液壓支架零部件故障處理與檢修工藝

韋振龍

（晉城金晟機(jī)電有限責(zé)任公司， 山西 晉城 048000）

引言

液壓支架是煤礦井下綜采工作面安全生產(chǎn)的重要設(shè)備之一，通常與刮板機(jī)和采煤機(jī)配套運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)礦井的綜合機(jī)械化作業(yè)。由于液壓支架所處的環(huán)境非常惡劣，工作面的液壓支架數(shù)量較多，為延長(zhǎng)支架零部件的壽命，降低維修費(fèi)用，針對(duì)液壓支架典型故障進(jìn)行分析，并探討科學(xué)合理的維修工藝。

1 液壓支架工作原理

液壓支架包括頂梁、底座、立柱、推移裝置、千斤頂、液壓控制系統(tǒng)等。立柱對(duì)承載液壓缸、支架高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以立柱自身的抗彎抗壓性能必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。液壓支架在運(yùn)行中，由于油缸的伸縮級(jí)數(shù)不同，相應(yīng)的油缸立柱作用方式也不同，本文以雙伸縮立柱油缸為例作探討。

雙伸縮立柱在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)故障的概率比較高。當(dāng)立柱充液時(shí)，先通過(guò)手柄開(kāi)啟液壓閥，使其從外接口流進(jìn)外缸，使中缸伸出，當(dāng)導(dǎo)向套與繼續(xù)伸出的中缸接觸后，油液流入中缸，中缸的活塞柱伸出，實(shí)現(xiàn)立柱升高功能[1-2]。

2 液壓支架的故障和檢修

2.1 故障原因

液壓支架由液壓控制和結(jié)構(gòu)件兩大部分組成，立柱升降由乳化液的壓力來(lái)提供。液壓系統(tǒng)包括液壓閥組、立柱、管路等，結(jié)構(gòu)件包括挑梁、前梁、頂梁、底座、掩護(hù)梁及四連桿結(jié)構(gòu)等[1]。

立柱受力復(fù)雜多變，如果結(jié)構(gòu)件局部斷裂、立柱損傷或開(kāi)焊、應(yīng)力集中或偏載等均會(huì)導(dǎo)致立柱出現(xiàn)故障。此外，液壓系統(tǒng)存在油液污染、長(zhǎng)時(shí)間供壓等現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致液壓閥組失效、液體漏液等故障[3-4]。

2.2 檢修步驟

當(dāng)液壓支架出現(xiàn)故障后，應(yīng)按照正確的步驟降低立柱，撤離并升到井上維修。

1）清洗。由于煤礦井下作業(yè)環(huán)境非常差，立柱表面黏著濕煤灰、液壓油摻雜等，為了防止液壓系統(tǒng)在檢修時(shí)出現(xiàn)污染，必須全面清洗。

2）拆卸。拆卸前，必須按照正確的拆卸工藝，清理結(jié)構(gòu)件的氧化層，并記錄其損傷的類(lèi)型和程度。為了防止拆修再安裝后出現(xiàn)錯(cuò)誤，拆卸前需將密封件、小結(jié)構(gòu)件、連件、閥組等作編號(hào)處理，并將拆卸后原件保護(hù)好，防止雜物進(jìn)入。

3）檢修過(guò)程。主要對(duì)液壓控制系統(tǒng)、立柱和結(jié)構(gòu)件等進(jìn)行檢修。其中，檢修量較大的結(jié)構(gòu)件要探傷檢測(cè)，而液壓系統(tǒng)維修后必須做壓力檢測(cè)。

4）組裝。修理完的液壓支架必須按照正確工藝步驟進(jìn)行組裝[2]。

3 液壓支架主要零部件的檢修

3.1 維修方法

液壓支架中，由執(zhí)行件完成支護(hù)動(dòng)作，支架發(fā)生破壞主要是由頂?shù)装迕簩拥牟灰?guī)律壓力造成的。并且，在井下惡劣的工作場(chǎng)所，支架的結(jié)構(gòu)件非常容易造成斷裂、焊縫開(kāi)裂、變形等故障。

當(dāng)修復(fù)開(kāi)裂的結(jié)構(gòu)件時(shí)，利用炭弧氣刨清理掉原來(lái)的焊縫，并進(jìn)行補(bǔ)焊處理，由于使焊縫面積增大，某些局部地方需增強(qiáng)。支架的底座聯(lián)接銷(xiāo)軸孔、側(cè)護(hù)板、挑梁容易出現(xiàn)變形和斷裂等故障。

結(jié)構(gòu)件的變形故障通常采用火焰矯正的方法。針對(duì)變形不大的底座聯(lián)接銷(xiāo)軸孔，先將銷(xiāo)軸孔擴(kuò)大，再在孔內(nèi)鑲襯套；斷裂輕微時(shí)，需要在裂縫端頭處鉆Φ8 mm 的止裂孔，然后再在斷裂的地方加工坡口并焊接；對(duì)于比較嚴(yán)重的變形斷裂位置，必須將損壞部位去除，修復(fù)完成后再焊接到原位置[3]。

