液壓支架立柱千斤頂泄漏原因及防漏對策

韓文濤

支架是控制采煤工作面礦山壓力的設(shè)備。綜采面礦壓以外載的形式作用在液壓支架上，在液壓支架和綜采面圍巖的相互作用力學(xué)系統(tǒng)中達到平衡。立柱千斤頂是液壓支架完成支撐和防護的主要執(zhí)行元件。在液壓支架工作過程中，立柱千斤頂?shù)男孤┎粌H影響生產(chǎn)、安全，還污染環(huán)境，嚴重的還可能造成液壓支架失效。

1 漏液現(xiàn)象

（1）缸口漏液，主要包括導(dǎo)向套與缸筒、導(dǎo)向套與活塞桿之間的密封性能不良引起的漏液（見圖1）。

圖1 缸口漏液

①導(dǎo)向套與缸筒之間的漏液，也就是導(dǎo)向套外圓上的密封出現(xiàn)問題引起的漏液。這種漏液嚴重時，充液時向外呈現(xiàn)噴射狀態(tài)，所以這種漏液可以直接從外部觀察到。

②導(dǎo)向套與活塞桿之間的漏液，也就是導(dǎo)向套內(nèi)圓上的密封出現(xiàn)問題引起的漏液。充液時，由于密封不能正常密封，使液壓液向外噴射，這種漏液也可以直接從外部觀察到。

（2）活塞漏液，主要包括活塞與活塞桿、活塞與缸筒之間的密封性能不好引起的漏液（見圖2）。

圖2 活塞漏液

①活塞與活塞桿之間，由于活塞內(nèi)圓上的擋圈與O 形密封圈損壞，造成液壓液由高壓腔向低壓腔串液泄漏，從而引起立柱千斤頂不能正常工作。

②活塞與缸筒之間的漏液，也就是活塞外圓上的組合密封失效引起的漏液，此時活塞處于浮動狀態(tài)，立柱千斤頂不能正常工作。這種漏液、串液不能從外部直接看到，需要注入液壓液，使立柱千斤頂升到最大行程處，觀察進液口是否向外漏液。

2 泄漏原因

液壓支架立柱千斤頂?shù)男孤┲饕敲芊饧氖Ш蜋C械設(shè)計制造不合理引起的。

2.1 液壓密封件的原因

液壓密封件主要包括防塵圈、導(dǎo)向環(huán)、O 形密封圈和其配合的擋圈、組合密封等。密封件在液壓支架立柱千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程中起非常重要的密封作用，它的工作性能的優(yōu)劣直接決定液壓支架立柱千斤頂?shù)男阅芎脡?。在液壓支架完成支護的過程中，由于密封件的結(jié)構(gòu)不合理，磨損和安裝方面的原因，經(jīng)常會出現(xiàn)漏液，這種情況會使液壓支架的工作效能降低。

2.1.1 液壓密封件的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理

密封件需要適宜的工作環(huán)境，且要求耐熱性好，氣密性強，有較強的耐磨性、耐水性，不一樣的材質(zhì)對于密封圈的作業(yè)環(huán)境有不一樣的要求。液壓支架千斤頂中密封圈的工作壓力、工作溫度以及需要承受的沖擊載荷等都是密封圈在使用過程中需要考慮的關(guān)鍵點。例如，密封件的材質(zhì)選擇不合理，既不能保證密封件的硬度、韌性、彈性等物理性能，又不能保證其耐磨性、裝配方便等使用性能。密封件的溝槽尺寸設(shè)計不合理，導(dǎo)致密封件易損壞，這樣也會降低立柱千斤頂?shù)拿芊庑阅堋?/p>

2.1.2 液壓密封件的磨損

液壓密封件的磨損包括液壓支架立柱千斤頂?shù)拿芊饧哪p和乳化液的污染導(dǎo)致的磨損。密封件由橡膠等材料制成，由于長時間的使用易發(fā)生老化、龜裂、損傷等；零件在工作過程中受撞而受損，會劃傷密封件，也可能造成泄漏。

（1）密封件的磨損。密封件表面的相對運動速度越高，液壓密封件與密封表面的摩擦及磨損增大，易于降低液壓密封件的密封性能；乳化液的工作壓力越高，液壓密封件表面所產(chǎn)生的附加接觸應(yīng)力勢必比較大，極易導(dǎo)致液壓密封件的過早磨損，從而降低液壓密封件的密封性能。

（2）乳化液的污染導(dǎo)致液壓密封件的磨損。井下的巖粉、煤塵、潮濕的空氣及水滴極易污染乳化液，并極大地加速液壓密封件的磨損；另一方面，液壓泵和液壓閥等正常磨損所產(chǎn)生的磨屑也會加速乳化液的污染，而且含有固體顆粒污染物的乳化液類似于研磨金屬零件加工面的研磨劑，導(dǎo)致液壓密封件過早磨損，降低其密封作用。

