礦用油缸縮徑再造成形新技術(shù)的制作方法
【專利摘要】一種礦用油缸縮徑再造成形新技術(shù)，依據(jù)“金屬熱脹冷縮效應(yīng)”，用中頻感應(yīng)加熱裝置對(duì)油缸內(nèi)壁進(jìn)行快速加熱、外部缸體噴水急速冷卻，實(shí)現(xiàn)油缸縮徑結(jié)果。用該技術(shù)再造成形的油缸、不需要改變原來缸體的形狀，缸體內(nèi)壁也不需額外填加其它材料，節(jié)省鋼材和資金，且再造后的油缸缸體完全符合使用要求。該技術(shù)還可用于其它機(jī)械加工廠、用來修復(fù)和再造因加工不慎而報(bào)廢的缸體零件，為企業(yè)節(jié)省資金，提高效益。
【專利說明】礦用油缸縮徑再造成形新技術(shù)
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及礦用油缸縮徑再造成形新技術(shù)，屬再造成形新【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著綜采在煤炭行業(yè)的普及，綜采油缸的維修、保養(yǎng)量十分龐大。在油缸維修、保養(yǎng)的過程中，油缸內(nèi)部拉傷、銹蝕、磨損超差、漲缸等現(xiàn)象十分普遍。從事煤炭生產(chǎn)企業(yè)和維修企業(yè)迫切需要一種新技術(shù)能解決這一問題。目前國內(nèi)外對(duì)這一問題的解決、主要有以下幾種方式:(I)報(bào)廢、更換新件；(2)采用熔覆技術(shù)和內(nèi)覆不銹鋼套技術(shù)等；(3)擴(kuò)大缸徑、改用異形密封，這一方法給生產(chǎn)企業(yè)的備件準(zhǔn)備、維修的及時(shí)性、安全性均造成了不便，由于煤炭生產(chǎn)的特殊性要求，這一辦法不被煤礦企業(yè)接受。以上方式，由于不同程度存在成本過高，生產(chǎn)效率低，工藝復(fù)雜，使用不穩(wěn)定等原因，大面積推廣難度很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出一種礦用油缸縮徑再造成形新技術(shù)，簡稱縮徑再造技術(shù)。運(yùn)用縮徑再造技術(shù)修復(fù)上述問題的油缸，可輕而易舉的解決這一難題。礦用油缸常規(guī)材料為27SiMn，原出廠采用調(diào)質(zhì)熱處理，由于礦用油缸主要是修復(fù)缸筒內(nèi)壁、外徑一般不需加工，所以，本發(fā)明利用“金屬熱脹冷縮效應(yīng)”、通過“內(nèi)加熱、外冷卻”方式使缸內(nèi)壁表面金屬發(fā)生相變、進(jìn)而達(dá)到縮小缸徑目的。“內(nèi)加熱”是用中頻感應(yīng)加熱裝置對(duì)油缸內(nèi)壁進(jìn)行快速加熱、使其表面溫度在極短的瞬間加熱到相變溫度以上；“外冷卻”是在加熱的同時(shí)，用冷卻水對(duì)缸體外表面進(jìn)行噴淋冷卻、使缸體表面急速降溫、從而減慢缸體內(nèi)熱量向外傳導(dǎo)速度，避免缸體外部變形；“縮徑“是指金屬相變后所產(chǎn)生的熱處理結(jié)果。缸壁材料內(nèi)部結(jié)晶組織發(fā)生相變、由于金屬組織的相變是由比容小的組織向比容大的馬氏體組織轉(zhuǎn)變，脹大的體積部分受缸壁空間的約束，向外側(cè)膨脹受限只能向內(nèi)收縮、使缸壁內(nèi)徑減小(亦稱縮徑)。經(jīng)過相變縮徑以后的缸壁，其內(nèi)部原有劃傷、銹蝕、磨損超差、漲缸等現(xiàn)象均控制在合理的尺寸內(nèi),缸體本身原有的熱處理性能指標(biāo)亦無大的變化。缸壁后續(xù)修整加工只需在珩磨機(jī)上便可完成。如果調(diào)整相關(guān)加熱頻率、移動(dòng)速度、冷卻方式等參數(shù)，便可得到缸壁縮徑1-3毫米的結(jié)果、足以滿足各種規(guī)格礦用油缸修復(fù)再造成形的需要。
