煤礦液壓支架缸體漏液原因分析及對策

（大同煤礦集團云崗礦 山西 037000）

作為現階段煤礦開采作業常用設備之一，液壓支架的應用可以進一步提升工作面穩定性與安全性。但是受到缸體材質、密封性等因素的影響，導致支架缸體漏液現象時常發生，不僅會對周邊環境造成污染，亦會影響到支架的支撐能力與效果，進而威脅到工作面的穩定性。所以，明確掌握缸體漏液的具體成因，采取科學措施來保障缸體密封效果已然成為煤礦企業重點關注問題。

1.支架缸體漏液成因分析

(1)缸體質量因素

圖1 溝槽改進

缸體質量因素是導致漏液現象產生的主要因素之一，針對缸體質量因素的分析，具體包括：①缸體材質因素。相關實踐研究表明，在條件等同的前提下，進口缸體的銹蝕程度遠遠小于國產缸體，研究缸體材質，發現進口缸體材質中銅、鎳、鉻元素的含量為國產缸體的10倍[1]。而上述元素成分的應用可顯著提升缸體的抗腐蝕性與耐受性。意味著液壓支架缸體為國產，會增大缸體發生銹蝕的幾率，并且隨著時間的延長，缸體密封性會顯著降低，進而引發漏液現象。②溝槽設計與加工。溝槽的設計與加工會直接影響到缸體的密封性，溝槽的公差配合、表面光潔度、擠出間隙范圍、裝配倒角等因素會影響到溝槽的設計結果，若溝槽設計不符合規定標準，意味著密封件會因為擠出間隙的過大而進入到間隙內，影響到缸體密封性，并且密封件會發生不同程度的損壞。另外，若表面粗糙程度不符合規定要求，那么在長時間使用后，其密封效果會隨著表面粗糙程度的降低而降低。鑒于此，可通過密封結構的優化設計，如圖1所示，以此提升密封效果，避免出現間隙不合理的情況。

(2)密封選型因素

密封選型因素包括：①通常情況下，需在活塞桿密封選型期間進行瞬時耐高壓性因素的考慮，若選擇不合理，極易導致缸體在承受沖擊或壓力時出現漏液現象。現階段常用密封選擇包括Y型與蕾型（如圖2），不同密封形式所產生密封效果不同。例如Y型，密封時壓力側與唇口靠近，此時在壓力作用下密封面會與唇口有效貼合，并且密封效果會隨著內壓力的增大而增大[2]。②活塞頭密封因素。針對活塞頭密封的應用，其作用體現為缸體內低壓與高壓的有效隔離，所以活塞頭密封效果會直接影響到液壓支架承載能力。而針對密封型的選擇，具體包括對密封性、耐受性以及抗沖擊性的考慮，若密封性無法達到標準要求，極易導致缸體內低壓側與高壓側出現竄液現象，使得支架的承載能力大幅度下降；若密封型耐受度降低，極易導致密封圈因乳化液的影響而出現老化與膨脹現象；抗沖擊性則是考慮到支架在運行期間，若礦井頂板結構發生變化，此時液壓支架可能會面臨巨大的沖擊，若抗沖擊性效果不佳，會增大缸體碎裂的幾率。常規的蕾型圈、O形圈無法滿足實際密封需求，建議結合具體情況選擇圖3所示的密封圈，保障其密封效果、抗沖擊性以及耐受性達到標準要求[3]。

圖2 活塞桿密封圈類型

圖3 活塞頭密封類型

(3)零件損耗因素

①當前支架缸體使用的密封圈，常用材質為耐油橡膠。雖然該材質在密封效果方面表現優異，但是在長時間使用的情境下，此材質會逐漸出現老化、破損的現象，導致缸體密封性逐漸降低。②支架在運行期間，受到表面拉傷、外部沖擊的影響，使得液壓支架缸體質量受損，進而出現漏液現象[4]。③支架長時間處于礦井下，因外部環境極為惡劣，部分分子會隨著時間的推移逐漸滲透到缸體內部。而支架在運行過程中，缸體會逐漸產生磨損，進而發生漏液現象。④通常情況下，會有大量氣體溶于乳化液中，而在支架具體運行期間，因液體壓力降低并且乳化液流速呈現為增大的趨勢，導致乳化液中的氣體離析出來并形成氣泡。而氣泡在進入到高壓腔體內，會在極短時間內形成真空現象，而此時周圍的液體會在短時間內將真空區域填補。若上述現象的發生位于缸體附近，那么缸體會在反應期間受到巨大的沖擊，進而增大缸體漏液的幾率[5]。

