CN106975992A - 液压支架结构件疲劳延寿方法 - Google Patents

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李福永
程相榜
李争
谷建军
刘晟
张延可
凡乃峰
李臣阳
赵伟方
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/04—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of metal, e.g. skate blades
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    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/83—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields
    • G01N27/84—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields by applying magnetic powder or magnetic ink

Abstract

本发明公开了一种液压支架结构件疲劳延寿方法，a、根据液压支架结构件压架试验时出现疲劳开焊的情况以及设计受力分析,确定影响液压支架结构件疲劳寿命的焊缝和所述焊缝应力集中较大部位；b、对确定的所述应力集中较大部位的焊缝进行焊趾打磨处理；c、对所述打磨处理后的焊趾表面进行磁粉探伤。本发明对液压支架结构件开裂焊缝宏观和微观结构的研究分析，通过对焊趾部位的处理，达到消除焊趾缺陷、降低应力集中目的，从而显著提高了液压支架结构件焊接结构的疲劳性能，延长了液压支架的使用寿命。

Description

液压支架结构件疲劳延寿方法
技术领域
本发明涉及矿用液压支架结构件，尤其是涉及液压支架结构件疲劳延寿方法。
背景技术
液压支架是现代化高产高效矿井中保证作业空间和安全生产的重要设备，其安全性和可靠性直接影响着综合机械化采煤技术的应用和推广。由于液压支架在井下的工况十分复杂，为保证其安全可靠地使用，通常需要对样机进行压架试验来检验其是否合格。通常规定一种新型号的支架在投入使用之前，必须通过国家指定的专门机构对支架样机进行压架试验。压架试验主要任务是模拟支架井下作业时的各种受载状况，对支架进行加载试验，以考核支架是否满足安全和使用的要求，从而保证液压支架的质量。世界各主要产煤国家都制定了相应的试验规范。
根据我国GB25974《煤矿用液压支架》第1部分通用技术条件规定A类二柱掩护式支架主体结构件耐久性试验累积加载次数达到27000次，四柱支撑掩护式支架主体结构件耐久性试验累积加载次数达到31000次。但是支架31000次的循环寿命已经不能满足矿方的使用要求，因为液压支架结构件在井下出现问题后，返修起来非常困难，不仅存在安全隐患，而且一旦返修将造成综采面停产，影响采煤工作。
随着我国煤矿开采技术的迅猛发展和国外市场的开发，液压支架设计制造也朝着长寿命、高可靠性方向发展，因此无论是液压支架使用者还是制造者对于支架主体结构件的压架寿命都提出了更高的要求，比如要求液压支架主体结构件压架寿命达到60000--80000次，但现有技术无法满足此寿命要求，需要寻找新的方法来提高液压支架结构件的寿命。
发明内容
本发明目的在于提供一种液压支架结构件疲劳延寿方法。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明所述液压支架结构件疲劳延寿方法，包括以下步骤
a、根据液压支架结构件压架试验时出现疲劳开焊的情况以及设计受力分析,确定影响液压支架结构件疲劳寿命的焊缝和所述焊缝应力集中较大部位；
b、对确定的所述应力集中较大部位的焊缝进行焊趾打磨处理；
c、对所述打磨处理后的焊趾表面进行磁粉探伤。
所述步骤a中的液压支架结构件包括液压支架的顶梁体和掩护梁体。
影响所述顶梁体和掩护梁体疲劳寿命的焊缝，包括所述顶梁体的柱窝与主筋连接焊缝、所述柱窝与前后盖板的连接焊缝、所述前后盖板与主筋连接焊缝的变截面及其附近位置，和所述掩护梁体的内外主筋之间的盖板与主筋连接焊缝的变截面及其附近位置。
所述步骤b焊趾打磨处理中，打磨深度0.7-1.0mm，打磨处理至表面光滑且无可视的划痕。
本发明通过对液压支架结构件开裂焊缝宏观和微观结构的研究分析，发现液压支架结构件焊缝开裂的破坏形式为疲劳破坏。由于液压支架工作过程中具有十分复杂的动态特性，工作过程中承受较大的动载荷，而焊接接头部位对疲劳破坏的敏感性远高于母材，焊趾部位应力集中和缺陷（如咬边、裂纹等）的存在是焊接结构疲劳裂纹形成的一个主要原因，因此通过对焊趾部位的处理，达到消除焊趾缺陷、降低应力集中目的，从而显著提高了液压支架结构件焊接结构的疲劳性能，延长了液压支架的使用寿命。
附图说明
图1是本发明所述顶梁体的结构及焊后处理位置示意图。
图2是本发明所述掩护梁体的结构及焊后处理位置示意图。
图3是焊趾打磨深度要求示意图。
图4是图3的I部放大结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
本发明所述液压支架结构件疲劳延寿方法，包括以下步骤：
第一步、根据液压支架压架试验时出现疲劳开焊的情况以及设计受力分析,确定影响液压支架结构件顶梁体疲劳寿命的焊缝和焊缝应力集中较大部位为：
如图1所示，顶梁体的柱窝4与顶梁体的外主筋1之间的焊缝6-5、顶梁体的柱窝4与顶梁体的内主筋2之间的焊缝6-6，顶梁体的前盖板3与顶梁体的外主筋1、内主筋2之间的焊缝6-1，顶梁体的前盖板3与顶梁体的柱窝4之间的焊缝6-2，顶梁体的后盖板5与顶梁体的柱窝4之间的焊缝6-3，顶梁体的后盖板5与顶梁体的外主筋1、内主筋2之间的焊缝6-4应力集中较大，且压架试验时最易出现疲劳开裂，因此选择焊缝部位6-1、6-2、6-3、6-4、6-5、6-6进行后处理；
第二步、对第一步选定的焊缝部位6-1、6-2、6-3、6-4、6-5、6-6进行焊趾13部位打磨处理，打磨要求：如图3、图4所示，打磨深度L=0.7-1mm范围内，打磨面应光滑、无可视的划痕；
第三步、对焊趾13部位打磨后的表面进行磁粉探伤。
试验结果显示：经过上述步骤后，液压支架压架耐久性试验次数达到了60000次。
实施例2：
本发明所述液压支架结构件疲劳延寿方法，包括以下步骤：
第一步、根据液压支架压架试验时出现疲劳开焊的情况以及设计受力分析,确定影响液压支架结构件掩护梁体疲劳寿命的焊缝和焊缝应力集中较大部位为：
如图2所示，掩护梁体的前盖板7、中盖板9、后盖板10与掩护梁体的外主筋11、内主筋8之间的焊缝12应力集中较大，且压架试验时最易出现疲劳开裂，因此选择焊缝部位12进行后处理；
第二步、对第一步选定的焊缝12部位进行焊趾13部位打磨处理，打磨要求：如图3、图4所示，打磨深度L=0.7-1mm范围内，打磨面应光滑、无可视的划痕；
第三步、对焊趾13部位打磨后的表面进行磁粉探伤。
试验结果显示：经过上述步骤后，液压支架压架耐久性试验次数达到了60000次。

