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【摘 要】分析查找ZY8820/22/45液压支架推移杆尾部断裂原因，通过更换推移杆尾部材料，提高其塑性，韧性，以此提高推移杆抵抗冲击载荷的安全系数，避免了推移杆尾部发生断裂。
【关键词】推移杆；Q690；硬度
【Abstract】Analyse and detect causes for the tail's rupture of process-oriented bar in hydraulic support.Increase the toughness by changing the material of preocess-oriented bar's tail.Increase the safety factor of the whole process-oriented bar and prevent preocess-oriented bar's tail from rupturing again.
【Key words】Preocess-oriented bar;Q690;Hardness
0.引言
液压支架推移机构主要作用是推移前部运输机和拉移液压支架，受力主要包括推移千斤顶的拉压力、抬底千斤顶的抬底力和刮板输送机下滑所引起的侧向力，以上3种外力作用于不同方向。推移机构的主要受力部件是推移杆，推移杆在井下复杂地质条件下很难与工作面底板平面接触，大部分工况是受到前、后约束而中部悬空，受力工况非常复杂。
我公司交付金烽公司的181台ZY8820/22/45D 4.5米支架于2008年8月份下井，在2008年9月中旬，采煤推进距离为75米时， 04号支架推移杆出现断裂。截止2009年4月17日，该批支架已有44臺发生推移杆出现断裂现象。其中推移杆尾部断裂23台，其余均为头部断裂。
1.故障分析
根据故障现象，我们采用排除法分析故障原因，发生问题的原因可能为：设计有误；设计结构不合理；材料有缺陷。分析验证如下：
1.1设计计算有误
对推移杆等重要部件，我公司采用设计员对危险截面进行安全系数验算与COSMOS有限元计算结果相互验证的方式，以此避免设计计算中出现失误。通过再次对推移杆的设计进行复核复算，确定设计计算正确，安全系数为1.7，超过国家标煤安标准1.5，排除设计计算有误。
1.2设计结构不合理或工艺规程不合理
本批ZY8820/22/45液压支架推移杆采用的是传统的二箱型结构，没有结构上的创新，排除推移杆结构不合理。本批支架采用传统焊接工艺，并且对于推移杆等重要受力部件，制造部门均抽调最好的员工进行生产制造，排除工艺不合理或工人焊接水平不够等问题。
1.3材料使用不当
通过对断裂部位的观察，发现推移杆断截面光滑，无毛刺，无塑性变形，因此初步判定为脆断现象
为确定推移杆头部（或尾部）断裂原因，我们将断裂的推移杆头部尾进行取样分析，发现推移杆头部材料27SiMnδ80（推移杆尾部材料为27SiMnδ120）表面及芯部塑性与韧性偏低（具体数值见下表），当推移杆在工作中，承受较大冲击载荷而发生脆断。
27SiMnδ80、27SiMnδ120板材试验结果数据表
从设计手册中可查到:在标准毛坯（25mm）下，27SiMn抗拉强度大于980 MPa、屈服强度大于835 MPa、断后延伸率大于12%，冲击吸收功大于39J。但是，27SiMn非结构钢，在水中临界淬透直径为8～22mm。因此，27SiMnδ120板材芯部的机械性能远低于标准试样机械性能，特别是韧性。冲击功由39J下降为14J以下，当推移杆尾部受到拉架冲击力时，由于推移杆尾部韧性低从而造成脆断。
在一般的机械设计工作中，校核零件的安全系数通常采用屈服强度作为主要技术指标，材料的韧性作为一参考值而被忽略，因此，造成推杆头尾断裂的主要原因为选材不当。
2.解决措施
更改推移杆头部尾部材料，将推移杆尾部材料由27SiMn厚板更改为Q690厚板，因为Q690厚板各项综合机械性能均优于27SiMn厚板(具体试验数据见表二)。
由于Q690板材厚度最大为80mm，因此将推杆尾更改为Q690δ80和两块Q690δ20拼焊而成，并对断裂的金烽4.5米按此状态进行了维修，更改后的推杆头和推杆尾如上图。
3.结束语
按上述方案，我公司将ZY8820/22/45液压支架181架推移杆进行返修，目前返修推杆在井下使用良好，未发生断裂现象，证明更改措施有效。为了规避此类风险，我单位对所有材料的入厂检测更改为实体取样检测。并且对承受冲击载荷的部件均考虑韧性对部件的影响。 [科]
【参考文献】
［１］孙红发,于得润,刘福营,曹必德.ZY10800/28/63型液压支架推移杆可靠性分析与研究[J].煤矿机械.Vol.29.No.6 2008.6.
［２］李瑞杰,刘武增,杨元凯.液压支架推移杆的力学分析与优化设计[J].煤矿开采.Vol.15.No.3 2010.6.
