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综采工作面设备维修、检修通用措施编号：HK-JS-ZC-2018-xxxxxx煤矿xxxx综采工作面设备检修及维修安全技术措施编制人：批准人：区队长：施工单位：编制日期: 年月日审批意见同意按本措施执行，补充意见如下：会审单位及人员签字目录一、概况 (1)二、适用范围 (1)三、皮带输送机检修及维修安全技术措施 (2)四、转载机、破碎机检修及维修安全技术措施 (4)五、刮板机检修及维修安全技术措施 (8)六、采煤机检修及维修安全技术措施 (12)七、液压支架检修及维修安全技术措施 (16)八、乳化液泵、喷雾泵检修及维修安全技术措施 (19)九、设备检修与维修一般安全技术措施 (21)十、电气设备检修与维修安全技术措施 (22)xxxx综采工作面设备检修及维修安全技术措施一、概况为了保证xxxx综采工作面正常生产，需对工作面各设备及附件进行日常检修和维修，为了施工过程的安全、顺利，特制定此安全技术措施。
二、适用范围综采工作面各类设备：1、DSJ-150/120/3×315型皮带输送机: 检修及更换动力部和传动部设备（电机、减速机、离合器、滚筒及零部件等）。
注：电机重2.5T；减速机重2.3T；滚筒重1.8T。
2、SZZ1000/400型转载机、PLM3000型破碎机：检修及更换动力部、传动部设备及中部槽（电机、减速机、离合器、链轮及零部件等）。
注：电机重5.4T；减速机重4.2T。
3、SGZ1000/1710型刮板机：检修及更换动力部、传动部设备及溜槽（电机、减速机、离合器、链轮及零部件等）。
注：电机重5.4T；减速机重8.3T；链轮重1.3T。
4、MG900/2210-WD型采煤机：检修及更换截齿、电机、调高油缸、行走箱、各类惰轮、导向滑靴、平滑靴、齿轨轮组等。
注：截割电机重3.6T；调高油缸1.1T；行走箱约5T。
5、ZZ10600/27/60D型液压支架：日常检修支架包括：更换液管、各类油缸、立柱、推移杆、护帮板等。
煤矿采煤机应用与维修技术探讨摘要：自我国社会主义市场经济体制确立以来，各个行业呈现良好的发展前景，煤炭开采事业作为牺牲自然资源来创造经济效益的行业，在大量的开采中逐渐进入了深井作业阶段。
煤炭开采中，采矿设备是不可或缺的，尤其是在产业的快速发展中，越来越多先进采矿设备和采矿技术应用其中，能够有效的提升生产效率，降低人工劳动强度。
煤矿设备在长期使用中，可能出现不同程度上的磨损、老化，或是受到客观因素影响出现故障问题，影响设备的正常使用。
这就对采煤设备的维修技术提出了更高的要求。
本文主要就煤矿采煤机应用与维修技术展开研究，结合实际情况，提出合理的改善措施。
关键词：煤矿事业；采煤机；应用；维修技术煤炭事业作为我国市场经济快速增长中不可或缺的动力支持，其发展水平好坏直接影响到市场的稳定发展。
在煤炭开采中，越来越多的采煤设备开始涌现，并被广泛应用在煤炭开采中，能够有效提升煤炭开采效率，节约成本，创造更大的经济效益。
煤炭开采设备在实际（它）应用中，为了能够更有效的应对不同硬度、不同厚度的作业环境，大多数是应用滚筒样式的采煤设备。
但是设备在实际应用中可能出现不同程度上的故障问题，这就需要做好设备的维修工作，提高维修技术人员的专业水平，满足日益更新换代采煤设备的维修需求。
由此看来，加强煤矿采煤机应用与维修技术研究是十分有必要的，对于后续理论研究和实践工作开展具有一定参考价值。
一、采煤机使用前的准备工作采煤机在使用中，做好前期的准备工作是尤为必要的，将输送设备合理配置，避免支架放在采煤机行驶道路上，确保采煤机能够正常作业。
顶梁和采煤机边缘之间需要保持一定距离，了解顶板的保护情况是否可以保证作业安全，避免出现故障问题；检查采煤设备的固件配置是否紧固，每一项设施是否可以正常操作，设备安装是否稳固，在检查截齿时保证截齿停止运行状态，防止对检修人员生命安全带来隐患；检查采煤机的油量是否满足标准，如果油量不达标，可以为油箱中加满油。
采煤机地面检修工操作规程范本一、操作前准备1. 确定工作范围及任务，并清理工作区域内的杂物和障碍物，保持工作环境整洁。