3.2 底座聯(lián)接銷(xiāo)軸孔的修理

1）去除損壞部位。確定去除位置，并將氣割位置找好，去除圓弧板與主筋板上或蓋板相交處40～80 mm 之外的部位，去除掉的弧板和蓋板的邊角料可回收利用。

2）主筋板修補(bǔ)件加工。主筋修補(bǔ)件的外形尺寸由切割的大小確定，下料利用氣割方法，選擇相應(yīng)的加工設(shè)備，并依據(jù)圖紙要求確定銷(xiāo)軸孔的加工精度和相對(duì)位置。

3）焊接復(fù)位。只有在鋼板相接處焊透才能保證焊縫的強(qiáng)度，并在主筋板與修補(bǔ)件相接處開(kāi)30°～45°的坡口。為了確保兩個(gè)銷(xiāo)孔的同軸度，焊接前必須用銷(xiāo)軸橫穿銷(xiāo)軸孔，校正后才能焊接。為了保證焊接質(zhì)量，要從低向高處交替焊接。對(duì)于筋板蓋板和弧板，在焊接前先鉚焊，利用相互交替焊接法，以保證焊件變形量變小[4]。

3.3 立柱的檢修

3.3.1 外缸、中缸、活塞柱損壞

外缸、中缸、活柱損壞的故障類(lèi)型包括活塞柱銹蝕、彎曲、鍍層損傷；缸口的同軸度出現(xiàn)偏差，缸體缸口和內(nèi)壁表面腐蝕等。

3.3.1.1 缸體內(nèi)表面

缸體內(nèi)表面的劃痕在0.25 mm 以下時(shí)，用珩磨內(nèi)孔工藝修復(fù)，該方法費(fèi)用低、精度高、效率高。目前，珩磨之后的缸體可運(yùn)用原型號(hào)密封件，密封件直徑公差為±0.6 mm，

3.3.1.2 非標(biāo)準(zhǔn)密封

若缸體內(nèi)表面腐蝕或輕微劃痕大于0.25 mm，超差在規(guī)定范圍內(nèi)，且均勻磨損，可使用缸體內(nèi)孔逐漸珩磨擴(kuò)孔工藝，使用非標(biāo)密封件實(shí)現(xiàn)。為保證密封件使用性能，要遵循“最大擠出間隙”的原則，使密封件與缸體內(nèi)壁間的間隙不大于“最大擠出間隙”。

3.3.1.3 缸體內(nèi)孔

若缸體沒(méi)有變形、裂紋，但孔內(nèi)腐蝕、磨損厲害，不適合珩磨工藝，可用再制造技術(shù)做修復(fù)。經(jīng)過(guò)再制造修復(fù)后的缸體，其防腐蝕性大大提高，也無(wú)需更改密封件的型號(hào)，節(jié)約了成本。

3.3.2 活塞柱和中缸故障

若中缸出現(xiàn)漲缸現(xiàn)象，廠家應(yīng)校核其設(shè)計(jì)強(qiáng)度，在滿(mǎn)足條件下，查找漲缸原因，并排除故障。對(duì)于存在變形縫的活塞柱，可用壓力機(jī)矯正變形，并在矯正時(shí)確認(rèn)好夾裝的部位，以防夾具損傷活塞柱表面。

3.3.3 焊接處故障

活塞柱和中缸兩種故障實(shí)際上為相同的類(lèi)型，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 活塞組件示意圖

活塞柱組件主要由柱頭、柱管和柱塞焊接構(gòu)成，其外表面層均設(shè)鍍層。柱管與柱塞的焊縫處或柱管與柱頭的焊縫處出現(xiàn)的漏液?jiǎn)栴}通常是由焊接工藝技術(shù)造成的。故障因素主要有焊絲、焊接電壓、氣體、焊接電流、焊接速度等。所以，在焊接前，需要根據(jù)焊絲材料和母材確定焊接使用的電流和電壓，當(dāng)采用“φ（Ar）=80%+φ（CO2）=20%”保護(hù)焊接時(shí)，對(duì)焊接過(guò)程中產(chǎn)生的氧化渣、飛濺物氣孔均能有效減少，保證焊縫的成型良好，最終提高焊接的質(zhì)量。

3.3.4 缸口和導(dǎo)向套故障

立柱的缸口主要有卡環(huán)和螺紋兩種結(jié)構(gòu)。其中，卡環(huán)結(jié)構(gòu)的可靠性不高，零部件多，拆卸簡(jiǎn)便，加工簡(jiǎn)單；螺紋結(jié)構(gòu)拆卸需專(zhuān)用工具，可靠性高，加工復(fù)雜。為了提高立柱運(yùn)行的穩(wěn)定性，防止導(dǎo)向套出現(xiàn)漏液故障，通常不使用卡環(huán)結(jié)構(gòu)而使用螺紋結(jié)構(gòu)，為立柱運(yùn)行提供穩(wěn)定保障。

4 結(jié)論

液壓支架的檢修具有針對(duì)性，必須按照合理的工藝進(jìn)行檢修，通過(guò)分析液壓支架底座、立柱等零部件故障，并研究其檢修工藝，為優(yōu)化液壓支架的故障處理提供依據(jù)。