液壓支架立柱、千斤頂漏液原因分析及改進(jìn)

荊浩

(鄂爾多斯市神通煤炭有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

液壓支架立柱、千斤頂漏液原因分析及改進(jìn)

荊浩

(鄂爾多斯市神通煤炭有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

立柱、千斤頂漏液是影響液壓支架正常使用的主要原因，給煤礦開采工作帶來了很多麻煩。針對液壓支架在礦下使用的情況，從設(shè)計(jì)、加工、裝配和使用等方面分析了液壓支架立柱、千斤頂漏液的原因，并提出了改進(jìn)方法。

液壓支架；立柱；千斤頂；漏液；密封

0 引言

液壓支架是綜采工作面的支護(hù)設(shè)備，其主要作用是支護(hù)采場頂板，維護(hù)安全作業(yè)空間，推移工作面采運(yùn)設(shè)備[1]。立柱、千斤頂是液壓支架的重要部件，漏液是液壓支架失效的主要原因。由于礦下的特殊條件限制，液壓支架一旦出現(xiàn)漏液，會給維修工作帶來很大的麻煩，也會給生產(chǎn)帶來很大的損失。作者根據(jù)以往的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及維修經(jīng)驗(yàn)，對液壓支架立柱、千斤頂漏液原因進(jìn)行分析。

1 立柱、千斤頂漏液現(xiàn)象

立柱、千斤頂?shù)穆┮喊▋?nèi)漏液和外漏液兩種。內(nèi)漏液是液壓缸高壓腔乳化液向低壓腔泄漏，使高壓腔無法保壓，立柱、千斤頂動作不靈活，起不到支護(hù)的作用[2]。外漏液是液壓缸中的乳化液向外部泄漏，通常從外部直接可以觀察到。

2 液壓密封原理

液壓支架上立柱、千斤頂被密封在密封溝槽內(nèi)，通常有一定的徑向壓縮變形，并對密封接觸面產(chǎn)生大的初始接觸力，從而阻止無壓力液體的泄漏。液壓缸工作時(shí)，高壓液體擠壓密封件，使之進(jìn)一步變形，并對密封表面產(chǎn)生較大的壓力，阻止液體泄漏。

3 立柱、千斤頂漏液原因

(1)立柱、千斤頂最常見的漏液是外漏液，外漏液處主要是導(dǎo)向套外圓的靜密封，此處的靜密封為O型圈+擋圈結(jié)構(gòu)，造成O型圈漏液的原因是O型圈的壓縮量偏低。例如：缸徑為200 mm的立柱、千斤頂使用220 mm×5.7 mm(外徑×線徑)的O型密封圈，該密封圈的斷面直徑為(5.60±0.14) mm，實(shí)際內(nèi)徑為(209.30+0.80) mm，按照溝槽尺寸及O型密封圈的公差計(jì)算，孔的最大值為220.115 mm，O型圈的最小外徑為219.620 mm，溝槽底的最小直徑為209.885 mm，O型圈的最大內(nèi)徑為210.100 mm。因此，在極限公差值的情況下，O型圈組裝后壓縮量偏低。

(2)立柱導(dǎo)向套內(nèi)圈活柱或活塞桿上有掛液現(xiàn)象，這是導(dǎo)向套上密封件與溝槽設(shè)計(jì)不合理造成的。

(3)壓力過高時(shí)，密封件由于硬度過小，被擠出金屬溝槽，密封失效。在使用溫度過高的情況下，密封件被軟化和溶解。

(4)密封件的質(zhì)量不好，保管期太長導(dǎo)致自然老化失效；變形或損壞；尺寸、公差不符合要求。

(5)由于密封件多采用閉式溝槽結(jié)構(gòu)，不合理的安裝方法可能會損壞密封件。

(6)在零件加工過程中，由于機(jī)床精度、零件裝夾定位、多工序加工等各種因素的影響，導(dǎo)向套、活塞上的密封溝槽、導(dǎo)向支承面、缸筒、活塞都存在同軸度誤差，從而使缸筒、活塞、活塞桿、導(dǎo)向套等相對運(yùn)動部件之間存在同心度累積誤差；累積誤差造成的偏心導(dǎo)致密封元件單邊磨損，密封件的密封效果急劇下降，密封失效，致使通過間隙的漏液量增大。

4 解決漏液的方法

(1)針對導(dǎo)向套處靜密封漏液情況，對靜密封的設(shè)計(jì)做了改進(jìn)，選用端蓋固定密封。導(dǎo)向套為螺紋結(jié)構(gòu)的情況下，需保證螺紋小徑大于靜密封的最大外徑，避免在裝配中刮傷密封件。根據(jù)壓力、溫度正確設(shè)計(jì)密封件的擠出間隙，既要保證乳化液不外漏，又要有少量的液體潤滑，使密封正常工作。

(2)密封件的硬度過高、過低都會影響密封效果,根據(jù)使用工況合理選用密封件的相關(guān)參數(shù)及材料。密封材料應(yīng)滿足密封功能的要求，由于被密封的介質(zhì)不同以及設(shè)備的工作條件不同，要求密封材料具有不同的適用性。對密封材料的要求：1)致密性好，不易泄漏介質(zhì)；2)有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度和硬度；3)壓縮性和回彈性好，永久性變形?。?)高溫下不軟化、不分解,低溫下不硬化、不脆裂；5)抗腐蝕性能好,在酸、堿、油等介質(zhì)中能長期工作，體積、硬度變化小且不會黏附在金屬表面上；6)摩擦因數(shù)小，耐磨性好；7)具有與密封面貼全的柔軟性；8)耐老化性好；9)加工制造方便，價(jià)格便宜，取材容易。顯然，任何一種材料要完全滿足上述要求是不可能的，但具有優(yōu)異密封性能的材料能夠滿足上述大部分要求。

(3)使用合格的密封件，按照要求存放密封件。密封件應(yīng)存放在陰涼、通風(fēng)、干燥的室內(nèi)。存放時(shí)間一般為12個月(材料為聚四氟乙烯的可延長至24個月)，存放超過12個月后不能使用，應(yīng)作報(bào)廢處理。管理員在發(fā)放密封件時(shí)應(yīng)遵循先進(jìn)先出的原則，使密封件存放時(shí)間達(dá)到最短，并應(yīng)使密封件表面清潔無灰塵。

(4)使用合理的安裝工具及合理的安裝方法，以免對密封件造成損傷。在立柱、千斤頂?shù)幕钊?、缸筒、活塞桿、導(dǎo)向套上過密封處設(shè)計(jì)合理的引導(dǎo)角及圓角，如圖1所示。

圖1 合理的引導(dǎo)角及圓角

(5)加工時(shí)應(yīng)盡可能采取合理的工藝方法來保證各個零件的同軸度。選用正規(guī)廠家生產(chǎn)的高精度機(jī)床及合理的夾具，每個單件盡量在一次裝夾中完成加工，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則保證裝配后的同軸度。

5 結(jié)束語

造成立柱、千斤頂泄漏的原因是多方面的，可以對設(shè)計(jì)、加工、裝配和使用的全過程進(jìn)行有效控制，采取合理的措施減少液壓系統(tǒng)的泄漏，從而保證液壓支架工作性能穩(wěn)定。

[1]王國法.液壓支架技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1999.

[2]師健，李金艷，崔玉艷.液壓支架用用立柱千斤頂?shù)男孤﹩栴}研究[J].煤炭科技，2004(3)：3-4.

(本文責(zé)編：劉芳)

荊浩(1985—)，男，河北元氏人，助理工程師，從事煤礦機(jī)電管理方面的工作(E-mail:buliangou@126.com)。

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