2. 全面检查采煤机的安全装置和操作系统，确保其处于正常工作状态。
3. 核实采煤机的电源和控制系统是否正常运行，防止电压波动和断电等突发情况。
二、操作步骤1. 首先确认采煤机的电源和切割头等部件已经停止工作，并断开电源。
2. 给予采煤机合适的保护设施，如安全围栏和专用防护罩，以确保维修人员的安全。
3. 仔细检查采煤机的故障或损坏部位，并记录下来，以便后续维修。
4. 根据故障的具体原因，选择合适的工具和设备进行维修，确保使用的工具符合标准规范。
5. 在进行维修之前，确保所有相关的电源和液压系统已经关闭，并进行相应的锁定和标识。
6. 采用正确的工作姿势和动作，使用正确的工具，按照操作手册的规定进行维修操作。
7. 在维修过程中，定期检查安全装置和相关部件的状态，确保其达到正常工作要求。
8. 如果需要替换损坏的零部件，使用原厂配件或符合要求的替代品，并进行适当的调试和检验。
9. 维修结束后，仔细清理工作现场，确保没有留下任何工具、设备或垃圾。
三、安全注意事项1. 在操作过程中，严禁戴手套等松散物品，以免被夹捏或缠绕。
2. 避免将手臂或身体部位伸入采煤机的运动范围内，以免造成伤害。
3. 确保操作过程中的电源和液压系统处于关闭状态，以免触电或喷出液压油。
4. 遵守相关规范和程序，按照要求佩戴个人防护装备，如安全帽、护目镜、耳塞等。
5. 维修过程中，严禁随意更改采煤机的设置或操作参数，以免引发安全事故。
6. 维修过程中，及时报告发现的故障或问题，并与相关人员进行沟通和交流。
7. 在维修结束后，进行必要的系统检测和试运行，确保采煤机的正常工作。
四、紧急情况处理1. 在发生紧急情况时，立即停止维修操作，并按照应急预案进行应对。
2. 面对火灾、爆炸或其他危险情况，迅速采取撤离行动，并报警寻求帮助。
3. 如发现他人意外伤害，应立即进行急救，并及时报告相关负责人。
采煤工作面刷扩技术要点摘要：在综采工作面的巷道中，为了确保材料运送克服巷道变形，我们需要根据巷道情况进行刷扩，而顶板管理又是巷道刷扩施工的重中之重。
长期以来，在传统工作面刷扩施工中，顶板破碎段的帮顶管理、架头处冒顶片帮的处理等都是施工中的难点。
本文从人工刷扩开茬、沿工作面倾向方向刷扩、工作面刷面技术要求三个方面进行介绍。
关键词：采煤工作面；刷扩；技术要求一、人工刷面开茬1.人工刷面前，需选择顶板完好处开茬，严禁在断层口、顶板破碎或片帮严重地点开茬，开茬通道顶板锚杆、锚索刷一排，支护一排。
每茬间距≮20m，每茬必须保证有一个安全退路。
（《丁集煤矿1242（3）工作面刷面专项安全风险辨识评估清单》第3项第2条管控措施）2.刷面施工前，每茬采用3块长4000mm、宽200mm、厚≮70mm大板作为临时过桥，大板紧密布置并用10#铁丝栓牢，一头搭在链板机电缆槽上，并用10#铁丝栓牢固定，搭接≮300mm，另一头搭在煤帮侧，搭接≮300mm。
3.人工刷面开茬前，提前在开茬架头处采用Φ22×7300mm锚索配合T型钢带（4.2m）顺山布置支护顶板，提前在架头处施工的顺山钢带可以作为开茬钢带使用。
4.沿走向开茬，开茬宽度3.6m。
开茬处顶板每刷够450mm深、3.6m宽，采用M5型钢带（2.5m）配合Φ22×2800mm锚杆、金属网顺山布置支护顶板，锚杆间排距：750mm×800mm±100mm；锚杆施工齐后，向前刷够450mm深、3.6m宽，再采用3.6m(3眼)T型钢带搭接布置，配合金属网及Φ22×7300mm锚索顺山布置联合加强支护顶板，锚索间排距：1600mm×800mm±100mm。
锚杆、锚索依次交替向前施工，直至刷够深度。
第一排锚杆距实梁头不超过400mm。
5.开茬处顶板锚杆、锚索刷一排，支护一排。
先使用10#铁丝将钢带固定在金属网上防止脱落，钢带在未施工上锚杆或锚索时，在钢带下面施工2根单体进行临时支护；钢带施工齐锚杆或锚索后，临时支护单体可以拆除。
矿用设备是煤炭生产必不可少的物资技术基础，是煤矿生产质量保证体系的重要组成部分。
随着市场对煤炭供需的不断增加和国家对资源型行业安全、环保要求的增强，对设备的管理和运行效率的要求也越来越高。