[0004]用這種礦用油缸再造成形新技術(shù)修復(fù)缸壁、工藝簡單、所需設(shè)備造價(jià)低、修復(fù)周期短、成批量修復(fù)油缸效益顯著，有利于大范圍推廣使用。經(jīng)查閱有關(guān)資料及專利檢索，未見有相關(guān)技術(shù)內(nèi)容的報(bào)導(dǎo)。
[0005]本發(fā)明的這種礦用油缸縮徑再造成形新技術(shù)，技術(shù)要點(diǎn)是“內(nèi)加熱、外冷卻、縮徑靠相變”。所述“內(nèi)加熱”就是用中頻感應(yīng)加熱器對(duì)缸壁進(jìn)行快速加熱、使其表面溫度瞬間達(dá)到相變溫度以上，在這一溫度條件下、金屬內(nèi)部結(jié)晶組織才能產(chǎn)生相變——這是實(shí)現(xiàn)油缸縮徑再造的理論依據(jù)；所述“外冷卻”是指在對(duì)缸體內(nèi)壁加熱的同時(shí)，缸體外部用冷卻水連續(xù)不斷的進(jìn)行噴淋冷卻，因?yàn)橹挥屑崩浣禍?、才能控制缸體的熱傳導(dǎo)速度，保證外表溫度不會(huì)升的太高，確保缸體內(nèi)熱外冷效果一這是實(shí)現(xiàn)油缸縮徑再造的重要工藝措施:所述“縮徑靠相變”中的“縮徑”是指金屬相變后所產(chǎn)生的熱處理結(jié)果。由于缸壁表面溫度在相變溫度以上、其內(nèi)部晶體組織發(fā)生晶相轉(zhuǎn)變、由于金屬組織的相變是由比容小的組織向比容大的馬氏體組織轉(zhuǎn)變，脹大的體積部分受缸壁空間的約束，向外側(cè)膨脹受限只能向內(nèi)收縮、使缸壁內(nèi)徑減小(亦稱縮徑)，簡單的說就是“金屬相變的最終結(jié)果使得缸體內(nèi)徑縮小了 ”。隨著感應(yīng)加熱頭向前緩慢移動(dòng)，缸壁內(nèi)剩余的熱量產(chǎn)生自回火現(xiàn)象，從而得到性能更好的低碳馬氏體組織。這樣處理后硬度比原來的珠光體的硬度更高，使油缸內(nèi)壁更加耐磨，使用壽命更長。某種意義上講，油缸經(jīng)過縮徑再造成形新技術(shù)處理后，性能和壽命超越了新油缸。仔細(xì)調(diào)整缸壁的加熱溫度、加熱時(shí)間、冷卻速度、冷卻水量等相關(guān)參數(shù)，便可都得到預(yù)期的縮缸效果。
[0006]該技術(shù)具有以下特點(diǎn):(I)不填加任何材料,保證了油缸材質(zhì)的統(tǒng)一性,維修成本很低，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著；(2)工藝簡單、便于大面積推廣；(3)質(zhì)量可靠，由于采用了可靠的控制和監(jiān)控等手段，油缸在縮徑過程中材質(zhì)、硬度、強(qiáng)度、晶相組織等物理性能均控制在國家規(guī)定的范圍內(nèi)，這從根本上保證了再造油缸的質(zhì)量；(4)感應(yīng)加熱頭與缸壁表面不接觸、二者之間靠感應(yīng)線圈產(chǎn)生的電磁渦流來加熱缸壁的。加熱時(shí)的表面溫度用遠(yuǎn)紅外激光測溫儀實(shí)時(shí)檢測；(5)由于被修油缸恢復(fù)了原尺寸，這給配件準(zhǔn)備、下次維修均創(chuàng)造了有利條件。
[0007]權(quán)利要求1給出的技術(shù)特征解決了上述任務(wù)。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施該項(xiàng)技術(shù)，對(duì)設(shè)備沒有特殊要求，現(xiàn)有閑置機(jī)械設(shè)備(如車床或床身)稍加改造即可。1、要帶有卡盤，用于裝夾油缸缸體并能帶動(dòng)其勻速旋轉(zhuǎn)；2、床身上要有一個(gè)V型支撐座、座上帶有兩個(gè)滾輪用來支撐缸體前部，防止其前端下垂；3、床身上設(shè)置一滑動(dòng)平臺(tái)，由減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)、可緩慢向外移動(dòng)，感應(yīng)控制柜和感應(yīng)加熱頭固定在滑動(dòng)平臺(tái)上面；4、缸體外部有冷卻水噴淋頭，缸體加熱時(shí)必須能保證連續(xù)向缸體外部噴水:5、用遠(yuǎn)紅外激光測溫儀檢測溫度；6、油缸縮徑后再將其放到油缸珩磨機(jī)上進(jìn)行精加工、便可完成油缸再造成形工作。
