液壓支架的維修與保養(yǎng)探析

郝仙宇

（大同煤礦集團(tuán)忻州窯礦機(jī)電科， 山西 大同 037021）

1 液壓支架的組成及主要故障類型

1.1 液壓支架的組成

在井下使用液壓支架是用來(lái)支護(hù)頂板，避免頂板掉落造成機(jī)器損壞與人員安全事故。液壓支架系統(tǒng)安全穩(wěn)定的程度與煤礦原煤的產(chǎn)量直接相關(guān)。例如忻州窯礦的液壓支架ZY3200-13/32型，此液支架包括頂梁、前梁、掩護(hù)梁與底座，液壓頂包括立柱、回轉(zhuǎn)頂、側(cè)推頂、移溜頂?shù)炔糠?。液壓支架系統(tǒng)依據(jù)功能分類可分為動(dòng)力元件、輔助元件、控制元件、執(zhí)行元件與液壓油五個(gè)部分。控制部件包括閥組、連接管路等。

1.2 液壓支架的主要故障類型

1.2.1 結(jié)構(gòu)件故障

液壓支架結(jié)構(gòu)是支架支撐的關(guān)鍵，其負(fù)擔(dān)了較強(qiáng)的煤層壓力。煤層、矸石等外力會(huì)令支架與接觸面發(fā)生變形，造成接觸層受損，焊縫無(wú)效，甚至?xí)绊懖擅旱恼９ぷ?。頂梁與掩護(hù)梁鉸板連接兩個(gè)蓋板，底座過(guò)橋等地方的焊縫開(kāi)裂，底座、頂柱穿底等都是在支架時(shí)有可能會(huì)發(fā)生的狀況，這些問(wèn)題與工程情況有關(guān)。底座磨損、推移桿磨損等都是不規(guī)范的操作行為導(dǎo)致的[1]。

1.2.2 液壓元件故障

液壓元件在使用時(shí)是動(dòng)作的行動(dòng)者，工作中的損壞是由于內(nèi)或外部分原因。內(nèi)部的原因?yàn)闊o(wú)效密封、缸體漲缸等。外部原因?yàn)閱T工在使用時(shí)出現(xiàn)活塞桿變形、未合理保護(hù)的鍍層磕傷、乳化液濃度低出現(xiàn)銹蝕損傷。

1.2.3 閥類零件故障

閥類元件是液壓系統(tǒng)的控制方。部件受損會(huì)影響千斤頂?shù)恼９ぷ鳎涔收习芊馐軗p、閥芯堵塞與彈簧無(wú)效等。較為嚴(yán)重的故障是反沖洗影響閥類與管路系統(tǒng)。

1.2.4 連接件損壞

連接件受損包括側(cè)護(hù)板銷軸、鉸接銷軸推移桿銷軸、連接頭銷軸的斷裂。

2 液壓支架的維修與保養(yǎng)措施

2.1 維修與保養(yǎng)制度的完善

從當(dāng)前液壓支架維修和保養(yǎng)工作來(lái)看，通過(guò)對(duì)液壓支架的維修與保養(yǎng)流程和制度進(jìn)行完善對(duì)于提升維修和保養(yǎng)效果非常有利[2]。根據(jù)當(dāng)前液壓支架使用情況來(lái)看，其主要修理流程如圖1所示。

圖1 液壓支架修理流程圖

同時(shí)，結(jié)合當(dāng)前單體液壓支柱使用和維修的實(shí)際情況，在對(duì)單體液壓支柱進(jìn)行維修時(shí)，可根據(jù)圖2所示的維修流程進(jìn)行。

圖2 單體液壓支柱修理流程圖

2.2 結(jié)構(gòu)件工藝的優(yōu)化

結(jié)構(gòu)件工作時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生凹凸、卷邊、變形等問(wèn)題。因此應(yīng)降低結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度，可使用Q345及其以上強(qiáng)度的鋼板。頂板由于所受的壓力、支持力不同，在凹凸大于20 mm時(shí)，應(yīng)進(jìn)行鋼板補(bǔ)強(qiáng)來(lái)維修。在安裝結(jié)構(gòu)件的時(shí)候，應(yīng)把間隙縮短一半，在關(guān)鍵處使用工藝斜鐵來(lái)確保高緊密。在貼板不合適時(shí)，可增加塞焊孔，而長(zhǎng)度與數(shù)量應(yīng)依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。在施焊時(shí)根據(jù)材質(zhì)與工程來(lái)使用焊接數(shù)據(jù)。一般選擇多層多道，焊接材料使用和原材等強(qiáng)度的材料。針對(duì)Q550及其以上強(qiáng)度的材料選擇的預(yù)熱溫度為200～250℃，終焊溫度最小為80℃，后熱溫度為500℃?？讟O差使用補(bǔ)焊后再加套的方法來(lái)維修；發(fā)生卷邊、變形時(shí)進(jìn)行加熱修復(fù)，且確保成直線。因此結(jié)構(gòu)件維修不可以把新支架作為要求，而是應(yīng)該以合理使用為基礎(chǔ)制定新標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 液壓元件的維修

