油缸拆裝夾持復合裝置的設計應用

李 杰

（山東能源重型裝備制造集團有限責任公司，山東 泰安 271000）

1 設計背景

立柱、推移千斤頂等不同用途的油缸是完成液壓支架動作的重要部件，使用頻繁，也是液壓支架的批量件、易損件，需經常維修，維修前需要對油缸進行拆解至最小單元，維修完畢需重新進行裝配。由于油缸在井下使用時，受水質、煤塵、雜物等影響，油缸的導向套會與外缸體銹蝕于一體。拆解時需要使用油缸拆裝機，現有油缸拆裝機上配備的夾持裝置僅針對某一缸徑，造成了夾持裝置種類繁多，存放困難，當油缸缸徑不同時，需要反復更換夾持裝置，查找困難，工作效率低，使用不方便；同時，當前夾持裝置固定油缸時，無法保證油缸缸體和活塞桿自動對正，裝配時，由于兩者不同軸，極易損壞油缸的密封件，造成返工返修或存在漏液風險。

2 結構原理

針對當前夾持裝置存在的種種不足，設計了一種拆裝夾持復合裝置，有效地解決了以上所有負面問題。

如圖1 所示，復合夾持裝置分為裝置一、裝置二，兩種裝置結構類似，原理相同，區別在于裝置二允許油缸通過，裝置一抵住油缸缸底。

圖1 油缸夾緊示意圖

以裝置一為例，如圖2 所示，由架體、左壓塊、右壓塊、夾緊油缸、調高支撐裝置、導向螺栓等組成。架體中心位置設有用于安裝待拆裝油缸的容納腔，容納腔兩側相對稱的設有左壓塊和右壓塊，左壓塊與夾緊油缸連接，由夾緊油缸推動左壓塊沿著靠近容納腔的方向移動，以抵住待拆裝油缸并實現夾緊操作，夾緊油缸通過螺栓連接于架體上，由于夾緊油缸主要承受向左的反作用力，故將夾緊油缸的連接法蘭布置在架體內側，以減少連接螺栓受力；右壓塊與絲杠連接，絲杠末端安裝有手輪，方便轉動操作，通過轉動手輪帶動絲杠轉動，推動右壓塊沿著靠近容納腔的方向移動，以抵住待拆裝油缸并實現夾緊操作，絲杠與架體通過梯形螺紋連接。架體底部設有調高支撐裝置，通過調整支撐高度，適用于對不同缸徑的支撐，由于采用V 型結構設計，油缸放置在上面后靠自重具有自動對中、自動找正功能。左、右壓塊通過螺紋連接有導向螺栓，導向螺栓與架體導向孔配合間隙較小，起到導向滑動作用，防止壓塊由于自重出現下沉、偏斜現象。

圖2 裝置一

如圖3 所示，架體近似于箱型結構，以提高其強度、穩定性，由底板、側板、定位立板、支撐套、筋板等組成；定位立板上設有定位圓孔，圓孔加工有錐面，以抵住油缸缸底圓弧面，依靠錐面并配合調高支撐裝置能夠實現油缸自動對中。左右側板分別設有油缸連接孔、絲杠連接螺紋、導向螺栓導向孔，絲杠連接螺紋孔、導向孔外側增加貼板進行局部加厚，節省材料、提高此處強度；底板上設有支撐套，用于連接調高支撐裝置，支撐套與調高支撐裝置采用梯形螺紋連接。

圖3 架體

如圖4 所示，左、右壓塊采用V 型結構設計，以適用于不同缸徑，與待拆裝油缸相抵端面通過十字槽沉頭螺釘安裝有橡膠墊，保護待拆油缸缸體的同時增加了摩擦力，兩種壓塊均設有與導向螺栓連接孔。左壓塊與夾緊油缸通過銷軸連接，其連接部位設有與夾緊油缸配合的安裝孔；由于右壓塊與絲杠連接，通過絲杠旋轉帶動壓塊左右移動，故設有2 個推力球軸承，確保了絲杠無論左旋還是右旋都能將旋轉力傳遞到右壓塊上。

