液压立柱表面镀层腐蚀特性研究

由于煤矿开采环境的特殊性,支架在运行中立柱极易发生腐蚀,为研究立柱在煤矿井下的腐蚀特性,以某厂生产的Φ500双伸缩立柱为研究对象,通过盐雾腐蚀试验模拟立柱的工作环境,分析应力和煤尘对表面镀层腐蚀行为的影响,得出应力对立柱电镀层的腐蚀特征具有显著的影响,立柱所受到的应力越大,其表面镀层出现腐蚀的时间越短,腐蚀也越严重,为指导生产提供理论依据。

高速激光熔覆液压立柱表面耐磨耐蚀Fe基非晶涂层制备工艺研究

为提高煤矿液压立柱在极端工况条件下的服役寿命,在液压立柱常用材料27SiMn钢表面利用高速激光熔覆技术制备了Fe基非晶涂层,并对其显微组织、硬度和耐磨耐蚀性能进行了研究。结果表明,涂层底部存在严重的晶化转变现象,但中部和顶部存在大面积非晶相组织。涂层的显微硬度能够达到1 200 HV,是基材的5倍以上;磨损率为2.14×10~(-4)mg/N·m,较基材减少了5.9×10~(-5)mg/N·m,具有优异的耐磨损性能;涂层的Ecoor和Icoor分别为-0.57 V和8.41μA/cm~2,耐腐蚀性能较基材有明显提升。研究结果为提高液压立柱耐磨耐蚀性能提供了方法与思路。

大缸径液压立柱装拆流水线的设计

为了提高液压支架用大缸径液压立柱装拆的效率,降低劳动强度,根据液压支架立柱的装拆工艺,设计了一种液压支架立柱装拆生产维修流水线,并对此流水线的主要设备—立柱端盖装拆机进行了设计,其中包括装拆机的结构设计和系统设计。

液压立柱试验台失载分析及对策

针对液压立柱试验台回程液压缸杆端耳座损坏的情况,对液压立柱试验台及被试液压立柱所组成的物理系统进行了分析,获得了该物理系统的数学模型。基于物理系统仿真软件AMESim对该故障进行了再现,获知了故障的原因在于液压立柱试验台加载缸卸荷速度过快导致失载并在回程液压缸上产生的过大压力及杆端载荷。根据该仿真结论,对液压立柱试验台的液压系统提出了抑制加载缸卸荷速度/流量的6项改进措施,再次仿真结果显示回程液压缸的受力幅值从520 kN减小为120 kN,实际使用效果也支持了仿真结论,达到了预期的效果。

化学镀Ni-P-B合金在液压立柱上的应用

采用化学镀方法在液压立柱表面施镀Ni—P—B合金。研究了化学镀Ni—P—B合金镀层的晶态结构、表面形貌、显微硬度、膜基结合强度和耐蚀性。研究表明，化学镀Ni—P—B合金镀层表面较平整，分布均匀；Ni—P—B镀层的显微硬度为HV560～650，经热处理后显微硬度可达到HV1000～1300。还介绍了化学镀Ni—P—B合金工艺在液压立柱上的应用，通过比较，说明了化学镀Ni—P—B合金在性能等方面优于传统电镀合金和化学镀Ni—P合金，在煤矿机械上推广此项技术很有意义。

基于流固耦合原理的悬浮式液压立柱强度分析

作为超静定液压支架主要的支撑部件,悬浮式液压立柱的强度是影响整架安全系数的关键因素。其缸体和活柱内都充满了液体,可以有效地将活柱部分的轴向力转化为液体的压力,提高了立柱的稳定性和安全性。通过利用Workbench中的Fluent软件对这种新型立柱进行流固耦合分析,研究其主要零部件在不同载荷工况下的应力和变形情况,确保液压立柱的强度和性能。

基于激光熔覆技术的液压立柱修复实验方法设计

针对液压支架立柱熔覆层晶粒粗大、气孔、裂纹缺陷引起的熔覆层质量不稳定问题,使用理论计算、数值分析等手段,明确熔池在无辅助场、单类辅助场以及多类辅助场复合作用下的温度梯度、流场分布、气相分布、应力情况,揭示工艺参数对熔覆层晶粒尺寸、气孔、裂纹以及熔覆后立柱残余应力和力学性能的影响,大幅度提高液压支架立柱的熔覆质量。

