高寿命摩擦副液压支架的制作方法

本发明涉及液压支架制造领域，尤其是涉及一种高寿命摩擦副液压支架。

背景技术：

液压支架是煤矿综采工艺的核心设备，是整个综采工作面向前推进的动力机构：采矿工作面每向前推进一个步距，液压支架系统均须经历降架、拉架、升架等一系列动作。液压支架动作过程中，其主要摩擦副（立柱的柱头与顶梁柱窝、立柱缸底与底座柱窝、三大结构件的铰接轴等）均会经历大应力下的滑动摩擦，这种类型的摩擦过程会对零部件接触表面产生严重的破坏性磨损。而这种磨损则是造成液压支架损坏的最普遍原因，直接影响支架的使用寿命。

支架的顶梁柱窝和底座柱窝往往采用铸造的方法进行生产，表面硬度较高，所以在立柱与柱窝摩擦副中往往是立柱的柱头被严重磨损，致使柱头损坏失效，而且使立柱与柱窝之间的销轴变形造成拆解困难；在主要结构件相互铰接的部位，铰接轴也往往因承受杠杆剪切力的作用而发生弯曲变形甚至断裂，频繁的转动也会导致铰接轴出现局部研伤，铰接轴损坏严重，致使主要结构件拆解困难。

对液压支架进行周期性保养或大修时，面对因变形、研伤而导致的拆解困难问题，支架用户往往采取炸药爆破、火割解剖部分组件等性价比很低的措施，致使部分零部件报废，降低了物资利用率，增加支架使用成本；为了避免上述问题出现，也有一部分支架用户选择缩短保养周期，但这同样会间接的增加液压支架使用成本。

因此，液压支架主要摩擦副磨损快、寿命短就成了摆在液压支架制造商和用户面前的一个亟待解决的问题。如果能解决摩擦副磨损快的技术问题，对提高液压支架整体质量，尤其是支架使用寿命有极大的促进作用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高寿命摩擦副液压支架，可大大延长液压支架的使用寿命。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的高寿命摩擦副液压支架，包括底座，所述底座上安装有支撑顶梁的立柱，所述立柱由缸筒和活塞杆组成，在所述底座和顶梁上分别设置有与所述缸筒的外缸底和活塞杆头弧度相适配的柱窝；所述顶梁后端通过主铰接轴连接有掩护梁；所述掩护梁后部通过前后连杆和铰接轴与所述底座后端铰接为一体；为延长支架的使用寿命，本发明所述缸筒的外缸底表面通过淬火方式形成厚度5~6mm、硬度hrc42~46的淬硬层，所述活塞杆头外表面通过淬火方式形成厚度5~7mm、硬度hrc42~46的淬硬层；所述主铰接轴和铰接轴外表面均通过淬火方式形成厚度3~4mm、硬度hrc42~46的淬硬层；其中淬硬层通过仿形淬火感应器中频淬火方式进行表面淬火实现，所用的中频频率为3500~4200hz，淬火温度为830~860℃。

实际加工时，所述缸筒外缸底表面的淬硬层厚度为6mm、硬度为hrc45，所述活塞杆头外表面的淬硬层厚度为7mm、硬度为hrc44；所述主铰接轴和铰接轴外表面的淬硬层厚度为4mm、硬度为hrc44。

