[发明专利]矿用油缸缩径再造成形新技术

说明书

所属技术领域

本发明涉及矿用油缸缩径再造成形新技术，属再造成形新技术领域。

背景技术

随着综采在煤炭行业的普及，综采油缸的维修、保养量十分庞大。在油缸维修、保养的过程中，油缸内部拉伤、锈蚀、磨损超差、涨缸等现象十分普遍。从事煤炭生产企业和维修企业迫切需要一种新技术能解决这一问题。目前国内外对这一问题的解决、主要有以下几种方式：(1)报废、更换新件；(2)采用熔覆技术和内覆不锈钢套技术等；(3)扩大缸径、改用异形密封，这一方法给生产企业的备件准备、维修的及时性、安全性均造成了不便，由于煤炭生产的特殊性要求，这一办法不被煤矿企业接受。以上方式，由于不同程度存在成本过高，生产效率低，工艺复杂，使用不稳定等原因，大面积推广难度很大。

发明内容

为达上述目的，本发明提出一种矿用油缸缩径再造成形新技术，简称缩径再造技术。运用缩径再造技术修复上述问题的油缸，可轻而易举的解决这一难题。矿用油缸常规材料为27SiMn，原出厂采用调质热处理，由于矿用油缸主要是修复缸筒内壁、外径一般不需加工，所以，本发明利用“金属热胀冷缩效应”、通过“内加热、外冷却”方式使缸内壁表面金属发生相变、进而达到缩小缸径目的。“内加热”是用中频感应加热装置对油缸内壁进行快速加热、使其表面温度在极短的瞬间加热到相变温度以上；“外冷却”是在加热的同时，用冷却水对缸体外表面进行喷淋冷却、使缸体表面急速降温、从而减慢缸体内热量向外传导速度，避免缸体外部变形；“缩径“是指金属相变后所产生的热处理结果。缸壁材料内部结晶组织发生相变、由于金属组织的相变是由比容小的组织向比容大的马氏体组织转变，胀大的体积部分受缸壁空间的约束，向外侧膨胀受限只能向内收缩、使缸壁内径减小(亦称缩径)。经过相变缩径以后的缸壁，其内部原有划伤、锈蚀、磨损超差、涨缸等现象均控制在合理的尺寸内，缸体本身原有的热处理性能指标亦无大的变化。缸壁后续修整加工只需在珩磨机上便可完成。如果调整相关加热频率、移动速度、冷却方式等参数，便可得到缸壁缩径1-3毫米的结果、足以满足各种规格矿用油缸修复再造成形的需要。

用这种矿用油缸再造成形新技术修复缸壁、工艺简单、所需设备造价低、修复周期短、成批量修复油缸效益显著，有利于大范围推广使用。经查阅有关资料及专利检索，未见有相关技术内容的报导。

本发明的这种矿用油缸缩径再造成形新技术，技术要点是“内加热、外冷却、缩径靠相变”。所述“内加热”就是用中频感应加热器对缸壁进行快速加热、使其表面温度瞬间达到相变温度以上，在这一温度条件下、金属内部结晶组织才能产生相变——这是实现油缸缩径再造的理论依据；所述“外冷却”是指在对缸体内壁加热的同时，缸体外部用冷却水连续不断的进行喷淋冷却，因为只有急冷降温、才能控制缸体的热传导速度，保证外表温度不会升的太高，确保缸体内热外冷效果——这是实现油缸缩径再造的重要工艺措施：所述“缩径靠相变”中的“缩径”是指金属相变后所产生的热处理结果。由于缸壁表面温度在相变温度以上、其内部晶体组织发生晶相转变、由于金属组织的相变是由比容小的组织向比容大的马氏体组织转变，胀大的体积部分受缸壁空间的约束，向外侧膨胀受限只能向内收缩、使缸壁内径减小(亦称缩径)，简单的说就是“金属相变的最终结果使得缸体内径缩小了”。随着感应加热头向前缓慢移动，缸壁内剩余的热量产生自回火现象，从而得到性能更好的低碳马氏体组织。这样处理后硬度比原来的珠光体的硬度更高，使油缸内壁更加耐磨，使用寿命更长。某种意义上讲，油缸经过缩径再造成形新技术处理后，性能和寿命超越了新油缸。仔细调整缸壁的加热温度、加热时间、冷却速度、冷却水量等相关参数，便可都得到预期的缩缸效果。

该技术具有以下特点：(1)不填加任何材料，保证了油缸材质的统一性，维修成本很低，经济效益和社会效益显著；(2)工艺简单、便于大面积推广；(3)质量可靠，由于采用了可靠的控制和监控等手段，油缸在缩径过程中材质、硬度、强度、晶相组织等物理性能均控制在国家规定的范围内，这从根本上保证了再造油缸的质量；(4)感应加热头与缸壁表面不接触、二者之间靠感应线圈产生的电磁涡流来加热缸壁的。加热时的表面温度用远红外激光测温仪实时检测；(5)由于被修油缸恢复了原尺寸，这给配件准备、下次维修均创造了有利条件。

权利要求1给出的技术特征解决了上述任务。

具体实施方式