大面积激光熔覆是经由多道搭接成形的,且矿用液压支架立柱的激光熔覆加工规模较大。但是,激光熔覆产生的气孔、夹渣、开裂已经成为凸显的行业基础共性问题,为控制不锈钢立柱的熔覆性能,减少气孔、夹渣、开裂等熔覆缺陷,以27SiMn材质的液压支架立柱为基体,开展大面积激光熔覆工艺多道搭接控制研究,深入探讨多道搭接熔覆的搭接区及其对耐腐蚀性能的影响,并通过调整熔覆步距进行多道搭接工艺试验,分析了熔覆平整度、稀释率对立柱成品的影响,以及熔覆层金相组织结构。结果表明搭接区存在组织结构差异,容易存在气孔、砂眼等缺陷,立柱表面经机械加工后显露的搭接线周围是防腐蚀薄弱区,应该严格执行标准化工艺以保障该区域性能;熔覆平整度需要控制在0.03 mm以内;稀释率控制在10%以内的熔覆层组织结构平整均匀、与基体之间是冶金结合。

对于液压支架立柱的冲击试验,冲击前的相关参数选取往往具有不规范性,针对这一问题,以重锤法为分析方法,通过能量法推导了75%乳化液液柱下立柱等效刚度公式,确定了冲击重锤的质量与冲击的高度,推导了双伸缩立柱缸体内的压力公式,建立了一种基于GB 25974.1-2010的液压支架立柱冲击数学模型,以ZY6000/18.5/38A掩护型液压支架立柱为例进行显式动力学冲击仿真,为立柱冲击所采取的参数试验数据提供了理论基础。

液压支架油缸密封的可靠性是综采工作面支护系统可靠性的重要保证,密封技术是液压支架的核心技术之一。泄漏是目前液压机械普遍存在的故障现象,尤其是在煤矿机械液压系统中尤为严重。目前,我国各大综采液压支架厂家自身都不生产密封件,液压支架立柱、千斤顶中使用的密封件均来自外购,而且没有任何的密封件检验和试验手段、技术规范等。唯一的试验就是在立柱。

采用量纲分析法和流固耦合仿真技术对3种缸径液压支架的双伸缩立柱进行分析研究,建立液压支架立柱挠度与影响其数值的因素之间的无量纲关系式,并得到立柱挠度的计算公式,可适用于单伸缩和多伸缩立柱挠度值计算。通过研究分析表明在实际应用过程中,提高支架立柱的初撑力,可以大大减小工作阻力增加对立柱挠度变化的影响。

某开采所根据多年的设计、生产和使用经验，在立柱和千斤顶的系列化、标准化和通用化的设计中，立柱缸口联接大多采用螺纹联接。但为满足客户要求，也设计了卡键联接的方式。针对以上立柱联接方式，在液压支架立柱加工装配现场存在着的装配方式为两种：一是卧式装配，这种装配方式要求工件同轴度相对较低，立柱联接方式为卡键式的较适合这种方式；二是立式装配，这种装配方式要求工件同轴度相对较高，螺纹式联接的立柱应用这种方式效果较佳，但这种方式需要做与此结构相匹配的吊装工装且对操作者的技术水平有较高的要求。

根据液压支架立柱工作的实际工况,建立了液压支架立柱在冲击载荷作用下动态特性分析模型。通过有限元和光滑粒子流体动力学方法解决了液压支架立柱流固耦合、流体大变形等问题,实现了立柱在冲击载荷作用下动态响应的数值模拟,得出了立柱在冲击载荷下缸体的应力分布、活柱的最大退缩量、流体的压力场分布及整个冲击过程对地基的最大冲击力等核心技术参数。应用固液弹簧耦合理论和能量法,推导出了立柱固液耦合系统的等效刚度和立柱的冲击动载荷系数,进而从理论上对液压支架立柱在冲击载荷作用下的动态特性及对地基的最大冲击力进行了分析。理论分析结果与数值模拟结果相比在误差范围内具有一致性。此研究结果为液压支架立柱抗冲击性能试验装置的开发提供了参考数据。

为了提升27SiMn钢液压支架立柱的使用性能,开展了铁基合金粉末的开发及工艺验证,并对开发的3批次合金粉末进行对比检测、分析流动性、松装密度、表面形貌等物理性能,通过熔覆过程特点、成形性能来验证各合金粉末的使用性能。结果表明:流动性为17s/50g、松装密度为4.2g/cm3的2#合金粉末具备最佳熔覆效果,其颗粒形状规则、粒度分布均匀、表面无卫星球吸附,激光熔覆后能够获得良好的表面硬度及耐腐蚀性能,满足工业化熔覆生产需求。

针对液压支架立柱新国标GB25974．2．2010中对被试立柱进行“全行程、高阻力让压试验”的要求以及目前试验台能力不足、分段断续加载的现状，采用两端同时安装加载缸同时供液、同时伸出的方式可达到原测试行程的4倍叠加，从而实现了全行程连续加栽；采用“缸中套缸”的方式实现加载缸输出推力的叠加，解决了油缸活塞行程末端状态下对导向套破坏的技术难题，创新性地研究设计了“全行程、高阻力、连续加载”立柱试验台。研究表明，新研制的“多行程多倍力液压支架立柱试验台”在试验台界面尺寸、加载缸直径、油缸供液压力不变的情况下，被试样品的行程可达原测试行程的4倍，产生栽荷可增至1．5—1．8倍，试验台的整体结构及功能得到了极大的优化改善。

在对提出基于并联机构的液压支架的构想基础上,设计了其立柱的运动控制系统,并对立柱的工作过程进行分析,给出了运动过程中位移及力的计算实例.结果表明该支架能充分适应顶板、保证初撑力、适应矿压规律的变化.

1 概述 徐州矿务集团机械厂是制造和修理煤矿井下综采工作面用液压支架的专业厂，制造液压支架～500架/a，大修液压支架～1000架／a。徐州矿务集团所使用的液压支架主要是掩护式液压支架和放顶煤液压支架，其中以两柱掩护式液压支架使用较为普遍。在大修液压支架过程中，对液压支架立柱、液压千斤顶等进行解体检查修复后，需做相应的耐压和灵活性试验。