本发明的优点在于将与顶梁柱窝和底座柱窝滑动配合的缸筒外缸底和活塞杆头通过中频淬火方式使其表面具有一定厚度的淬硬层，使缸筒外缸底和底座柱窝的硬度相适应，活塞杆头和顶梁柱窝的硬度相适应，在经历大应力下的滑动摩擦时，活塞杆头不易损坏，延长了立柱与柱窝摩擦副的使用寿命，一般情况下支架寿命可提高70%以上，提高了液压支架的整体质量；同时本发明将三大结构件（底座、顶梁和掩护梁）之间的铰接轴外表面也同样通过中频淬火方式使其具有一定厚度的淬硬层，这样在液压支架的动作过程中，提高了铰接轴承受杠杆剪切力的能力，铰接轴不易发生弯曲变形也不易出现研伤，延长了铰接轴的使用寿命，对液压支架进行周期性保养或大修时，保证了主要结构件的顺利拆解，提高了物资利用率，降低了液压支架的使用成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中立柱的结构图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的高寿命摩擦副液压支架，包括底座1，底座上安装有支撑顶梁2的立柱3，立柱3由缸筒3.1和活塞杆3.2组成，在底座1和顶梁2上分别设置有与缸筒3.1的外缸底3.11和活塞杆头3.21弧度相适配的柱窝，靠近外缸底2.11的缸筒通过连接销轴和底座1相铰接，外缸底3.11和底座1的柱窝滑动配合；靠近活塞杆头3.21的活塞杆通过连接销轴和顶梁2相铰接，活塞杆头3.21与顶梁2上的柱窝滑动配合；顶梁2后端通过主铰接轴4连接有掩护梁5；掩护梁5后部通过前连杆6、后连杆7和铰接轴8与底座1后端铰接为一体；

为延长立柱与柱窝摩擦副的使用寿命，进而提高液压支架的整体质量，本发明将缸筒3.1的外缸底3.11表面通过淬火方式形成厚度不小于5（一般为6mm）、硬度hrc42~46（一般为hrc45）的淬硬层，在活塞杆头3.21外表面通过淬火方式形成厚度不小于5（一般为7mm）、硬度hrc42~46（一般为hrc44）的淬硬层；由于提高了外缸底3.11和活塞杆头3.21的硬度，使用过程中外缸底3.11和活塞杆头3.21不易被磨损。

同时，本发明将连接顶梁2和掩护梁5的主铰接轴4、连接掩护梁5和底座1的铰接轴8的外表面均通过淬火方式形成厚度不小于3mm（一般为4mm）、硬度hrc42~46（一般为hrc44）的淬硬层；本发明的淬硬层可以通过仿形淬火感应器中频淬火方式进行表面淬火实现，所用的中频频率为3500~4200hz（一般为4000hz），淬火温度为830~860℃（一般为850℃）。

本发明根据液压支架使用过程中各部位的实际受力情况给各摩擦副表面淬火形成硬度和厚度不同的淬硬层，在主结构件相互铰接的部位，铰接轴不会因承受杠杆剪切力的作用而发生弯曲、变形、断裂或研伤；当对液压支架进行周期性保养或大修时，保证了主要结构件的拆卸顺利，同时与底座柱窝和顶梁柱窝接触的立柱两端表面亦不会因大应力滑动摩擦而出现严重磨损、失效，不仅提高了工作效率，也提高了物资利用率，延长了支架的使用寿命，降低了支架使用成本。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高寿命摩擦副液压支架，包括底座，底座上安装有立柱，立柱由缸筒和活塞杆组成，在底座和顶梁上分别设置有与缸筒的外缸底和活塞杆头弧度相适配的柱窝；顶梁后端通过主铰接轴连接有掩护梁；掩护梁后部通过前后连杆和铰接轴与底座后端铰接为一体；为延长支架的使用寿命，本发明缸筒的外缸底表面通过淬火方式形成厚度5~6mm的淬硬层，活塞杆头外表面通过淬火方式形成厚度5~7mm的淬硬层；主铰接轴和铰接轴外表面均通过淬火方式形成厚度3~4mm的淬硬层。本发明的液压支架在经历大应力下的滑动摩擦时，活塞杆头不易损坏，延长了立柱与柱窝摩擦副的使用寿命，提高了液压支架的整体质量；进行周期性保养或大修时，保证了主要结构件的顺利拆解。

技术研发人员：程相榜;卢君;印文才;凡乃峰;赵俊丽;韦超;张海生;侯海潮;史玉春
受保护的技术使用者：郑州煤矿机械集团股份有限公司
技术研发日：2017.07.28
技术公布日：2017.10.13