然而，受管理方式和维护人员技术技能缺失等因素的影响，设备在连续疲劳运行和因检查、检修不及时等过程中经常造成设备性能下降或失去预定的功能，甚至造成严重的以至灾难性的事故等现象，使正常生产过程中断和机构设备损坏而造成巨大的经济损失。
如山东某煤矿因一次皮带撕裂事故而中断生产20小时，影响产量近2万吨，一次性撕裂皮带900余米，直接经济损失达138.3万元。
因此保证设备的安全运行，消除事故隐患，是十分迫切的问题。
机修工区设备应用损坏部件：减速器壳体轴承箱损坏原因：传动部位磨损传统方法：外协刷镀、喷涂或报废更换采用我公司技术：用2211F材料及803脱模剂，可以机械加工修复来满足设备运行精度要求。
也可根据磨损情况在现场修复，修复费用低，时间短，并可延长设备使用寿命，确保安全连续生产。
损坏部件：驱动主扇风机的电机轴损坏原因：电机轴轴承位磨损传统方法：外协刷镀、喷涂或报废更换采用我公司技术：使用2211F和803脱模剂进行修复。
损坏部件：变速箱损坏原因：变速箱轴承室磨损传统方法：外协刷镀、喷涂或报废更换采用我公司技术：用2211F和803脱模剂进行修复。
损坏部件：减速机齿轮轴损坏原因：轴径磨损（键槽损伤）传统方法： 外协刷镀、喷涂或报废更换采用我公司技术：使用2211F 金属修复材料和803脱模剂进行修复。
材料具有优越的机械加工性能，完全 可以满足修复后的使用要求。
针对磨损尺寸较小部件，可现场进行修复。
费用底低，时间短，确保了企业安全连续生产。
损坏部件：回柱绞车轴承箱过渡齿轮轴孔损坏原因：轴承室磨损传统方法：报废更换采用我公司技术：使用2211F金属修复材料和803脱模剂进行修复。
产品所具有的金属材料不具备的退让性，避免了因工装间隙所造成的配合间隙，降低或缓解在工作中的冲击力，从而消除了产生间隙的可能，提高设备使用寿命，确保企业的正常生产。
采面维修措施1. 引言采面维修是指对矿井的采矿工作面进行的修复和维护工作。
由于采矿过程中会产生地质灾害和设备故障等问题，对采矿工作面进行及时有效的维修是确保生产顺利进行的重要环节。
本文将介绍几种常见的采面维修措施，以便矿井管理人员参考和采用。
2. 网架支护网架支护是采矿过程中常用的一种支护方式，主要采用钢材构筑网架以支撑煤矸石和岩层。
在采矿工作面出现煤层冒落、顶板下沉等问题时，可以通过加强网架支护来解决。
具体操作方法如下：•第一步，对采矿工作面进行检查和评估，确定需要加强支护的位置和范围；•第二步，选择适当的网架材料和规格，进行网架的预制和加固；•第三步，安装网架支撑，根据需要进行调整和加固；•第四步，监测网架支撑效果，根据情况调整和完善。
3. 瓦斯抽放采矿过程中，瓦斯积聚是一种常见的安全隐患。
为了防止瓦斯积聚导致矿井事故的发生，需要进行瓦斯抽放工作。
下面是瓦斯抽放的一般步骤：•第一步，确定瓦斯积聚的位置和范围；•第二步，安装瓦斯抽放设备，如瓦斯抽放管和抽瓦斯机；•第三步，开展瓦斯抽放，通过抽瓦斯机将积聚的瓦斯抽放到安全地带或利用瓦斯资源；•第四步，进行瓦斯抽放效果的监测和评估，根据情况进行调整和改进。
4. 地质处理在采矿过程中，地质灾害是一种常见的问题，如采空区、断层和岩溶等。
为了确保采矿工作面的安全和稳定，需要进行地质处理。
下面是地质处理的一般步骤：•第一步，开展地质勘察和评估，确定地质问题的性质和范围；•第二步，选择适当的地质处理方法，如注浆、支护和灌浆等；•第三步，实施地质处理工作，根据情况进行调整和改进；•第四步，进行地质处理效果的监测和评估，根据需要进行进一步处理。
5. 设备维修在采矿工作面使用的设备也需要进行维修和保养，以确保其正常运行和延长使用寿命。
下面是设备维修的一般步骤：•第一步，定期对设备进行检查和保养，发现问题及时修复；•第二步，根据设备维修手册和规范，进行维修和更换设备零部件；•第三步，测试设备维修效果，确保设备正常运行；•第四步，建立设备维修记录和档案，为日后维修提供依据。
3205、3208采面隐患整改安全技术措施根据矿井2017年春节后隐患排查情况，我矿3205、3208采煤工作面均出现有煤壁片帮、顶板垮落、支柱插底等隐患。
我矿按“五落实”的原则制定了隐患整改实施方案并上报，县局以犍安监[2017]矿管字26号文批复同意整改，按照要求，为保证两采面整改时的安全，特制定以下安全技术措施。