Claims (4)

1.一种液压支架结构件疲劳延寿方法，其特征在于：包括以下步骤
a、根据液压支架结构件压架试验时出现疲劳开焊的情况以及设计受力分析,确定影响液压支架结构件疲劳寿命的焊缝和所述焊缝应力集中较大部位；
b、对确定的所述应力集中较大部位的焊缝进行焊趾打磨处理；
c、对所述打磨处理后的焊趾表面进行磁粉探伤。
2.根据权利要求1所述液压支架结构件疲劳延寿方法，其特征在于：所述步骤a中的液压支架结构件包括液压支架的顶梁体和掩护梁体。
3.根据权利要求2所述液压支架结构件疲劳延寿方法，其特征在于：影响所述顶梁体和掩护梁体疲劳寿命的焊缝，包括所述顶梁体的柱窝与主筋连接焊缝、所述柱窝与前后盖板的连接焊缝、所述前后盖板与主筋连接焊缝的变截面及其附近位置，和所述掩护梁体的内外主筋之间的盖板与主筋连接焊缝的变截面及其附近位置。
4.根据权利要求1所述液压支架结构件疲劳延寿方法，其特征在于：所述步骤b焊趾打磨处理中，打磨深度0.7-1.0mm，打磨处理至表面光滑且无可视的划痕。
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