論液壓支架結構與檢修方式

李家好

（1.安徽理工大學 機械工程學院，安徽 淮南232001；2.淮南經濟技術開發區管理委員會，安徽 淮南232007）

1 液壓支架的結構及損壞特點

如圖1所示，液壓支架主要由結構件和液壓系統組成。結構件包括底座、頂梁、掩護梁、連桿和推移裝置等；液壓系統由立柱、各種閥件和管路構成。液壓系統檢修時需要重點注意的是液壓缸類和閥件。支架結構件受力一般都比較復雜，容易產生應力集中。結構件的損壞形式主要是主筋板斷裂、開焊以及面板變形等，從現場拆卸情況來看，閥件和管路損壞程度比較嚴重，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，并需要經過嚴格的檢驗。由于立柱造價高，所以維修過程中應盡量翻新再利用。

圖1 典型的液壓支架結構圖

2 結構件的檢修

支架的結構件中受力狀況比較復雜，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。復雜的受力情況致使支架容易出現斷裂、變形和開焊，開焊的修復辦法比較簡單，可采用炭弧氣刨清除原有焊縫，再補焊到規定高度。

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

對于斷裂、變形比較嚴重的結構件修復難度比較大。修復方案為在主筋板適當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。為了提高強度，主筋板單側或雙側貼附板焊固。此種方案利用原有的弧板及蓋板，在滿足強度、剛度的基礎上，對原有主筋基礎上進行修復，不改變其原有框架，操作難度系數小，且材料成本也有所降低。

液壓支架使用中容易出現問題的結構件有推移桿、護幫機構、側護板。下面分別進行闡述。

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，要對推移桿認真檢查，對彎曲不太嚴重，整形不會對整體強度產生破壞的，可以整形處理。對彎曲嚴重，壓力整形有可能使推移桿焊縫開裂、鋼材內部應力發生改變的必須報廢更新。推移桿聯結部件損壞需更換的，要保證更換部件的強度符合設計要求，不得隨意用鑄件替換鍛件，用普通鋼板代替高強度鋼板，保證修復工藝，修復后整體強度不能低于設計標準，推移桿的不直度應小于5%。

2.2 側護板

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

2.3 護幫機構

護幫機構包括前梁、伸縮梁、護幫板，最容易出現的問題是部件受力變形，造成伸縮梁、護幫板伸出時支護效果差或收回時與頂梁靠不緊，影響采煤機通過。支架檢修時對護幫機構及其關聯的聯結耳、銷軸等出現變形的部位都要進行整形處理或更換，保證護幫機構動作靈活、準確、無障礙。

2.4 平面結構件

頂梁、掩護梁、尾梁、底座等具有較大平面的結構件，在任一尺寸上的變形不能超過10%，構件平面上出現的凹坑面積不得超過100cm2，深度不能超過2cm，構件平面出現的凸起不得超過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小于2.5mm.

3 液壓缸的檢修

液壓缸是液壓支架的主要支護部件，也是易損件，一旦發生串液，活柱桿彎曲，電鍍層脫落等失效現象，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，液壓缸支撐能力降低，出現這種現象大致有兩種原因：一是密封圈損壞，二是缸體內徑局部變大，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。漲缸情況多發生在帶有安全閥的承壓缸體底部200mm～400mm之間，發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的行程內，結構件活動無障礙，減少因結構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生在用卡塊對活塞進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。檢修液壓缸時發現溝槽輕微變形的，可以對溝槽進行修復，變形嚴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。活塞桿斷裂也大都發生在安裝卡塊的溝槽處，因為這里是活塞桿的最薄弱處，長期使用會發生疲勞斷裂，如果加工中存在缺陷，也會發生脆性斷裂。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，都必須對該部位進行修正，以避免出現使用中彈性擋圈脫出，壓蓋隨之脫出，擋導向套的卡塊從槽中出來，導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，應對所有的密封件都要更換，經過嚴格檢查、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，輕微損傷的螺紋應采用可靠的工藝修復，恢復原尺寸。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，操縱力不應有很大的差異，操縱力適當，不能有澀滯、別卡和摩擦、串漏聲。

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

［2］劉捷.煤礦機械設備的失效及維修[J].煤,1999(6).