一、技术措施：1、整改范围：3205采面、3208采面2、整改方案：重新按要求掺设支柱，将该工作面向前推进6米，规范工作面及两巷支护及文明生产。
3、施工方法:①、首先由两采面整改负责人（采煤队长）带领各采煤班组顶板安全员进入工作面，查看隐患情况。
②、然后由整改负责人根据隐患情况，现场对人员进行分工，清理危岩及处理歪斜、失压支柱。
每个小组至少要2名以上作业人员。
③、支护可靠后，开始将煤壁垮砂充填到采空或攉至溜子中运走。
④、截煤班在跟班管理人员和班组长带领下，组织对两采面进行截煤。
⑤、采煤班按照作业规程和整改措施，进行采煤作业，并规范采空充填，顶板支护、煤壁挖直等工作。
⑥、规范机巷、风巷的设备、管线、超前支护等工作。
4、施工组织及顺序：①、施工前，参与整改的所有作业人员必须学习本措施并签字。
②、每班必须有一名跟班管理人员现场蹲守，作业前应和每班班长一起对当班将要维修地段顶板支护状况、畅通状况等进行全面检查。
只有确认无其他安全隐患情况下，才能组织作业。
③、整改工作应由外往里，先支护后作业的顺序逐次进行，若遇见顶板离层或破碎冒顶，必须先敲帮问顶后，掺设好临时护身支柱后，才能进行出矸作业，最后加密加强正规支护。
④、整改作业每天完工后，必须保证巷道畅通和支护完好，不得留有隐患影响通风行人。
⑤、整改时，工作面最大班人数不得超过23人。
二、安全措施：1、通风瓦斯管理安全措施：⑴、两工作面均为全风压通风，实测风量分别为503m³/min和480m³/min，能满足需要。
⑵、加强通风瓦斯检查管理。
薄煤层工作面采煤机的应用及维护摘要：薄煤层在我国储量丰富，但开采比例较小，随着中厚煤层储量的减少和开采深度的增大，薄煤层开采前景很大。
薄煤层采煤机结构紧凑、活动空间小，因而维修困难，故应加强日常维护。
因此，本文对采煤机技术的应用进行分析，然后结合薄煤层采煤机的特点对其维护进行阐述。
关键词：薄煤层工作面；采煤机；应用；维护一、薄煤层工作面采煤机的操作技术滚筒采煤机工作面，截割工作是整个工作的中心环节。
科学合理操作采煤机，预防和处理各种事故，提高采煤机的利用率是实现工作面持续高产的重要途径。
采煤机的操作要注意:(一)合理把握采煤机的牵引速度(1)牵引匀速、协调出煤。
依照工作面输送机内的装煤量采煤机操作人员要对牵引速度进行及时调整，防止煤堆积太多溢出溜槽或输送机过负荷，尤其在工作面输送机能力较小的时候要特别注意。
(2)不可强行牵引、不可过载运转。
采煤机操作人员一定要根据采煤机负荷的变化进行重视。
当遇到局部断层、硬夹矸或变薄带时，对牵引速度尽量减低，使采煤机的负荷保持均衡，不可过载运行；如果遇到故障，一定要及时减速并停机，不可强行牵引，防止造成采煤机齿轮毁坏、油泵损坏甚至烧毁电机等事故。
(3)不可频繁启动、不可忽走忽停。
(4)与支护速度配合。
采煤机的牵引速度一定要密切和支护速度配合，及时使新暴露的顶板进行支护。
如果由于采煤机牵引速度太快，不能及时对顶板进行支护，可能造成顶板局部冒落，造成工作面停产而需要对顶板事故进行处理。
(二)在采煤机割煤时，工程质量要严格掌握，实现技术要求(1)煤壁采成一条直线，和回风巷及工作面运输保持垂直。
(2)为了实现顶底板平整，采高要满足设计技术要求。
采煤机运行时，摇臂要按照煤层厚度的变化及时升降，同时对采高调整，为了保持输送机的平衡，用木块等物垫平底槽；在这当中，防止采煤机飘刀啃底的措施主要有:在对输送机进行推移时，将底槽用木块等物垫平，如此保持输送机的平衡；沿着倾斜的方向，底板坡度与输送机铺设坡度确保一致。
