煤礦井下液壓支架油缸泄漏故障及維修探析

張健

摘 要：在礦山機(jī)械中，煤礦井下液壓支架是其中的一個(gè)重要設(shè)備，并在煤礦開(kāi)采中發(fā)揮著重要的作用。液壓支架在使用過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，油缸泄漏就是經(jīng)常出現(xiàn)的故障之一，油缸泄漏，不僅會(huì)對(duì)礦井的正常生產(chǎn)帶來(lái)影響，同時(shí)還會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此，必須對(duì)煤礦井下液壓支架油缸泄漏故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并采取有效的措施進(jìn)行維修，文章對(duì)此進(jìn)行了深入細(xì)致的分析和探討。

關(guān)鍵詞：液壓缸；油缸泄漏；維修

1 液壓支架油缸泄漏的原因

在煤礦生產(chǎn)中，液壓支架獲得了廣泛的應(yīng)用，其作用就是實(shí)現(xiàn)液壓能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。液壓支架主要由缸筒、缸蓋、活塞、活塞桿以及排氣、密封、緩沖等裝置構(gòu)成。具體工作原理是液壓站的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵旋轉(zhuǎn)，此時(shí)的機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能，然后再將液壓站與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置連接在一起，就可以通過(guò)液壓油的壓力能使外接裝置實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定動(dòng)作。液壓站在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用，在煤礦提升過(guò)程中的作用尤為突出。這是因?yàn)橐簤赫揪邆浜芏鄡?yōu)勢(shì)，如操作簡(jiǎn)單、具有較大的功率質(zhì)量比，同時(shí)液壓站還能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)載保護(hù)以及無(wú)極調(diào)速，維修也十分方便。液壓缸一旦出現(xiàn)泄漏，必然會(huì)對(duì)礦井的生產(chǎn)帶來(lái)不利影響，同時(shí)泄漏的油液會(huì)造成環(huán)境的污染，不利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。因此非常有必要分析油缸泄漏故障的產(chǎn)生原因，進(jìn)而采取有針對(duì)性的措施。目前的研究表明，導(dǎo)致油缸泄漏的原因有很多，如密封裝置的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)方面的原因，導(dǎo)致液壓缸的密封效果較差。同時(shí)在液壓支架的使用過(guò)程中，密封裝置在不斷的摩擦作用下也會(huì)發(fā)生破損。另外焊接缺陷、活塞桿彎曲以及缸體表面拉傷等缺陷的存在，都會(huì)導(dǎo)致油缸發(fā)生泄漏故障。

1.1 液壓支架油缸密封裝置的材質(zhì)

液壓支架油缸密封裝置的材質(zhì)，是影響油缸密封性能的關(guān)鍵因素，材質(zhì)過(guò)硬或者過(guò)軟，都會(huì)導(dǎo)致油缸密封性能的降低，進(jìn)而發(fā)生泄漏。如果材質(zhì)過(guò)硬，在液壓支架的工作工程中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)良好的密封，導(dǎo)致泄漏故障。如果材質(zhì)過(guò)軟，在液壓支架的工作過(guò)程中，密封件將被擠入密封間隙。

1.2 液壓支架油缸密封裝置的安裝

對(duì)于液壓支架油缸的密封性能，有著嚴(yán)格的要求，因此在進(jìn)行安裝設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮尺寸精度以及表面粗糙度等問(wèn)題。尺寸精度不合格，將會(huì)導(dǎo)致安裝時(shí)出現(xiàn)縫隙，如果表面過(guò)于粗糙，則必然導(dǎo)致密封性能不佳，進(jìn)而引發(fā)支架油缸的泄漏。

1.3 液壓支架油缸密封裝置表面損傷

在煤礦井下作業(yè)中，作業(yè)環(huán)境較復(fù)雜，液壓支架油缸難免受到?jīng)_擊，在反復(fù)和較大的沖擊作用下，油缸密封裝置表面被拉傷，導(dǎo)致油缸泄漏。

1.4 液壓支架油缸密封裝置的工作環(huán)境

為了實(shí)現(xiàn)和保持良好的密封效果，對(duì)于工作環(huán)境的要求通常比較嚴(yán)格，而煤礦開(kāi)采的特殊性，決定了液壓支架油缸的工作環(huán)境較為惡劣，油缸內(nèi)很容易進(jìn)入粉塵等顆粒物，從而污染油缸，而這些顆粒物在液壓缸的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，將不斷地對(duì)缸筒內(nèi)和密封件的表面進(jìn)行研磨，破壞其表面光滑度，密封效果變差甚至消失，進(jìn)而導(dǎo)致油缸的泄漏。

1.5 液壓支架油缸的污染程度

由于長(zhǎng)時(shí)間的使用，液壓支架油缸的密封裝置很容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象，尤其是在工作環(huán)境較為惡劣的情況下，油缸受到污染的程度較重，更是加快了密封裝置的老化速度，密封效果逐漸變差，導(dǎo)致油缸泄漏故障的發(fā)生。

2 液壓支架油缸泄漏的故障維修

判斷液壓支架油缸是否發(fā)生故障，可以從兩個(gè)方面來(lái)排查，即判斷驅(qū)動(dòng)裝置或液壓缸的位移量。其位移量是有一定標(biāo)準(zhǔn)的，一旦超出標(biāo)準(zhǔn)值，就可以判斷為油缸發(fā)生泄漏。根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果，采取及時(shí)有效的措施，排除滲漏故障。

