义2-3。立柱作为液压支架的重要组成部分,是液压支架工作的主要承重部件4-5。由于液压支架立柱长期处于矿井恶劣环境中,井下相对湿度大,存在大量SO2、H2S、Cl2等腐蚀介质,容易发生表面应力集中,诱发腐蚀、起皮失效,使得液压支架立柱失效在综采设备故障中所占比例越来越高。液压支
4、架立柱失效的后果不堪设想,一旦发生事故,不仅影响生产进程,严重时会危及工作人员生命,造成重大经济财产损失,故为了保证液压支架作用的发挥,立柱必须具有良好的质量。2激光熔覆激光熔覆是一种先进的表面改性技术6,涉及光学、机械、材料、冶金、检测与控制等多个领域,可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质,可降低成本、节约贵重稀有金属材料,因此,世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的研究及应用都非常重视。与传统的电镀、堆焊、热喷涂等表面强化技术相比,激光熔覆具有热输入小、稀释率低、变形小、可控性强、涂层质量优良等优点。近几年,伴随着环保压力的提升以及激光技术的快速发展,激光熔覆在液压支
5、架领域的应用逐渐增多。采用大功率激光熔覆设备,对液压支架立柱表面进行激光熔覆,在立柱表面获得激光熔覆层,可以提升液压支架立柱表面的耐磨性、耐腐蚀性等性能,更好地满足液压支架立柱质量要求。3液压支架立柱激光熔覆质量评价指标液压支架立柱激光熔覆质量的优劣,可以从定性评价和定量评价两个方面进行判断。在实际生产过程中,由于液压支架立柱激光熔覆材料、激光熔覆功率、激光熔覆速度、送粉速度等任何一个参数的变化均可能导致激光熔覆质量的改变,一般通过量化的指标来评价液压支架立柱激光熔覆质量。3.1硬度通过测试硬度,可以获知液压支架立柱抵抗452023年8月机电技术机电技术硬物压入其表面的能力。硬度测定方法众多,
6、对于液压支架立柱激光熔覆层而言,可测定其洛氏硬度、维氏硬度、布氏硬度等。为了快速测定液压支架立柱激光熔覆层的硬度,实际生产中常采用便携式硬度计,在激光熔覆现场进行硬度测试,以保证液压支架立柱激光熔覆的质量。3.2耐磨性通过测量液压支架立柱激光熔覆后立柱熔覆层表面的耐磨性,可以评定液压支架立柱的耐磨倾向。制备液压支架立柱激光熔覆磨损试样,采用磨损试验机进行磨损试验,磨损试验示意图如图1所示。E9?B/E图1磨损试验示意图3.3耐蚀性通过测量液压支架立柱激光熔覆后立柱熔覆层表面的耐蚀性,可以评定液压支架立柱抵抗腐蚀的能力。耐蚀性可以采用盐雾箱测得,制备液压支架立柱激光熔覆腐蚀试样,根据GB/T 1
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