綜放液壓支架立柱大修工藝優化研究

牛艷奇

(1.天地科技股份有限公司，北京100013;2.天地寧夏支護裝備有限公司，寧夏銀川750021)

液壓支架是綜采工作面三機配套主要支護設備，其功能是有效地支撐和控制工作面頂板，保證工人操作及機器運轉所必須的安全空間［1］。

受全球經濟衰退和國內產業結構調整的影響，國內大部分煤礦限產、停產，新液壓支架采購量急劇減少，為降低生產經營成本，多數煤礦加大了液壓支架的大修業務。而立柱是液壓支架實現支承和承載的主要部件，頂板作用在液壓支架的載荷主要由立柱承受并傳遞到底座上，且立柱還是液壓支架升降運動的執行元件，因此立柱質量的好壞直接影響著液壓支架的運行狀況和煤礦的安全生產［2］。本文以山西懷仁中能蘆子溝煤礦使用的ZF6000/18/31型放頂煤液壓支架立柱大修為例，介紹整個立柱大修的工藝流程及修理過程。

1 立柱的檢修工藝流程

針對蘆子溝煤礦ZF6000/18/31型放頂煤液壓支架單伸縮立柱的大修，制定檢修工藝流程如下:立柱外觀清洗—立柱拆解—部件清洗、分類、檢測、判定 (分可修復或不可修復)—可修復件的分類 (接頭彎頭損壞、導向套及缸體螺紋損壞、通液管漏液、密封面銹蝕、鍍鉻表面的缺陷等)—進行檢驗—修復—組裝試驗—噴漆—成品入庫。

2 立柱的拆解工裝及工藝流程優化

2.1 立柱的拆解工裝

立柱導向套組件主要分為卡環結構和螺紋結構，卡環結構由導向套、卡環、擋套和擋圈構成，螺紋結構的導向套是整體結構，通過螺紋與缸筒連接，這兩種立柱的拆解在工裝上有些區別。卡環結構按照結構形式依次從外向里拆解;螺紋結構需在拆缸機上進行 (圖1)，將立柱底部擋板工裝插入拆缸機的后部與其保持相對靜止，扳手與導向套配合使用，拆缸機的前部有旋轉機構，扳手兩端的手柄卡在旋轉機構上，從而帶動導向套旋轉，外缸保持固定，從而將導向套從外缸上拆解下來。

圖1 立柱拆解工裝示意

2.2 立柱拆解工藝流程優化

圖2 為單伸縮立柱示意圖［3］，具體拆解工藝流程如下:

圖2 單伸縮立柱示意

(1)沖洗 立柱外表面浮煤用高壓水進行清洗。在立柱拆解工作臺上，將沖洗好的立柱用電鉆將立柱外缸、導向套上的定位銷鉆出，并擺放整齊到指定位置［4］。

(2)拆前準備 對于螺紋結構導向套立柱，用2t吊帶吊立柱到立柱拆缸機中心架上，使立柱的外缸筒底部完全放入配套工裝內，移動中拖板至合適位置，安裝活柱導向套拆除專用工裝，旋轉拆缸機轉盤，使立柱導向套與拆導向套專用工裝可靠連接。

(3)拆導向套 啟動拆缸機，低速反向旋轉運行，使導向套螺紋從缸體筒中完全退出，停機。取出導向套并擺放整齊，將立柱外缸整齊地擺放在指定位置。

(4)拆活柱 將拆下導向套組件的立柱放入帶有斜面的工裝內，給立柱下腔供液，利用液壓力將活柱推出，停止供液，缸筒內的廢液通過工裝的斜面流入廢水池內;將外缸、活柱用吊帶吊出，分類擺放到指定地方存放，并用枕木或其他能防止相互磕碰的支撐物支撐活柱，擺放整齊。

