本發(fā)明涉及礦用液壓支架結(jié)構(gòu)件，尤其是涉及液壓支架結(jié)構(gòu)件疲勞延壽方法。

背景技術(shù)：

液壓支架是現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井中保證作業(yè)空間和安全生產(chǎn)的重要設(shè)備，其安全性和可靠性直接影響著綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的應(yīng)用和推廣。由于液壓支架在井下的工況十分復(fù)雜，為保證其安全可靠地使用，通常需要對(duì)樣機(jī)進(jìn)行壓架試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)其是否合格。通常規(guī)定一種新型號(hào)的支架在投入使用之前，必須通過(guò)國(guó)家指定的專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)對(duì)支架樣機(jī)進(jìn)行壓架試驗(yàn)。壓架試驗(yàn)主要任務(wù)是模擬支架井下作業(yè)時(shí)的各種受載狀況，對(duì)支架進(jìn)行加載試驗(yàn)，以考核支架是否滿(mǎn)足安全和使用的要求，從而保證液壓支架的質(zhì)量。世界各主要產(chǎn)煤國(guó)家都制定了相應(yīng)的試驗(yàn)規(guī)范。

根據(jù)我國(guó)gb25974《煤礦用液壓支架》第1部分通用技術(shù)條件規(guī)定a類(lèi)二柱掩護(hù)式支架主體結(jié)構(gòu)件耐久性試驗(yàn)累積加載次數(shù)達(dá)到27000次，四柱支撐掩護(hù)式支架主體結(jié)構(gòu)件耐久性試驗(yàn)累積加載次數(shù)達(dá)到31000次。但是支架31000次的循環(huán)壽命已經(jīng)不能滿(mǎn)足礦方的使用要求，因?yàn)橐簤褐Ъ芙Y(jié)構(gòu)件在井下出現(xiàn)問(wèn)題后，返修起來(lái)非常困難，不僅存在安全隱患，而且一旦返修將造成綜采面停產(chǎn)，影響采煤工作。

隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)的迅猛發(fā)展和國(guó)外市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)，液壓支架設(shè)計(jì)制造也朝著長(zhǎng)壽命、高可靠性方向發(fā)展，因此無(wú)論是液壓支架使用者還是制造者對(duì)于支架主體結(jié)構(gòu)件的壓架壽命都提出了更高的要求，比如要求液壓支架主體結(jié)構(gòu)件壓架壽命達(dá)到60000--80000次，但現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法滿(mǎn)足此壽命要求，需要尋找新的方法來(lái)提高液壓支架結(jié)構(gòu)件的壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種液壓支架結(jié)構(gòu)件疲勞延壽方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述液壓支架結(jié)構(gòu)件疲勞延壽方法，包括以下步驟

a、根據(jù)液壓支架結(jié)構(gòu)件壓架試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)疲勞開(kāi)焊的情況以及設(shè)計(jì)受力分析,確定影響液壓支架結(jié)構(gòu)件疲勞壽命的焊縫和所述焊縫應(yīng)力集中較大部位；

b、對(duì)確定的所述應(yīng)力集中較大部位的焊縫進(jìn)行焊趾打磨處理；

c、對(duì)所述打磨處理后的焊趾表面進(jìn)行磁粉探傷。

所述步驟a中的液壓支架結(jié)構(gòu)件包括液壓支架的頂梁體和掩護(hù)梁體。

影響所述頂梁體和掩護(hù)梁體疲勞壽命的焊縫，包括所述頂梁體的柱窩與主筋連接焊縫、所述柱窩與前后蓋板的連接焊縫、所述前后蓋板與主筋連接焊縫的變截面及其附近位置，和所述掩護(hù)梁體的內(nèi)外主筋之間的蓋板與主筋連接焊縫的變截面及其附近位置。

所述步驟b焊趾打磨處理中，打磨深度0.7-1.0mm，打磨處理至表面光滑且無(wú)可視的劃痕。

本發(fā)明通過(guò)對(duì)液壓支架結(jié)構(gòu)件開(kāi)裂焊縫宏觀和微觀結(jié)構(gòu)的研究分析，發(fā)現(xiàn)液壓支架結(jié)構(gòu)件焊縫開(kāi)裂的破壞形式為疲勞破壞。由于液壓支架工作過(guò)程中具有十分復(fù)雜的動(dòng)態(tài)特性，工作過(guò)程中承受較大的動(dòng)載荷，而焊接接頭部位對(duì)疲勞破壞的敏感性遠(yuǎn)高于母材，焊趾部位應(yīng)力集中和缺陷（如咬邊、裂紋等）的存在是焊接結(jié)構(gòu)疲勞裂紋形成的一個(gè)主要原因，因此通過(guò)對(duì)焊趾部位的處理，達(dá)到消除焊趾缺陷、降低應(yīng)力集中目的，從而顯著提高了液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接結(jié)構(gòu)的疲勞性能，延長(zhǎng)了液壓支架的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述頂梁體的結(jié)構(gòu)及焊后處理位置示意圖。