多物理场复合作用的液压立柱新型激光熔覆实验方法

采用新型激光熔覆技术对液压立柱进行多物理场作用下的激光加工与修复,通过试验表明,确定多物理场复合作用下的液压支架立柱激光熔覆工艺参数,能较好地实现液压立柱腐蚀点的修复,为稳态电/磁复合场和超声振动场辅助激光熔覆液压支架立柱加工技术提供理论依据。

基于铁基合金的液压立柱激光熔覆实验探究

由于液压立柱在煤矿使用中的环境较为恶劣,为延长各类液压支柱的工作寿命,对煤矿中液压支柱基材等性能进行研究。提出了一种基于铁基合金粉末的液压立柱激光熔覆工艺,在液压立柱材质27Si Mn钢实验样块表面进行激光熔覆实验。对熔覆层的硬度、摩擦系数进行了分析,并与27Si Mn基材的进行对比。结果表明:激光熔覆功率为3000、3200、3400 W,得到的单道熔覆层厚度均在500μm左右;熔覆层硬度与熔覆前基材硬度相比提高3倍左右。

大缸径液压立柱装拆机液压控制系统分析

以液压立柱装拆机的液压控制系统—电液比例阀控马达系统为研究对象,并以此建立控制系统的数学模型对其控制系统进行分析,使用MATLAB/SIMULINK建立系统的仿真模型,对系统进行了仿真研究,应用了PID控制,使系统得到了令人满意的控制性能,使用仿真技术降低了液压系统研究及设计的成本,为大缸径液压立柱装拆机研制提供了理论依据。

煤矿液压立柱腐蚀原因分析

本文对经激光熔覆过后的液压支架活塞杆在使用一年后进行了腐蚀原因分析,结果可知其主要腐蚀产物为腐蚀产物主要是Fe_(2)O_(3)及少量的含硫化合物,其主要腐蚀原因为垢下腐蚀和硫酸盐还原菌腐蚀共同引起。

基于SO-LSTM的立柱液压系统故障诊断方法研究

针对目前无法快速、准确地诊断矿用立柱液压系统故障等问题,在建立仿真模型分析单一故障机制的基础上,基于优化算法提出多种故障诊断方法。将立柱物理模块与立柱液压系统模块相结合,建立立柱液压系统仿真模型;基于Simulink分析单一故障的影响,基于蛇优化LSTM神经网络建立诊断模型;最后,根据实际数据进行模型的实例验证。结果表明:蛇优化LSTM模型对液压立柱故障仿真数据识别率达到99.5%,对液压立柱故障真实数据识别率达到97%,与模型仿真数据的预测精度仅相差2.5%,预测精度较高,达到了预期目标。

液压支架立柱快速供液系统研发与应用

《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》明确了煤矿智能化发展目标、主要任务以及保障措施等内容,提出要加强对核心基础零部件关键技术的研发。液压阀作为中国煤炭工业机械的核心零部件,是煤矿机械智能化发展的重要组成部分。随着煤矿开采技术向着大采高及超大采高方向发展,液压支架支护高度也不断增加,从2.1 m到8.8 m,再到目前最新的10 m超大采高,支护强度和难度越来越大,不仅要求液压支架立柱千斤顶具备大流量过液能力,满足超大采高液压支架的快速降架、移架、升架,还要求减轻立柱千斤顶大流量过液时降低对阀的压力冲击和振动影响。

液压支架立柱基材27SiMn钢激光熔覆搭接工艺实验探究

根据矿用液压支架立柱在井下轴向和切向受力及易磨损的工作特点,对矿用液压支架立柱基材27SiMn钢的硬度和耐磨性进行实验探究分析,并利用激光熔覆技术对27SiMn钢表面改性。激光熔覆搭接实验在单道熔覆基础上,熔覆搭接第二道时,基材温度升高,实验条件与单道实验不同。在液压支架立柱基材27SiMn钢表面进行一系列激光单道熔覆实验,对比单道熔覆层厚度、摩擦磨损实验及硬度等检测结果,找到液压支架立柱基材表面搭接实验的合适参数。搭接处硬度高于基材3倍以上,搭接后熔覆层比基材更耐磨,实验结果满足实际加工工序需要,并为激光熔覆在液压支架立柱表面熔覆后加工处理奠定有效实验理论基础。