(5)拆密封 拆取導向套和活柱密封，并放于指定位置，同時將導向套和活柱分類擺放到指定存放處。

(6)清洗和點檢 用煤油清洗導向套、活柱、外缸體等。對分類擺放整齊的立柱各部件清點數量并做好記錄，并將拆卸中出現的損壞件、缺失件及時記錄。

(7)注意事項 在活柱打壓取出的過程中，其前方禁止有行人通過，并設置警示標志。拆卸過程中應防止活柱鍍層磕傷、碰傷。

3 立柱的拆解部件檢測檢驗判定

3.1 判定依據

(1)檢修提供的相關圖紙技術要求。

(2)GB 25974.2－2010《煤礦用液壓支架》第2部分:立柱和千斤頂技術條件 (部分內容)進行相關試驗檢驗要求。

(3)礦方提供的相關檢驗要求。

3.2 檢驗標準 (以外缸筒為例)

(1)目測缸筒外觀不得有損壞，借助燈光檢查缸筒內表面有無銹蝕、拉傷等缺陷;螺紋是否損壞;缸筒內表面有輕微擦傷、銹斑等，不影響密封性能的前提下，可以用油石進行修整即可;有劃痕、凹坑損傷等，需用鍍鐵工藝修復。

(2)缸體不得有明顯變形、磕碰的凹凸點、可見裂紋及開焊現象。修復后密封配合面粗糙度、缸口尺寸應滿足要求。

(3)要求缸體外側的連接塊與閥板的配合表面無銹斑及毛刺、進液口無銹蝕，接口無焊接滲漏等缺陷;缸體上腔接頭座無變形，焊縫無滲漏等缺陷;缸體外側的進回液管無變形和滲漏、焊縫不得有滲漏等缺陷。

(4)中缸鍍鉻表面無起皮、起泡、脫落等缺陷。

(5)缸體螺紋損傷不得超過螺紋高度的一半，且損傷連續不得超過一周。

(6)各類型缸體不得出現影響使用的彎曲變形，要求缸體內孔的圓度、圓柱度和直線度不超過公稱尺寸的2‰和0.5‰。

采用同樣的標準對活柱、活塞和導向套進行檢測檢驗判定。

4 立柱的修復工藝

對檢驗檢測的問題進行分類，然后針對不同情況對各部件進行修復。

(1)用砂布輪 (鋼絲輪)、手提電鉆打磨干凈缸筒與導向套配合的內表面及螺紋表面銹斑。用扁鏟、手砂輪或專用工具對螺紋部位出現局部輕微損傷進行修整，修整后用導向套檢驗其裝配性。螺紋部位出現嚴重損傷，則采用機械加工方法進行修復。

(2)用油石輪或手砂輪、砂布打磨干凈缸筒外側與閥板配合連接塊的表面棱角、毛刺及銹斑。更換不能滿足密封要求的連接塊。保證新焊接的連接塊沒有滲漏等缺陷。

(3)缸筒上腔進液接頭座出現影響使用的變形時必須進行更換，要保證接頭焊縫質量。用手砂輪打磨缸筒外側的進液管漏液處氧化皮后，焊接修補;有嚴重碰傷、變形時，進行更換。修復工藝與連接塊焊接修復工藝相同，要保證焊縫質量不得有滲漏等缺陷。

(4)活柱鍍鉻表面出現銹斑、起泡、碰傷、拉傷等缺陷時，必須進行鍍鉻修復。鍍鉻面修復后應按相關質量標準進行檢驗。

(5)活柱進液口密封面出現輕微銹蝕缺陷時，用油石、砂布進行修整;出現銹坑時，采用機械加工的方法進行修復，修復后應滿足密封性能。

(6)如果檢測到活柱彎曲變形，可用壓力機進行校直處理。注意在校直過程中應防止壓斷、壓裂等現象發生，不可把校直件做報廢處理。

(7)對活塞、導向套等部件進行修復。

5 立柱的總裝工藝流程優化設計

(1)用煤油對活柱、活塞、外缸體、導向套再次進行清洗。

(2)在組裝工作臺上分別組裝導向套、活塞的密封。在工作臺上組裝活柱上的密封組件。

(3)用專用工具吊外缸體到立式裝缸機，將缸底完全放入立柱裝配坑內專用的工裝內，并裝夾固定好。設計立式裝缸機如圖3所示。

(4)用毛刷給活柱密封部位涂沫乳化油，用特制吊具將活柱吊放到缸體筒內，使其垂直落入缸體筒內，啟動裝缸機下壓裝置，將活柱徐徐壓入缸體內。給導向套涂抹乳化油，并在螺紋段涂抹油脂，然后將導向套放入外缸體內。