圖2是本發(fā)明所述掩護(hù)梁體的結(jié)構(gòu)及焊后處理位置示意圖。

圖3是焊趾打磨深度要求示意圖。

圖4是圖3的i部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

本發(fā)明所述液壓支架結(jié)構(gòu)件疲勞延壽方法，包括以下步驟：

第一步、根據(jù)液壓支架壓架試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)疲勞開(kāi)焊的情況以及設(shè)計(jì)受力分析,確定影響液壓支架結(jié)構(gòu)件頂梁體疲勞壽命的焊縫和焊縫應(yīng)力集中較大部位為：

如圖1所示，頂梁體的柱窩4與頂梁體的外主筋1之間的焊縫6-5、頂梁體的柱窩4與頂梁體的內(nèi)主筋2之間的焊縫6-6，頂梁體的前蓋板3與頂梁體的外主筋1、內(nèi)主筋2之間的焊縫6-1，頂梁體的前蓋板3與頂梁體的柱窩4之間的焊縫6-2，頂梁體的后蓋板5與頂梁體的柱窩4之間的焊縫6-3，頂梁體的后蓋板5與頂梁體的外主筋1、內(nèi)主筋2之間的焊縫6-4應(yīng)力集中較大，且壓架試驗(yàn)時(shí)最易出現(xiàn)疲勞開(kāi)裂，因此選擇焊縫部位6-1、6-2、6-3、6-4、6-5、6-6進(jìn)行后處理；

第二步、對(duì)第一步選定的焊縫部位6-1、6-2、6-3、6-4、6-5、6-6進(jìn)行焊趾13部位打磨處理，打磨要求：如圖3、圖4所示，打磨深度l=0.7-1mm范圍內(nèi)，打磨面應(yīng)光滑、無(wú)可視的劃痕；

第三步、對(duì)焊趾13部位打磨后的表面進(jìn)行磁粉探傷。

試驗(yàn)結(jié)果顯示：經(jīng)過(guò)上述步驟后，液壓支架壓架耐久性試驗(yàn)次數(shù)達(dá)到了60000次。

實(shí)施例2：

本發(fā)明所述液壓支架結(jié)構(gòu)件疲勞延壽方法，包括以下步驟：

第一步、根據(jù)液壓支架壓架試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)疲勞開(kāi)焊的情況以及設(shè)計(jì)受力分析,確定影響液壓支架結(jié)構(gòu)件掩護(hù)梁體疲勞壽命的焊縫和焊縫應(yīng)力集中較大部位為：

如圖2所示，掩護(hù)梁體的前蓋板7、中蓋板9、后蓋板10與掩護(hù)梁體的外主筋11、內(nèi)主筋8之間的焊縫12應(yīng)力集中較大，且壓架試驗(yàn)時(shí)最易出現(xiàn)疲勞開(kāi)裂，因此選擇焊縫部位12進(jìn)行后處理；

第二步、對(duì)第一步選定的焊縫12部位進(jìn)行焊趾13部位打磨處理，打磨要求：如圖3、圖4所示，打磨深度l=0.7-1mm范圍內(nèi)，打磨面應(yīng)光滑、無(wú)可視的劃痕；

第三步、對(duì)焊趾13部位打磨后的表面進(jìn)行磁粉探傷。

試驗(yàn)結(jié)果顯示：經(jīng)過(guò)上述步驟后，液壓支架壓架耐久性試驗(yàn)次數(shù)達(dá)到了60000次。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種液壓支架結(jié)構(gòu)件疲勞延壽方法，a、根據(jù)液壓支架結(jié)構(gòu)件壓架試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)疲勞開(kāi)焊的情況以及設(shè)計(jì)受力分析,確定影響液壓支架結(jié)構(gòu)件疲勞壽命的焊縫和所述焊縫應(yīng)力集中較大部位；b、對(duì)確定的所述應(yīng)力集中較大部位的焊縫進(jìn)行焊趾打磨處理；c、對(duì)所述打磨處理后的焊趾表面進(jìn)行磁粉探傷。本發(fā)明對(duì)液壓支架結(jié)構(gòu)件開(kāi)裂焊縫宏觀和微觀結(jié)構(gòu)的研究分析，通過(guò)對(duì)焊趾部位的處理，達(dá)到消除焊趾缺陷、降低應(yīng)力集中目的，從而顯著提高了液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接結(jié)構(gòu)的疲勞性能，延長(zhǎng)了液壓支架的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：李福永;程相榜;李爭(zhēng);谷建軍;劉晟;張延可;凡乃峰;李臣陽(yáng);趙偉方
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.18
技術(shù)公布日：2017.07.25