第36卷 增刊1煤 炭 学 报Vol.36 Supp.1 2011年5月JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETYMay 2011 文章编号:0253-9993(2011)S1-0172-05采煤设备维修应用表面工程技术的研究与实践张剑华(神华神东煤炭集团有限责任公司技术中心,陕西榆林 719315)摘 要:在维修现代化采煤设备过程中,以优质㊁高效㊁节能㊁节材㊁环保为准则,结合零件磨损㊁损伤的类型和技术要求,采用激光熔覆㊁电弧喷涂㊁电刷镀㊁堆焊㊁金属表面强化等表面工程技术进行结构件和传动元件再制造的研究,通过实践总结了其工艺原理和适用性,并提出相应的修复方案㊂关键词:采煤设备;表面工程技术;激光熔覆;高速电弧喷涂;纳米电刷镀;微脉冲电阻焊中图分类号:TD407 文献标志码:A收稿日期:2011-02-23 责任编辑:许书阁 作者简介:张剑华(1957 ),男,广东江门人,高级工程师㊂Research and practice of surface engineering technology applicationson coal mining equipment maintenanceZHANG Jian⁃hua(Technology Center ,Shenhua Shendong Coal Group Corporation Limited ,Yulin 719315,China )Abstract :In the process of mining equipment maintenance modernization,high⁃quality,efficient,energy⁃saving,mate⁃rial saving,environmental protection as criterion,combining parts wear,damage types and technical requirements,usinglaser cladding,arc spraying,brush plating,surfacing,metal surface strengthening surface engineering technology stud⁃ied structure and transmission components remanufacturing.Through practice summarized the process principle of ap⁃plicability,and put forward the corresponding repair plan.Key words :coal mining equipment;surface engineering technology;laser cladding;high⁃speed arc sprayed;nanostruc⁃tured electrobruch plating surfacing;micro pulse resistance welding 20世纪80年代以来,掀起的以充分利用资源㊁减小对环境的污染为目标的绿色制造概念已经在采煤设备制造行业得到广泛的推广,相应的采煤设备维修行业也提出绿色维修概念,推行绿色维修㊂目前,在我国汽车行业,发动机再制造已经开始产业化尝试㊂但在采矿设备行业,再制造工程还未得到足够的重视,只是在采煤设备绿色维修方面开展了积极有效地工作㊂我国从20世纪70㊁80年代陆续引入了一批国际先进的综合机械化采煤设备,这些设备都相继到了报废期㊂国产采煤设备近年来也得到了长足发展,设备使用量不断增加,相应设备报废量也在不断加大㊂如何有效利用这些在传统观念中即将退出全寿命循环的采煤设备,满足煤炭行业的可持续发展是一个迫切需要解决的问题㊂以表面工程技术基础理论研究为基础,开展对具有典型失效形式的关键部件的表面修复,开发相关专用设备和进行工艺参数验证[1-8]㊂1 采煤设备结构件和传动元件的表面磨损和损伤类型 采煤设备主要包括:采煤机㊁连续采煤机㊁梭车㊁液压支架㊁液压单体支柱㊁刮板输送机㊁转载机㊁破碎机㊁自移机尾㊁带式输送机㊁乳化液泵站㊁移动变电站㊁高压开关等㊂其结构件和传动元件主要有:齿轮箱㊁行星减速器行星架㊁铰接座㊁曲轴㊁链轮轴㊁电机轴㊁链轮㊁液压缸㊁中部槽㊁铲板㊁爬爪等㊂这些设备使用环境特殊,工况恶劣,设备机械性增刊1张剑华:采煤设备维修应用表面工程技术的研究与实践损伤形式多种多样,断裂㊁变形㊁磨损㊁腐蚀等损伤形式是最常见的[9-17]㊂主要讨论磨损和腐蚀损伤㊂常见的磨损有:各类平面磨损㊁各类铰接孔磨损㊁轴类零件磨损㊁齿轮磨损等;腐蚀损伤主要出现在各类液压缸中,如图1所示㊂图1 