［３］闻邦椿.材料力学性能[M].机械工业出版社.2010.
【关键词】推移杆；Q690；硬度
【Abstract】Analyse and detect causes for the tail's rupture of process-oriented bar in hydraulic support.Increase the toughness by changing the material of preocess-oriented bar's tail.Increase the safety factor of the whole process-oriented bar and prevent preocess-oriented bar's tail from rupturing again.
【Key words】Preocess-oriented bar;Q690;Hardness
0.引言
液压支架推移机构主要作用是推移前部运输机和拉移液压支架，受力主要包括推移千斤顶的拉压力、抬底千斤顶的抬底力和刮板输送机下滑所引起的侧向力，以上3种外力作用于不同方向。推移机构的主要受力部件是推移杆，推移杆在井下复杂地质条件下很难与工作面底板平面接触，大部分工况是受到前、后约束而中部悬空，受力工况非常复杂。
我公司交付金烽公司的181台ZY8820/22/45D 4.5米支架于2008年8月份下井，在2008年9月中旬，采煤推进距离为75米时， 04号支架推移杆出现断裂。截止2009年4月17日，该批支架已有44臺发生推移杆出现断裂现象。其中推移杆尾部断裂23台，其余均为头部断裂。
1.故障分析
根据故障现象，我们采用排除法分析故障原因，发生问题的原因可能为：设计有误；设计结构不合理；材料有缺陷。分析验证如下：
1.1设计计算有误
对推移杆等重要部件，我公司采用设计员对危险截面进行安全系数验算与COSMOS有限元计算结果相互验证的方式，以此避免设计计算中出现失误。通过再次对推移杆的设计进行复核复算，确定设计计算正确，安全系数为1.7，超过国家标煤安标准1.5，排除设计计算有误。
1.2设计结构不合理或工艺规程不合理
本批ZY8820/22/45液压支架推移杆采用的是传统的二箱型结构，没有结构上的创新，排除推移杆结构不合理。本批支架采用传统焊接工艺，并且对于推移杆等重要受力部件，制造部门均抽调最好的员工进行生产制造，排除工艺不合理或工人焊接水平不够等问题。
1.3材料使用不当
通过对断裂部位的观察，发现推移杆断截面光滑，无毛刺，无塑性变形，因此初步判定为脆断现象
为确定推移杆头部（或尾部）断裂原因，我们将断裂的推移杆头部尾进行取样分析，发现推移杆头部材料27SiMnδ80（推移杆尾部材料为27SiMnδ120）表面及芯部塑性与韧性偏低（具体数值见下表），当推移杆在工作中，承受较大冲击载荷而发生脆断。
27SiMnδ80、27SiMnδ120板材试验结果数据表
从设计手册中可查到:在标准毛坯（25mm）下，27SiMn抗拉强度大于980 MPa、屈服强度大于835 MPa、断后延伸率大于12%，冲击吸收功大于39J。但是，27SiMn非结构钢，在水中临界淬透直径为8～22mm。因此，27SiMnδ120板材芯部的机械性能远低于标准试样机械性能，特别是韧性。冲击功由39J下降为14J以下，当推移杆尾部受到拉架冲击力时，由于推移杆尾部韧性低从而造成脆断。
在一般的机械设计工作中，校核零件的安全系数通常采用屈服强度作为主要技术指标，材料的韧性作为一参考值而被忽略，因此，造成推杆头尾断裂的主要原因为选材不当。
2.解决措施
更改推移杆头部尾部材料，将推移杆尾部材料由27SiMn厚板更改为Q690厚板，因为Q690厚板各项综合机械性能均优于27SiMn厚板(具体试验数据见表二)。
由于Q690板材厚度最大为80mm，因此将推杆尾更改为Q690δ80和两块Q690δ20拼焊而成，并对断裂的金烽4.5米按此状态进行了维修，更改后的推杆头和推杆尾如上图。
3.结束语
按上述方案，我公司将ZY8820/22/45液压支架181架推移杆进行返修，目前返修推杆在井下使用良好，未发生断裂现象，证明更改措施有效。为了规避此类风险，我单位对所有材料的入厂检测更改为实体取样检测。并且对承受冲击载荷的部件均考虑韧性对部件的影响。 [科]
【参考文献】
［１］孙红发,于得润,刘福营,曹必德.ZY10800/28/63型液压支架推移杆可靠性分析与研究[J].煤矿机械.Vol.29.No.6 2008.6.
［２］李瑞杰,刘武增,杨元凯.液压支架推移杆的力学分析与优化设计[J].煤矿开采.Vol.15.No.3 2010.6.
［３］闻邦椿.材料力学性能[M].机械工业出版社.2010.