为解决液压支架侧推液压缸中的活塞杆毛坯制造生产周期长、材料利用率低、生产成本维持较高的现状,改变一直沿用的锻造工艺和圆钢下料工艺,将锻压墩粗工艺应用在侧推活塞杆的毛坯制造中,在应用实践的过程中,对材料的利用率、生产成本、生产周期的分析对比充分证明了锻压墩粗工艺制造侧推活塞杆毛坯的优势。

为避免千斤顶附件(通液座)焊接对精加工后的缸筒内孔尺寸和圆度造成影响,从增加刚性拘束、预留反变形和控制焊接热输入等角度研究适用于精加工后缸筒附件焊接的生产工艺。研究表明:仅采用I=140~160 A、U=20~22 V、v=210~230 mm/min的小规范MAG焊接工艺,无法保证产品质量,缸筒内孔依然会出现最大0.3 mm的焊接变形;采用小规范焊接并借助拘束工装预制0.8~1.2 mm横向反变形,则可以有效控制焊接变形,保证缸筒内孔尺寸和圆度均符合设计要求。

针对液压支架压架过程中立柱控制阀座焊缝出现裂纹的情况进行原因分析,通过静载和液压冲击受力分析、金相和显微硬度分析确定裂纹产生原因,并提出改进措施,重新进行压架试验验证改进效果。研究结果表明,静载荷不足以导致焊缝开裂,在压架试验中,立柱经历高保压—卸载—加压的循环过程,产生高强液压冲击;高强液压冲击经过控制阀座与缸筒的接触缝隙及45°角未熔透处,导致接触缝隙交汇的焊缝根部存在500~1 000μm的裂纹;提出优化控制阀座尺寸、调整液体进入控制阀座的角度和提高焊接质量的改进措施,改进后的立柱经历60 000余次循环加载后没有出现开裂和漏液问题。

对液压支架在压架过程中立柱外缸出现裂纹的情况进行了原因分析,采用金相显微镜、扫描电镜进行检测并寻找裂纹源,对裂纹的宏观形态和断口的微观形貌进行分析。结果表明:该液压支架在压架过程中外缸产生的开裂属于完全断裂、脆性断裂和疲劳断裂,随着压架次数的升高,母材应力循环次数不断增加,在达到69000次时产生低周大应力疲劳断裂。

液压支架立柱的泄漏是导致液压支架失效的主要原因之一。立柱挂液是泄漏的一种特殊形式。依据液压支架φ450 mm立柱的产品结构及3种厂家的密封结构分析,从增大密封过盈量、密封槽加工等方面提出解决立柱挂液问题的对策,可有效减少立柱挂液的发生,为解决立柱挂液问题提出新思路。

为解决双伸缩液压缸中关键零部件二级缸筒精加工后在密封部位出现大量气孔，造成返修率高达80％，反复堆焊返修，甚至造成二级缸报废的问题，通过大量的调研、分析，拟引进锻压镦粗工艺进入煤矿机械加工行业替代二级缸简加工中长期沿用的堆焊工艺，并进行了可行性分析；通过对两种工艺方法的分析对比，对两种工艺方法加工的零件的力学性能和缺陷分析对比及对生产效率、环境保护和工人健康方面的对比分析，同时综合考虑两种工艺的成本和效率，结合零件的结构形式，实现了用镦粗工艺替代二级缸筒的堆焊工艺。