論液壓支架結(jié)構(gòu)與檢修方式

李家好

（1.安徽理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，安徽 淮南232001；2.淮南經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管理委員會，安徽 淮南232007）

1 液壓支架的結(jié)構(gòu)及損壞特點

如圖1所示，液壓支架主要由結(jié)構(gòu)件和液壓系統(tǒng)組成。結(jié)構(gòu)件包括底座、頂梁、掩護(hù)梁、連桿和推移裝置等；液壓系統(tǒng)由立柱、各種閥件和管路構(gòu)成。液壓系統(tǒng)檢修時需要重點注意的是液壓缸類和閥件。支架結(jié)構(gòu)件受力一般都比較復(fù)雜，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。結(jié)構(gòu)件的損壞形式主要是主筋板斷裂、開焊以及面板變形等，從現(xiàn)場拆卸情況來看，閥件和管路損壞程度比較嚴(yán)重，考慮到使用時的安全性，通常情況下只有一半可以翻新再利用，并需要經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗。由于立柱造價高，所以維修過程中應(yīng)盡量翻新再利用。

圖1 典型的液壓支架結(jié)構(gòu)圖

2 結(jié)構(gòu)件的檢修

支架的結(jié)構(gòu)件中受力狀況比較復(fù)雜，主要承受底板來壓、支架自重、通過連桿和立柱傳遞的頂板來壓。另外，還要承受拉架和移溜時互為支點的相互作用力以及底板支撐面不平所帶來的附加作用力。復(fù)雜的受力情況致使支架容易出現(xiàn)斷裂、變形和開焊，開焊的修復(fù)辦法比較簡單，可采用炭弧氣刨清除原有焊縫，再補焊到規(guī)定高度。

斷裂和變形經(jīng)常發(fā)生在如圖1所示各結(jié)構(gòu)件的銷軸孔、頂梁側(cè)護(hù)板和挑梁等處。對于變形的結(jié)構(gòu)件可采用火焰加熱的辦法整形；對于輕微斷裂的結(jié)構(gòu)件可采取對斷裂處開坡口后單側(cè)或雙側(cè)焊固，另外要注意在裂縫端頭處鉆孔(孔徑為6-8mm)，以阻止裂紋發(fā)展；對于變形不太大的銷軸孔的解決辦法是擴(kuò)鏜銷軸孔，然后配裝與主筋板材質(zhì)相同的襯套。

對于斷裂、變形比較嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)件修復(fù)難度比較大。修復(fù)方案為在主筋板適當(dāng)位置將破裂部位切割去掉，加工損壞主筋板的修補筋板，再與剩余的主筋焊接在一起。為了提高強(qiáng)度，主筋板單側(cè)或雙側(cè)貼附板焊固。此種方案利用原有的弧板及蓋板，在滿足強(qiáng)度、剛度的基礎(chǔ)上，對原有主筋基礎(chǔ)上進(jìn)行修復(fù)，不改變其原有框架，操作難度系數(shù)小，且材料成本也有所降低。

液壓支架使用中容易出現(xiàn)問題的結(jié)構(gòu)件有推移桿、護(hù)幫機(jī)構(gòu)、側(cè)護(hù)板。下面分別進(jìn)行闡述。

2.1 推移桿

推移桿常見的故障有彎曲、開焊、耳孔變形、中間斷裂等。支架檢修時，要對推移桿認(rèn)真檢查，對彎曲不太嚴(yán)重，整形不會對整體強(qiáng)度產(chǎn)生破壞的，可以整形處理。對彎曲嚴(yán)重，壓力整形有可能使推移桿焊縫開裂、鋼材內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生改變的必須報廢更新。推移桿聯(lián)結(jié)部件損壞需更換的，要保證更換部件的強(qiáng)度符合設(shè)計要求，不得隨意用鑄件替換鍛件，用普通鋼板代替高強(qiáng)度鋼板，保證修復(fù)工藝，修復(fù)后整體強(qiáng)度不能低于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，推移桿的不直度應(yīng)小于5%。

2.2 側(cè)護(hù)板

側(cè)護(hù)板側(cè)板與上板夾角大于90°，夾角變大時，上板與頂梁上面之間易塞進(jìn)煤、矸石等，造成側(cè)護(hù)板收回困難。出現(xiàn)這種情況，必須對側(cè)護(hù)板整形，恢復(fù)原來的形狀，側(cè)護(hù)板側(cè)板與上板的垂直度不得超過3%。側(cè)護(hù)板彈簧套筒導(dǎo)向桿彎曲時，導(dǎo)向桿可以整形。彈簧套筒應(yīng)及時更新，復(fù)位彈簧彈性變形不得大于5%。另外，出現(xiàn)以上情況時，往往頂梁上裝配彈簧套筒和導(dǎo)向桿的筒子也會發(fā)生明顯變化，且變形多發(fā)生在外側(cè)管口處，維修時要注意，既要保證修復(fù)部位的強(qiáng)度，又不能破壞頂梁的強(qiáng)度。

2.3 護(hù)幫機(jī)構(gòu)