2.1.3 不合理安裝密封圈引起的泄漏

立柱千斤頂在安裝過程中，缸蓋、導(dǎo)向套、活塞桿、活塞、缸筒安裝部位沒有清理干凈，機加工過程中產(chǎn)生的鐵屑、毛刺等異物殘留在安裝部位，在密封件上沒有涂抹光滑劑，需要變形安裝的密封件沒有運用相應(yīng)的安裝工具，都有可能引起密封圈的泄漏。

2.2 液壓支架設(shè)計與制造方面的原因

液壓支架立柱千斤頂是主要承載與調(diào)節(jié)高度的設(shè)備，除了要具有較高的承載能力，還應(yīng)具有較大的有效行程。

液壓支架向重型化和大型化的發(fā)展對立柱千斤頂?shù)拈L度、缸徑、密封型式等方面提出了更高的要求，要求結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理。溝槽結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、機械加工精度不高、密封圈的選擇不合理，都會引起立柱千斤頂?shù)男孤1]。而材料的物理性能、機械性能低于設(shè)計要求，對材料沒有進行熱處理或處理不符合要求，焊接不規(guī)范，零件的加工精度、粗糙度不夠，也會引起密封性能下降，從而引起泄漏。

3 防治泄漏的措施

防治立柱千斤頂?shù)男孤┬枰治銎渎┮涸?，進而找出相應(yīng)的措施。

3.1 防治密封件引起的泄漏

（1）安裝密封件的溝槽尺寸設(shè)計要合理?；钊?、導(dǎo)向套的內(nèi)外圓都要求密封，都有密封溝槽，必須保證活塞與活塞桿、導(dǎo)向套與活塞桿之間同軸度達到要求，以防止不同軸導(dǎo)致密封件單邊磨損[2]。正確設(shè)計密封溝槽寬度，且密封槽不得有毛刺、飛邊，適當?shù)菇腔驁A弧，防止刮壞密封件。

（2）密封件的材質(zhì)選擇要合理，既要保證硬度、韌性、彈性等物理性能，又要保證其車、削、切等機加工性能，同時要求耐磨性好、裝配方便等使用性能。

（3）保持乳化液及密封溝槽的清潔。密封圈上特別是辱邊也要保持清潔，以免加劇密封件的磨損。

（4）按正確方法裝配密封圈。裝配時在密封件上涂一層潤滑油，采用專用工具，不要使用尖銳工具，防止損壞密封圈。在活塞、活塞桿與導(dǎo)向套安裝過程中要清潔，以確保其在安裝進程中不會損壞密封件。

3.2 防治機械設(shè)計制造引起的泄漏

液壓支架液壓系統(tǒng)的可靠性在很大程度上取決于液壓系統(tǒng)密封的設(shè)計和密封件的設(shè)計規(guī)范。合理選擇密封材料要考慮密封材料的負載情況、極限壓力、乳化液工作速度大小、環(huán)境溫度的變化等。合理設(shè)計溝槽尺寸和密封件與密封溝槽的配合間隙，活塞與缸筒和活塞桿、導(dǎo)向套與缸筒和活塞桿之間的配合間隙，不僅要保證其便于裝配，還要保證立柱千斤頂?shù)拿芊庑阅堋Ｋ械囊簤涸懊芊獠考家铣叽绻?、表面處理、表面粗糙度及形位公差等要求。例如，正確設(shè)計液壓缸的活塞半徑、密封槽深度或?qū)挾取⒀b密封圈的孔尺寸，以免造成密封件的變形、劃傷、壓死或壓不實等現(xiàn)象發(fā)生。

焊接時要選用合適的焊接母材。焊接前對含碳量較高的材料進行適當預(yù)熱，焊后注意保溫使之緩慢冷卻，防止焊縫應(yīng)力裂紋。焊接工藝過程應(yīng)盡力避免引起內(nèi)應(yīng)力，必要時進行適當熱處理。焊縫較大時采取分層分道焊接，以保證焊接強度，減小焊接變形，防止焊接裂紋。在每一層的焊接中必須保證焊縫清潔，徹底清除焊渣，不沾油和水，防止夾渣、氣孔等[3]。

4 結(jié)語

從液壓支架立柱千斤頂密封件和機械設(shè)計制造技術(shù)兩方面分析了液壓支架立柱千斤頂使用過程中泄漏的原因，提出了相應(yīng)的解決方案。通過對密封件進行合理的設(shè)計、機械加工和裝配，對液壓缸體的機械加工、焊接加工進行有效控制，并且在日常使用過程中進行維護和檢修，可以減少液壓支架立柱千斤頂?shù)男孤?，保證液壓支架工作性能的穩(wěn)定。

[1]張中金.液壓支架立柱、千斤頂泄漏的原因及排除方法[J].煤炭科技，2006 (2)：30-40.

[2]馬曉東.液壓支架立柱及千斤頂漏液現(xiàn)象分析及處理[J].煤礦現(xiàn)代化，2006（S1）：46-47.

[3]《采煤機械化設(shè)備使用與維護》編審委員會.采煤機械化設(shè)備使用與維護[M].哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1988：27-28.