连续采煤机铲板底部㊁爬爪和泵站曲轴磨损Fig.1 Wear of plate at the bottom,climbing claw and wear ofcrankshaft pump of a continuous miner shovel孔磨损是采煤设备磨损的另一类重要类型㊂采煤机㊁连续采煤机上的一些铰接孔由于重载㊁交变载荷的作用,造成磨损㊂每次大修检测时都发现有部分孔超差,有的超差在2mm 以上㊂部分螺纹孔和非铰接位置的孔也有损伤现象,如图2所示㊂图2 采煤机牵引箱轴承孔磨损Fig.2 Wear of shearer box bearing hole链轮也是采煤设备中广泛使用的部件,主要用于刮板输送机和转载机的驱动链条㊂在和链条的接触过程中,链轮轮齿会出现严重磨损现象,以至于挂不住链条㊂销排安装在中部槽上,与采煤机驱动部齿轮啮合,使用中磨损现象也很严重,如图3所示㊂液压支架立柱缸筒的腐蚀损伤是液压支架各类液压缸损伤的主要形式㊂液压支架使用乳化液作为工作介质,由于井下水质及其它一些腐蚀性物质的原图3 销排和链轮的磨损Fig.3 Wear of pin row and sprocket因,各类液压缸缸筒出现明显地腐蚀㊂在立柱缸口静密封处腐蚀更加严重,每次大修中都需要对其进行修复㊂另外液压支架缸筒和活塞杆还出现镀层起泡现象,如图4所示㊂图4 液压支架立柱缸口锈蚀Fig.4 Corrosion of hydraulic support column2 修复工艺及设备根据零部件磨损形式㊁尺寸精度㊁工作环境,开展了激光熔覆㊁电弧喷涂㊁纳米复合电刷镀和微脉冲电阻焊等4种修复技术的研究㊂2.1 表面耐磨层机理表面耐磨层机理如图5所示㊂图5 表面耐磨层机理Fig.5 Formation of surface wear layer371煤 炭 学 报2011年第36卷因为碳化钛涂层硬度高,磨料颗粒只能擦出少量的涂层基体,所以具有优异的耐磨性㊂碳化铬涂层硬度高,磨料颗粒只能擦出少量的涂层基体,所以具有优异的耐磨性㊂2.2 激光熔覆连续采煤机㊁采煤机㊁刮板输送机等设备广泛采用行星减速机构,行星架是其中关键部件㊂由于焊接修复工艺存在较大的热影响区,会影响到行星架各行星轮之间的位置精度,可采用激光熔覆技术解决这一问题㊂激光熔覆技术属于堆焊技术的一种,与传统堆焊技术不同的是利用大功率激光束聚集极高的能量,瞬间将被加工件表面微熔,同时使零件表面预置或与激光束同步自动送置的合金粉末完全熔化,获得与基体冶金结合的致密覆层㊂(1)激光熔覆设备由激光器㊁光路㊁送粉装置㊁控制系统和工作台等部分组成㊂激光器一般为CO 2激光器,功率在3~5kW 范围㊂激光熔覆是将扩束的激光作为热源,在低于105W /cm 2的能量密度下可以实现自熔合金粉末的堆焊㊂激光的能量密度较高,堆焊速度可以很快,激光能量可以精确控制和导向,因此采用激光堆焊技术可以获得精密和高质量的堆焊层㊂(2)采用自动送粉堆焊法,根据送粉喷嘴与激光束的相对位置,自动送粉堆焊又有侧向送粉和同轴送粉两种㊂(3)所堆焊的合金材料包括镍基㊁铁基㊁钴基自熔合金,以及这些自熔合金与陶瓷颗粒的复合粉末材料㊂图6 激光熔覆修复液压支架立柱二级缸Fig.6 Cladding cylinder repair hydraulic support column two2.3 电弧喷涂电弧喷涂特点:①得到不同性能的表面,可喷金属㊁非金属;②可在不同材料上喷涂;③零件受热程度可以控制;④涂层具有多孔性,贮油能力好;⑤涂层厚度可在较大范围内变化;⑥适于大面积喷涂;⑦对于长效防腐涂层,其涂层与基体的结合强度超过有机涂层,且不存在老化问题,防护期长㊂电弧喷涂的应用见表1㊂表1 电弧喷涂的应用Table 1 Application of arc spraying种 类选用方法应用实例轴类维修电弧合金粉末喷涂(焊)球磨机主轴ϕ220×2600滚筒轴ϕ120×2700曲轴轴径ϕ140齿轮轴维修电弧粉末喷涂齿轮轴ϕ200×75各种铲斗的修复电弧喷涂(合金粉末或线材)装岩机铲斗露天矿大型载重车翻斗各种平面的维修电弧喷涂(合金粉末或线材)刮板输送机中部槽中板采煤机摇臂 