護(hù)幫機(jī)構(gòu)包括前梁、伸縮梁、護(hù)幫板，最容易出現(xiàn)的問題是部件受力變形，造成伸縮梁、護(hù)幫板伸出時支護(hù)效果差或收回時與頂梁靠不緊，影響采煤機(jī)通過。支架檢修時對護(hù)幫機(jī)構(gòu)及其關(guān)聯(lián)的聯(lián)結(jié)耳、銷軸等出現(xiàn)變形的部位都要進(jìn)行整形處理或更換，保證護(hù)幫機(jī)構(gòu)動作靈活、準(zhǔn)確、無障礙。

2.4 平面結(jié)構(gòu)件

頂梁、掩護(hù)梁、尾梁、底座等具有較大平面的結(jié)構(gòu)件，在任一尺寸上的變形不能超過10%，構(gòu)件平面上出現(xiàn)的凹坑面積不得超過100cm2，深度不能超過2cm，構(gòu)件平面出現(xiàn)的凸起不得超過100cm2，高度不得超過1cm，處理時不許減少材料厚度。平面上的凸凹點，每平方米面積內(nèi)不得超過兩處，連桿兩端的銷孔軸線不平行度小于0.2%，與銷軸配合后最大間隙應(yīng)小于2.5mm.

3 液壓缸的檢修

液壓缸是液壓支架的主要支護(hù)部件，也是易損件，一旦發(fā)生串液，活柱桿彎曲，電鍍層脫落等失效現(xiàn)象，必須更換。

3.1 液壓缸串液

液壓缸常見的失效形式是串液，原因主要是密封圈損壞或性能降低，致使上下腔封閉不嚴(yán)，液壓缸支撐能力降低，出現(xiàn)這種現(xiàn)象大致有兩種原因：一是密封圈損壞，二是缸體內(nèi)徑局部變大，即平時所說的漲缸。活塞運動到這個部位時密封圈性能降低或失效。漲缸情況多發(fā)生在帶有安全閥的承壓缸體底部200mm～400mm之間，發(fā)生漲缸的原因主要是操作者錯誤操作，或者是巖層周期來壓、采空區(qū)頂板垮塌等因素的影響，支架部分主要承載液壓缸受力過大，此時安全閥打不開或安全閥卸液量太小，缸內(nèi)壓力在瞬間超過缸體的受力極限所致，缸體一旦漲缸，必須及時更換新缸。

3.2 液壓缸活塞故障

各部液壓缸出現(xiàn)活塞桿彎曲都是在向外伸出時受到較大徑向力所致。在檢修時要保證活塞往復(fù)的行程內(nèi)，結(jié)構(gòu)件活動無障礙，減少因結(jié)構(gòu)件變形等原因造成的阻力，有助于減少使用過程中液壓缸活塞桿的損壞。

活塞桿與活塞脫離主要發(fā)生在用卡塊對活塞進(jìn)行限位的這一類液壓缸中，原因主要是液壓缸加工制造時，活塞桿和卡塊的材質(zhì)或熱處理有問題，長期使用使活塞桿上安裝卡塊的溝槽變寬，臺階變得圓滑，卡塊也產(chǎn)生變形，承受沖擊的能力減弱，在一定條件下，卡塊從擋槽中脫離出來，活塞與活塞桿分離開了。檢修液壓缸時發(fā)現(xiàn)溝槽輕微變形的，可以對溝槽進(jìn)行修復(fù)，變形嚴(yán)重的要把活塞桿報廢換新桿，卡塊變形的，也要及時報廢更新?；钊麠U斷裂也大都發(fā)生在安裝卡塊的溝槽處，因為這里是活塞桿的最薄弱處，長期使用會發(fā)生疲勞斷裂，如果加工中存在缺陷，也會發(fā)生脆性斷裂。液壓缸檢修時一定要對缸口處的彈性擋圈槽進(jìn)行檢修，若擋圈槽磨損，變形明顯，彈性擋圈安裝不牢靠，使用中有可能脫出的，都必須對該部位進(jìn)行修正，以避免出現(xiàn)使用中彈性擋圈脫出，壓蓋隨之脫出，擋導(dǎo)向套的卡塊從槽中出來，導(dǎo)向套移位或被從缸體中推出來，致使液壓缸失效。

4 液壓閥類的檢修

檢修液壓閥時，應(yīng)對所有的密封件都要更換，經(jīng)過嚴(yán)格檢查、實驗后合格的密封件，可以有選擇性的部分重新使用。閥的拆裝及實驗應(yīng)使用專門的工具和儀器，不得生打硬敲。解體后的閥體及零件要徹底清洗，所有的孔道、退口槽、螺紋底部不能有積垢、鐵屑等雜物，輕微損傷的螺紋應(yīng)采用可靠的工藝修復(fù)，恢復(fù)原尺寸。閥上的所有各類彈簧，不能有銹斑和腐蝕點，對塑性變形大于5%的要及時更換。閥在裝配時，在密封及配合表面上涂少許油脂，以防擦傷相應(yīng)表面，并能保證運動的靈活性。組裝后的閥在有壓和無壓時，操縱力不應(yīng)有很大的差異，操縱力適當(dāng)，不能有澀滯、別卡和摩擦、串漏聲。

［1］胡敏，曹必德.ZY10800/28/63D型液壓支架橫向穩(wěn)定性分析[J].煤礦機(jī)械，2008，29(8).

［2］劉捷.煤礦機(jī)械設(shè)備的失效及維修[J].煤,1999(6).