2.支架缸體漏液解決對策

(1)注重密封槽設計強化，合理選擇密封選型

要想進一步保障缸體的密封效果，一方面需要依據對支架壓力、密封圈位置、使用情況的具體分析，結合對礦井實際情況的掌握，選擇合適的密封選型，以期活塞頭與活塞桿的密封效果達到標準要求，并且在支架運行期間可以保持良好的密封性、穩定性、抗沖擊性等。另一方面，合理選擇密封圈材質，煤礦企業需加大對密封圈材質的研究力度，時刻關注現階段密封領域的最新動態及其最新成果，盡可能選擇具備高耐受性、抗撕裂性、抗扭曲性、抗老化性的材質，在保障密封效果的同時，延長密封圈的使用壽命[6]。此外，加大對密封件檢查力度，檢測期間保持支架處于運行狀態，接著將活塞利用換向閥延伸至最長的位置，此時將液壓油缸打開，檢查是否存在泄漏現象。若存在泄漏情況，需結合實際判斷泄漏問題是否因密封件問題產生。若發現活塞頭、活塞桿的密封存在問題，需要第一時間進行密封型的更換，結合以往密封效果分析來判斷是否需要更換其它類型密封配件，實現對缸體密封效果的提升。

(2)注重缸體制造質量管控

要想保障其缸體質量達到標準要求，需做到：①注重對焊接工藝的改進與強化，結合實際情況對缸體焊接過程進行強化管控，在保障焊接質量的基礎上，最大化減少缸體存在的焊接缺陷。②在缸體設計期間，必須做到嚴控缸體尺寸、粗糙度、形位公差等尺寸的精度與準確度，優化與改進缸體加工、裝配工藝，進而達到提升缸體加工精密性的目的。

此外，需保障缸體的修復質量，若在缸體修復期間仍利用機械加工、附加零件、焊接修理、電鍍修理等傳統方式，那么缸體存在的電擊傷、油缸拉傷、壓坑等問題修復效果無法達到標準要求，并增大缸體的維修成本。鑒于此，煤礦企業可以借助“真空熔覆”維修技術來修復缸體，在具體維修期間，將高耐磨、抗腐蝕性的粉末涂抹于缸體表面，然后借助真空熔覆爐進行加熱熔煉，使得缸體表面與粉末融合，然后借助打磨機還原缸體的標準尺寸。通過此方式的應用，可在降低修復成本的同時，提升缸體材質質量，降低缸體泄露現象的發生率，并起到延長支架使用壽命的目的[7]。

(3)注重乳化液清潔與井下降塵作業強化

為避免支架運行期間礦井下惡劣環境對缸體產生影響，煤礦企業應定期開展礦井降塵作業，避免分子物質對缸體材質以及密封圈材質損壞。與此同時，定期為礦井通風，以此提升礦井內部空氣質量。另外，強化乳化液清潔，對乳化液做到封閉控制，查明當前乳化液應用期間存在的漏洞和缺陷，結合對過濾裝置的合理增設來提升乳化液純度。

(4)注重支架維護檢修的強化開展

支架運行使用期間，通過對檢修維護作業的強化，可實現在日常維護期間發現缸體存在的安全隱患及其問題，例如活塞密封問題、密封圈問題、漏液問題等。維修人員需第一時間將問題上報，并及時制定科學方案進行故障問題的消除。針對缸體存在隱患的問題，維護人員可結合實際情況進行返修，在消除缸體密封問題的同時，最大化降低缸體漏液幾率。

3.結束語

綜上所述，支架油缸的密封性直接影響到支架承載能力的發揮，若支架油缸出現漏液，不僅影響到支架作用與性能的發揮，亦會影響到礦井工作面穩定性與安全性，甚至出現環境污染問題。對此，煤礦企業需深入分析缸體漏液原因，以此為依據制定并實施科學解決對策，在保障缸體密封效果的同時，提升支架的承載性能。