等粒子电弧喷涂技术是继电弧喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法,它具有:①超高温特性,便于进行高熔点材料的喷涂;②喷射粒子的速度高,涂层致密,黏结强度高;③由于使用惰性气体作为工作气体,所以喷涂材料不易氧化㊂工艺举例:乳化液泵曲轴电弧喷涂工艺㊂曲轴是乳化液泵的重要零件,承担交变载荷㊂使用中产生的缺陷是轴颈产生疲劳裂纹和轴颈表面磨损等㊂(1)修剪检查㊂采用超声波或磁粉探伤,检查轴颈和圆角的裂纹,如果有裂纹,采用熔焊方法修补和车削后再进行喷涂㊂(2)表面预处理㊂先将喷涂部位及周围表面的油彻底清洗干净,然后用特制的加长刀杆车刀,车去轴颈表面疲劳层0.25mm,最后用60°螺纹车刀在轴颈表面车出螺纹㊂(3)涂层材料㊂曲轴材料为KSF55,相当于是35号锻钢,因此选用铝青铜喷涂底层;3C r 13作为喷尺寸层及工作层;丝材直径3mm;轴颈表面喷涂层厚度控制在3.5mm㊂(4)喷涂工艺参数㊂曲轴电弧喷涂工艺参数见表2㊂表2 曲轴电弧喷涂工艺参数Table 2 Crankshaft arc spraying parameters喷涂材料喷涂电压/V 喷涂电流/A 空气压/MPa 喷涂距离/mm 铝青铜(底层)401000.7200~2503C r 13(工作层)404000.7200~250 喷涂时,曲轴在喷涂机上慢速移动,喷枪沿轴径法线方向喷射,并沿轴线方向轻轻摆动㊂(5)喷涂层的机械加工㊂首先车削加工,留471增刊1张剑华:采煤设备维修应用表面工程技术的研究与实践0.8mm磨削余量,然后上曲轴磨床磨削到尺寸㊂(6)涂层质量检验㊂采用喷涂试片,用锤击法检验,要求无裂纹,无起皮现象㊂2.4 纳米电刷镀纳米复合电刷镀特点:①纳米复合电刷镀镀液中含有大量的纳米尺度的特定粒子,而特定粒子的存在并不显著影响镀液的性质(酸碱性㊁导电性㊁耗电性等)和刷镀性能(镀层沉积速度㊁镀覆面积等);②纳米复合电刷镀技术获得的复合镀层组织更致密㊁晶粒更细小,复合镀层显微组织特点为纳米粒子弥散分布在金属基相中,基相组织主要由微晶构成,并且含有大量纳米晶和非晶组织;③纳米复合刷镀层的耐磨性能㊁高温性能等综合性能远远优于同种金属镀层;④根据加入的纳米粒子材料体系的不同,可以采用普通镀液体系获得具有耐蚀㊁润滑减摩㊁耐磨等多种性能的复合涂层;通过加入具有吸波(电磁波和红外波)㊁杀菌特殊功能的纳米粒子材料,可以获得功能涂层;⑤纳米复合电刷镀技术比普通电刷镀技术的应用范围更加宽广㊂优点:①被镀表面不是零件整体同时发生离子还原结晶,而是工件表面和镀笔表面接触瞬时发生;②层积速度高,是槽镀的5~20倍;③镀层表面均匀平整㊁孔隙率小㊁渗氢少㊁减少了氢脆;④设备轻便㊁工艺灵活㊁适应性好㊁操作安全,尤其适用于大型机械的不解体现场修复及野外作业;⑤修复零件硬度高㊂应用范围:采煤机㊁连续采煤机㊁刮板输送机的各类传动轴㊁铰接孔和铰接轴,壳体的轴承定位孔,其定位精度在IT6~8级的孔和轴,其磨损和变形在0.05~0.20mm之间㊂修复内容:①恢复磨损零件的尺寸精度;②填补零件表面的划伤沟槽㊁压坑;③补救加工后的超差产品;④强化零件表面;⑤提高零件表面性能,如导电性㊁耐高温性㊁防腐性及降低摩擦因数等㊂工艺:采用镍-钴合金用于修复铰轴联接的轴和孔㊁轴承配合的轴和孔的磨损超差,镀覆防护和工作镀层㊂采用按钴20%体积加到酸性镍中的溶液,pH= 3.0~3.5,含镍74.9g/L,耗电系数0.132(A㊃h)/ (dm2㊃μm)㊂镀覆层硬度HB=550㊂由于钴镀层应力大大低于镍镀层应力,因而镍-钴合金镀覆层具有应力低的特性㊂可以沉积厚镀层,而且硬度高,耐磨性好㊂工艺规范:工作电压:10~14V;相对运动速度: 10~14m/min;电源极性:正接;沉积速度:0.2μm/ min㊂2.5 