2.1 密封件的檢查與維修

在油缸的主要組成部件中，活塞是關(guān)鍵的元件，同時(shí)還具有防止液壓油內(nèi)泄的作用。在對(duì)液壓支架油缸進(jìn)行檢查時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)操作規(guī)范使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，接下來(lái)對(duì)換向閥進(jìn)行操作，使活塞移動(dòng)到極限位置，在這種情況下，油缸呈提升狀態(tài)，然后將回油管路的油口拆開(kāi)，觀察是否有油液泄漏。如果發(fā)現(xiàn)泄漏，則需進(jìn)一步檢查，應(yīng)檢查活塞桿和活塞間的密封圈是否受到損傷，并仔細(xì)檢查密封件的磨損情況，根據(jù)磨損情況更換相應(yīng)的元件。在更換時(shí)，需要注意的是，應(yīng)根據(jù)原有密封件、導(dǎo)向支撐環(huán)的機(jī)構(gòu)和形式進(jìn)行選擇，材料的規(guī)格必須相同，選擇好材料后再進(jìn)行制作，最后根據(jù)安裝規(guī)范更換零件。其目的則是使密封面和密封面的油膜厚度降低，防止再次發(fā)生油缸泄漏故障。

2.2 缸筒的檢查與維修

液壓支架油缸的缸筒內(nèi)壁與活塞之間由于密封效果不理想，也會(huì)引起泄漏故障。在檢查過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)缸筒內(nèi)不存在拉傷，則可以說(shuō)明活塞與缸筒內(nèi)壁存在較為嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象，所以需要更換活塞。如果更換活塞后依然存在泄漏故障，則需要檢測(cè)缸筒的尺寸公差、形位公差是否存在縱向拉痕。若缸筒內(nèi)壁存在微小形變以及較淺的縱向拉痕，可以通過(guò)珩磨或者鍍層進(jìn)行修復(fù)；若缸筒內(nèi)壁磨損嚴(yán)重或者有較深的縱向拉痕，則需要按照實(shí)物進(jìn)行測(cè)繪，并送往制造廠商重新制作進(jìn)行更換。

2.3 活塞的檢查與維修

由于活塞所導(dǎo)致的泄漏故障在煤礦井下生產(chǎn)中也經(jīng)常發(fā)生，這種泄漏故障屬于外泄。在長(zhǎng)期的工作過(guò)程中，活塞桿在外力作用下，很容易發(fā)生變形和磨損，如果變形較為嚴(yán)重、磨損程度較大，就會(huì)導(dǎo)致油缸泄漏。在檢查這一類故障時(shí)，可以采用觀察活塞出油口和進(jìn)油口的泄漏量的方法來(lái)確定?；钊麠U的問(wèn)題有兩個(gè)方面，一是表面磨損，另一個(gè)則是活塞桿變形彎曲。對(duì)于磨損，需要采用鍍鉻工藝進(jìn)行處理，一般需要專業(yè)的廠商才可以進(jìn)行加工。而對(duì)于變形和彎曲，需要矯直，對(duì)于變形嚴(yán)重的活塞桿，則只能更換新的活塞桿。

2.4 緩沖閥的檢測(cè)與維修

緩沖閥故障也是導(dǎo)致液壓支架油缸發(fā)生泄漏的原因之一，在檢查和排除這一類故障時(shí)，首先應(yīng)對(duì)支座和緩沖閥的磨損情況進(jìn)行檢查。在液壓支架的工作過(guò)程中，緩沖閥起到減小壓力沖擊的作用，如果液壓油的沖擊壓力過(guò)大，緩沖閥將自行打開(kāi)。然而緩沖閥的作用和原理決定了緩沖閥在工作過(guò)程中，會(huì)承受較大的壓力和沖擊，導(dǎo)致其磨損量逐漸增大，使密封效果變差。這時(shí)可以采用磨料對(duì)支座和緩沖閥配磨來(lái)進(jìn)行維修，對(duì)于磨損嚴(yán)重的緩沖閥，應(yīng)更換新件。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，液壓支架油缸在煤礦生產(chǎn)尤其是在礦井提升過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，因此液壓支架油缸性能的好壞直接影響著礦井的安全運(yùn)轉(zhuǎn)以及正常生產(chǎn)。現(xiàn)階段，油缸泄漏是液壓支架最常見(jiàn)的故障，液壓支架油缸泄漏不僅會(huì)造成環(huán)境污染以及資源的浪費(fèi)，而且還會(huì)影響到礦井的正常生產(chǎn)，造成非常嚴(yán)重的損失。為了能夠有效地確保液壓支架油缸的正常使用，需要做好日常維護(hù)工作，尤其是油缸的泄漏故障，首先需要查明故障原因、出現(xiàn)的部位以及泄漏程度，然后采取針對(duì)性的維修措施進(jìn)行調(diào)整或者更換。

參考文獻(xiàn)

[1]韓偉.液壓支架控制系統(tǒng)大流量閥與移架速度定量化研究[D].煤炭科學(xué)研究總院，2006.

[2]劉俊峰.兩柱掩護(hù)式大采高強(qiáng)力液壓支架適應(yīng)性研究[D].煤炭科學(xué)研究總院，2006.

[3]王朝陽(yáng).薄煤層綜合機(jī)械化開(kāi)采及其液壓支架設(shè)計(jì)研究[D].鄭州大學(xué)，2006.

[4]曹必德.液壓支架的虛擬樣機(jī)模型研究與特性分析[D].鄭州大學(xué)，2006.

[5]張立新.綜采工作面支護(hù)系統(tǒng)可靠性理論研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2006.