[0009]這種礦用油缸縮徑再造成形新技術(shù)，由于所依據(jù)的工作原理可靠，所用中頻感應(yīng)加熱裝置、紅外測溫等技術(shù)手段是市場上的成熟技術(shù)、眾所周知，將二者結(jié)合在一起、構(gòu)成液壓缸縮徑再造成形新技術(shù)，是本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新。用該技術(shù)再造成形的油缸、不需要改變原來缸體的形狀，缸體內(nèi)壁也不需額外填加其它材料，節(jié)省大量鋼材和資金，且再造后的油缸缸體完全符合使用要求。
[0010]以某維修廠為例，一年能修八套支架，一套支架有150架左右，按每套支架上有19條液壓缸計(jì)算，大概有三分之一的液壓缸需要再生利用。采用本發(fā)明的新工藝，修好再造一只油缸只需其市場價(jià)格的I / 10不到即可。設(shè)備投資少，上馬快，周期短，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
[0011]這種礦用油缸縮徑再造成形新技術(shù)、還可用于其它機(jī)械加工廠、用來修復(fù)和再造因加工不慎而報(bào)廢的缸體零件，為企業(yè)節(jié)省資金，提高效益。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用油缸縮徑再造成形新技術(shù)，依據(jù)“金屬熱脹冷縮效應(yīng)”，通過“內(nèi)加熱、外冷卻”方式使缸壁表面金屬發(fā)生相變、進(jìn)而達(dá)到縮小缸徑目的，該技術(shù)要點(diǎn)是“內(nèi)加熱、外冷卻、縮徑靠相變”，其特征在于:所述“內(nèi)加熱’是將中頻感應(yīng)加熱裝置置于油缸內(nèi)壁中、對(duì)其進(jìn)行快速加熱，使其表面溫度在極短的瞬間加熱到相變溫度以上；所述的“外冷卻”是指在缸體內(nèi)壁加熱的同時(shí)，用冷卻水對(duì)缸體外表面進(jìn)行噴淋冷卻、使缸體表面急速降溫，從而減慢缸體內(nèi)熱向外傳導(dǎo)速度、避免缸體外部變形；所述的“縮徑”是指金屬相變后所產(chǎn)生的熱處理結(jié)果，缸壁表面金屬瞬間加熱到相變溫度以上后、由于金屬組織的相變是由比容小的組織向比容大的馬氏體組織轉(zhuǎn)變，脹大的體積部分由于向缸體外側(cè)膨脹受限只能向內(nèi)收縮、使缸壁內(nèi)徑減小(亦稱縮徑)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用油缸縮徑再造成形新技術(shù)，其特征是:經(jīng)過相變縮徑以后的缸壁，不但其內(nèi)部原有劃傷、銹蝕、磨損超差、漲缸等現(xiàn)象均控制在合理范圍內(nèi)，而且缸體本身原有的熱處理性能指標(biāo)亦無大的變化，缸壁后續(xù)修整加工只需在珩磨機(jī)上便可完成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用油缸縮徑再造成形新技術(shù)，其特征是:仔細(xì)調(diào)整相關(guān)加熱頻率、移動(dòng)速度、冷卻方式等參數(shù)，便可得到缸壁縮徑1-3毫米的結(jié)果、足以滿足各種規(guī)格礦用油缸修復(fù)再造成形 的需要。
【文檔編號(hào)】B23P6/02GK103894778SQ201410128674
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】成富安, 何全茂, 劉曙輝, 林茂祿, 楊紅保, 李英霞, 李成虎, 郝杰鋒, 鄭孟善 申請(qǐng)人:焦作市廣成液壓機(jī)械制造有限公司, 成富安, 李英霞