圖4 右壓塊

3 使用方法

由于液壓支架立柱、推移千斤頂等為批量件，為提高生產效率，避免反復調整調高支撐裝置，應對不同型號的油缸進行分類拆裝。

（1）根據不同油缸長短，先調整裝置一、裝置二相對距離固定于油缸拆裝機上。

（2）根據油缸缸徑，調整裝置一、裝置二調高支撐裝置的高度，以適應油缸缸徑。

（3）將待拆裝油缸安放于裝置一、裝置二的調高支撐裝置上，并使油缸缸底圓弧面抵住裝置一定位圓孔錐面，借助定位圓孔、調高支撐裝置的V 型面使待拆裝油缸自動對中。

（4）轉動右壓塊絲杠連接的手輪，使右壓塊向中心移動抵住待拆裝油缸缸體。

（5）啟動左壓塊連接的夾緊油缸，使其向中心移動夾緊待拆裝油缸缸體。

（6）啟動油缸拆裝機，對油缸進行拆解或裝配，完畢后松開左、右壓塊，進行下一循環。

4 應用實例

公司現有自制油缸拆裝機3 臺，山東能源新巨龍公司2301S 綜放工作面斜長280m，使用的ZF15000/23/43 型中間液壓支架為156 架、ZFG15000/23/43 型過渡液壓支架4 架，每架液壓支架含有立柱4 顆，側推千斤頂、前梁千斤頂、推移千斤頂、拉后溜千斤頂等其它用途油缸16 顆，每架液壓支架共計含有油缸20 顆，油缸種類多、尺寸規格多。2301S 綜放工作面頂底板巖性為粉砂巖，硬度為f3，礦井水PH=8.5，硫酸根離子濃度為2772～3660mg/L，屬超強腐蝕性水質，環境溫度35℃，環境空氣濕度96%，工作面環境較差，且本套液壓支架設備已在井下使用2 年，設備整體狀態較差。根據礦方維修計劃安排，本套設備需要40天維修完成，且保證維修后的設備1.5 年不再升井維修。

液壓支架在井下使用的可靠性很大程度上取決于油缸的質量，油缸使用的可靠性很大程度上取決于裝配質量。礦方無疑是對公司提出了新的要求，即工期緊、任務重、質量高。由于本套設備狀態較差，油缸銹蝕嚴重，造成拆解困難，按照以往拆解方式，需對液壓支架解體后，測量每種油缸缸徑，針對不同缸徑制作相應夾持裝置，本套設備需制作十余種夾持裝置，制作完成約7 天，且種類多、存放困難，拆解時需頻繁查對、頻繁更換，工作效率低，3 臺拆裝機同時工作，拆解完本套設備約需要13 天，維修完本套設備后，這批夾持裝置難以全部用于今后油缸維修中，造成部分浪費。修復完畢后，使用以往的夾持裝置更是無法實現自動對中，裝配時活塞桿與缸體不同軸，造成密封件偏斜，密封效果差，打壓試驗合格率約80%～85%，造成返工返修，浪費時間，無法保證1.5 年不升井的要求。

應用本夾持復合裝置后，實現了對本套液壓支架20 種不同缸徑油缸的全覆蓋，節省了制作不同缸徑專用夾持裝置7 天時間，裝夾效率高，拆解完成全部油缸用時10 天，拆解工序較以往節省了3 天，共計節省10 天，為后續維修工序節省了大量時間；同時由于裝配同軸度精度大幅提高，確保了打壓試驗合格率達到100%，避免了返工返修，僅用時38 天圓滿完成了本次維修任務，大幅提高了產品質量，滿足了礦方的使用要求，得到了礦方的認可。

5 結語

本文詳細介紹了油缸拆裝夾持復合裝置的結構原理，給出了這一夾持裝置的使用方法，應用此種復合裝置，可解決當前夾持裝置種類多、使用不方便、對中性差等問題，其具有結構簡單、通用性強、操作方便等優點。為相關技術、研發人員提供了參考，具有一定的借鑒價值。