微脉冲电阻焊微脉冲电阻焊是利用高压电容瞬间脉冲放电,产生很大的电流,经焊笔㊁补材㊁零件形成回路的原理,补材与零件接触部位产生高温并发生熔化,填补在零件损伤表面而形成牢固的微冶金结合,从而达到修复表面的目的㊂该技术修补层与基体结合强度高㊁母材不产生热变形和热损伤,可用于有特殊性能要求,不能采用传统修复工艺的零部件的修复,如经过渗碳㊁氰化等化学热处理的特形表面㊁高频淬火的特形表面等㊂工作原理:利用微弧火花放电在工件上堆焊合金或沉积金属陶瓷,微弧火花放电频率70~2000Hz,火花持续10-6~10-5s㊂在接触区域将电极瞬间加热至8000~25000℃,电极材料沉积堆焊到工件上,产生冶金结合㊂沉积电极:WC*㊁TiC㊁Cr2C3㊁TiN㊁TiB2㊁TaC㊁Mo2C等金属陶瓷㊂堆焊电极:Co基和Ni基合金＊,Ti㊁Ta㊁Zr㊁Nb㊁Pt㊁Au等金属电极;直径:1~6mm;长度:100~ 150mm㊂特点:①焊接层为冶金结合,堆焊层与母材结合强度高㊂零变形,无热损伤,可在线修复,沉积效率高,可沉积硬质合金㊂②由于是瞬间局部放电,堆焊过程热输入量极小,热影响区也极小,所以工件无变形㊁咬边和残余应力,不会产生局部退火,故修补后不再需要重新进行热处理㊂③堆焊的厚度可以精确控制,堆焊后的加工余量很小,不需再用电火花机床㊁铣床㊁磨床等设备进行加工,而只需采用油石㊁铣刀等工具进行修理即可㊂④仅对零件局部损伤进行修补,材料消耗少,修补后不影响原基准面㊂⑤应用范围广,采用不同的补材,可以满足不同材质零件表面性能的要求㊂⑥无损伤修复,适合再制造㊂微脉冲电阻焊修补技术的适用范围:①曲轴㊁连杆颈磨损㊁抱瓦㊁龟裂㊁裂纹及硬性划伤等的在线修复;②电机转子轴颈磨损区域的在线修复;③泵转轴表面磨损划伤的在线修复;④各种阀门密封面磨蚀坑的离线与在线修复等;⑤花键联轴键接触面强化与修复;3 结 论综上所述,表面工程技术在采煤设备的修复得到了一定程度的应用,在恢复零件的尺寸精度㊁达到或超过原零部件表面硬度㊁耐磨性㊁耐腐蚀性和降低维修成本等方面都取得显著的效果㊂但是,上述阐述的几种表面工程技术还有很大的改进和发展空间,已应571煤 炭 学 报2011年第36卷用的工艺参数还需要进一步优化和完善,还有很多新工艺㊁新技术有待更进一步的研究开发和应用㊂在目前研究和应用的基础上,针对零件的工况和使用要求,研究将两种或多种表面技术以适当的顺序和方法加以组合运用,或以某种表面技术为基础制造复合涂层或改性层的技术,发挥不同种表面技术或不同涂层材料的各自优势,取长补短,有机结合,以得到最优的表面性能和最佳的使用效果,进一步延长零部件的剩余寿命,达到设备投资最佳效果㊂参考文献:[1] 刘成财.电弧喷涂钢模成形材料性能的研究[D].沈阳:沈阳工业大学,2009.[2] 马 壮,集兴伟,林 鹏,等.Q235钢固相反应型Al2O3-TiB2复相陶瓷涂层制备及性能研究[J].煤炭学报,2010,35(6):1039 -1044.Ma Zhuang,Ji Xingwei,Lin Peng,et al.Preparation and performance research on the Al2O3-TiB2composite ceramic coatings prepared by solid sate reaction on Q235steel[J].Journal of China Coal Society, 2010,35(6):1039-1044.[3] 孙元章,邓汉忠,刘少平,等.K360钢堆焊合金层组织与抗裂性能[J].煤炭学报,2008,33(9):1067-1071.Sun Yuanzhang,Deng Hanzhong,Liu Shaoping,et al.Microstructures and anti⁃crack properties of K360alloy overlaying[J].Journal of China Coal Society,2008,33(9):1067-1071.[4] 中国机械工程学会焊接学会.焊工手册:手工焊接与切割(第三版)[M].北京:机械工业出版社,2004.[5] 杜宝帅.激光熔覆原位合成陶瓷相增强Fe基熔覆层研究[D].济南:山东大学,2009.[6] 杨树莲,任勇生,王晓辉,等.埋入SMA纤维的复合材料薄壁结构的主动变形分析[J].煤炭学报,2010,35(8):1384-1390.Yang Shulian,Ren Yongsheng,Wang Xiaohui,et 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