矿井液压支架立柱及千斤顶故障原因及防治技术探析

在当今矿井作业中,立柱与千斤顶作为液压支架的重要零部件,其稳定运行对保障矿山安全生产至关重要。然而,设备故障无法完全避免,而这种故障往往会导致生产效率下降,甚至有可能引发严重的安全事故。基于此,本文对矿井液压支架立柱与千斤顶的工作原理、结构特点进行了分析,探讨了常见故障类型及其影响,以及引发故障的原因,同时还提出了一系列的防治技术和策略,旨在降低故障发生率,保障矿山安全生产。

液压支架立柱在冲击载荷作用下的特性研究

针对液压支架立柱受采场冲击载荷易于损坏的问题,建立了双伸缩立柱的冲击模型,推导了立柱的主振动方程和立柱内液体的运动方程,在此基础上,通过Solid Works软件建立三维模型,在Workbench软件中搭建了立柱-重锤冲击模型,通过多个软件间的联合仿真,得到了立柱整体及各个缸体的总变形、Y轴方向变形、等效应力和等效应变,得出冲击对二级缸的破坏性明显大于一级缸,二级缸的最大等效应变达0.45%,冲击对二级缸的破坏性最大,在立柱设计时,二级缸应采用材质好、硬度大的材料。

还原剂对液压立柱表面化学镀Ni-P-B合金的组织和性能影响

采用化学镀方法在液压立柱表面施镀Ni-P-B合金,研究了还原剂NaBH_4浓度对合金的沉积速率、表面形貌、晶态结构、显微硬度和腐蚀速率的影响。研究表明,随着NaBH_4浓度的增大,镀层的沉积速率先增加后减少。当NaBH_4浓度为0.8g/L时,镀速达到极大值,且镀层在模拟矿井环境中的腐蚀速率最低,为0.076 mm/a。当NaBH_4浓度为0.2g/L时,镀层表面较平整,其显微硬度较大(HV620)。在400℃进行1 h的退火处理后,镀层的显微硬度可达到HV1000～1300。

热处理对液压立柱表面Ni-P-B镀层性能的影响

为了提高液压立柱的硬度及耐蚀性能,采用化学镀的方法在其表面沉积了Ni—P—B合金层,并研究了热处理对镀层结构及性能的影响。结果表明,化学镀Ni—P—B合金在镀态时呈现非晶态,其显微硬度为468.7 HV,经45℃热处理后,镀层呈晶态,显微硬度达到1 637.2 HV;在100 g/L的NaOH溶液和模拟矿井环境下,腐蚀速率从2.268 2 mm/a和0.4410 mm/a下降为0.617 2 mm/a和0.007 83 mm/a;在10%盐酸腐蚀溶液中,腐蚀加剧,从5.458 9 mm/a上升到28.044 mm/a。

电流密度对液压立柱表面Fe-Ni-Cr镀层性能的影响

为了提高煤矿液压立柱表面的耐磨、耐蚀性能,采用脉冲电镀方法在其表面制备了Fe-Ni-Cr镀层,并研究了电流密度对镀层微观形貌、显微硬度、耐磨性能及耐蚀性能的影响。随着电镀电流密度的增加,Fe-Ni-Cr镀层的硬度和耐磨、耐蚀性能呈现先上升后下降的趋势,当电流密度为14A/dm2时,镀层的各项性能达到最佳值。研究结果表明,Fe-Ni-Cr镀层可以较好地提高液压立柱的耐磨、耐蚀性能。

液压立柱铁基合金激光熔覆层组织及耐腐蚀性能分析

为提升液压立柱27SiMn钢在矿井下的耐腐蚀性能,利用半导体光纤耦合激光器在27SiMn钢基材上进行铁基合金粉末多道搭接熔覆,对制得的铁基合金熔覆层横截面宏观形貌、显微组织、耐腐蚀等级和腐蚀机理进行研究分析。结果表明,在以稀释率为主要考虑指标,2 000 W的激光功率、15 g/min的送粉速率、6 mm/s的扫描速度和50%搭接率的工艺参数下,可以制得最佳稀释率和宏观形貌良好的熔覆层。熔覆层中上部生长的树枝晶具有明显的方向性,熔覆层的耐腐蚀等级相较于基材提升了2级,重度腐蚀区为晶间腐蚀,耐腐蚀性能相较于基材显著提升。研究对液压立柱修复强化工程实践具有重要指导意义。