(5)裝導向套工裝使其與導向套吻合。啟動裝缸機，使其旋轉裝置與工裝完全配合，再啟動旋轉裝置。先逆時針旋轉1～2周，然后順時針旋轉安裝，直到擰緊為止。將裝缸機下壓裝置升至一定高度，將導向套工裝取下放到工裝架上，組裝完成。

圖3 立式裝缸機

6 立柱總裝驗收標準

立柱千斤頂的驗收按照 GB 25974.2－2010《煤礦用液壓支架》第2部分:立柱和千斤頂技術條件進行相關試驗檢驗，并參照下述規定。

6.1 靈活性試驗規定［5］

(1)分別測定伸、縮時，活塞腔與活塞桿腔的最低啟動壓力，要求立柱在空載工況下逐漸升壓，立柱活塞腔啟動壓力均不得超過3.5MPa，立柱活塞桿腔啟動壓力不得超過7.5MPa。

(2)空載行程試驗時，立柱在空載工況下，全行程往復動作3次，其速度不大于200mm/min。活塞桿伸縮長度符合設計要求，不允許有外滲漏、澀滯、爬行等現象。

(3)實驗時要求活塞桿無爬行、阻滯等現象，能夠自由平穩地伸縮，整個行程動作3次。

6.2 密封性能試驗規定

(1)分別向立柱的各供液口供2MPa壓力的乳化液，使活塞桿伸出全行程的1/3和2/3的情況下，停止供液后保壓 2min，壓降不得超過0.5MPa，且立柱不得有壓降、滲漏現象。

(2)立柱縮至最小高度，活塞桿腔分別用1MPa，1.1倍泵站額定工作壓力進行密封試驗，保壓5min，不得有壓降、滲漏現象。

7 結論

在大修ZF6000/18/31型放頂煤液壓支架立柱時，采用了上述介紹的工藝路線，盡可能地保證原來的配合尺寸及原有的強度和剛度，恢復使用性能。生產實踐證明，該工藝流程科學合理，易操作，提高了立柱維修的質量和效率。可參照此維修工藝檢修其他類型的雙伸縮立柱和千斤頂。

［1］紀多香.淺談綜采液壓支架大修工藝［J］.煤礦機電，2008(2):80－82.

［2］郝春玲.液壓支架立柱檢修工藝 ［J］.煤礦機械，2003，24(5):79－81.

［3］王國法.液壓支架技術 ［M］.北京:煤炭工業出版社，1999.

［4］張 輝.煤礦綜采液壓支架立柱檢修工藝 ［J］.科技向導，2011(18):192－193.

［5］雷天覺，等.液壓工程手冊 ［M］.北京:機械工業出版社，1994.

［6］黃 磊.液壓支架掩護梁可靠性工程方法研究 ［D］.太原:太原理工大學，2012.

［7］尚慧嶺，樊晉予，趙 恒，等.液壓支架立柱缸體不銹鋼鑲套修復［J］.煤礦機械，2010，31(11):183－185.

［8］宇汝文.液壓支架立柱加長段拆卸拉力機的研制 ［J］.煤礦機械，2005，26(8):87－88.

［9］劉文良，朱慶波，孫曉亮，等.一種推移千斤頂擋塊結構的研究設計 ［J］.價值工程，2011，30(20):24.

［10］孫曉亮，朱慶波，張少秋，等.淺談ZY6400/12/24型掩護式液壓支架研制［J］.機械工程與自動化，2010(6):170－171.

［11］薛鴻漸.綜采液壓支架立柱大修［J］.機械工程師，2005(7):151－152.

［12］張曉東.液壓支架的維修技術淺析 ［J］.科技創新與應用，2013(3):100.