液壓元件維修時(shí)使用珩磨與更換損壞件的方法。如今立柱大缸由原來(lái)的27SiMn變?yōu)?0CrMnsi，是因其具有強(qiáng)度高、韌性好、淬透性高等特點(diǎn)。缸體在制作時(shí)使用冷變形塑性與切削加工的方法，其加工的里孔外呈螺紋擠壓形，提升了外層的抗腐蝕，且還可以延緩疲勞。因立柱乳化液濃度較低，滾壓外部的硬化層螺紋在擠壓后會(huì)發(fā)生條狀銹蝕脫落的狀況，所以，缸體維修應(yīng)結(jié)合現(xiàn)實(shí)工作狀況處理，普通銹蝕可以進(jìn)行珩磨，倘若銹蝕發(fā)生坑形或脹缸的狀況，可使用采里孔熔敷的方法[3]。

在維修過(guò)千斤頂后，缸體不可以發(fā)生彎曲或裂紋等狀況，里孔的直線度不可以超過(guò)0.5‰，內(nèi)孔的粗糙度不超過(guò)0.4μm。因?yàn)楦左w內(nèi)孔因?yàn)槟p徑向增加，橢圓度與直線度必須小于原尺寸的2%。缸體外層無(wú)刺、凹坑，劃傷深度應(yīng)小于1 mm，磨損區(qū)域不得大于2 cm。缸體內(nèi)外有缺陷時(shí)需要依據(jù)缺陷程度來(lái)選擇不同的方法，可使用油石、拋光維修，如果不可以使用的可以珩磨：軸徑劃痕深度小于0.3 mm，長(zhǎng)度小于50 mm，且圓周上劃痕小于2條；輕微銹斑面積不超過(guò)25 mm2，且少于3處。

桿類維修桿類出現(xiàn)彎曲時(shí)，可根據(jù)變形程度來(lái)選擇不同處理方法。直線度過(guò)大，則應(yīng)報(bào)廢。而直線度在規(guī)定區(qū)域內(nèi)可以使用環(huán)焊補(bǔ)強(qiáng)后，再新加工使桿具有新的強(qiáng)度。鍍鉻外層在范圍內(nèi)可以使用油石修整，當(dāng)達(dá)到允許發(fā)表面光潔度后，才可以使用，否則重新鍍鉻，尺寸應(yīng)與原尺寸一致。鍍層維修可進(jìn)行激光熔敷、等離子噴涂電鍍等。激光熔敷基體結(jié)合性較高、塑性強(qiáng)，但前期成本高。等離子噴涂的效率高、結(jié)合性弱、塑性差，但是質(zhì)量不夠好。電鍍方法的結(jié)合力強(qiáng)、強(qiáng)度高且成本低。因此從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，電鍍最為合適，但從環(huán)保角度出發(fā)，激光熔覆是適宜的工藝。在維修時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際狀況使用鍍層維修方法。

2.4 閥類零件的替換

由于煤礦鹽度高，粉塵較濃，處理銹蝕、堵塞是閥類維修的首要任務(wù)。維修閥零件第一是堵塞，從閥的解體狀況出發(fā)來(lái)判斷原因，再更換密封，不然將會(huì)出現(xiàn)漏液、竄液等狀況。如果閥類壓力大時(shí)，則應(yīng)替換彈簧，閥體里孔未受損時(shí)，可以不替換閥體。

2.5 連接件的更換

支架頂梁、掩護(hù)梁、底座等鉸接的銷軸使用調(diào)質(zhì)加中頻淬火或其他工藝令其可以負(fù)擔(dān)彎曲與剪切力，從而具備一定的力學(xué)作用，提升了支架工作的穩(wěn)定性。推移桿、連接頭銷軸等零件在綜合應(yīng)力下受損的可能性更高，是檢修時(shí)更換次數(shù)最多的銷軸。因?yàn)槭芟抻谑褂脿顩r，推移、連接頭使用的銷軸不可以進(jìn)行調(diào)質(zhì)加中頻淬火的方法，只能調(diào)質(zhì)處理來(lái)增強(qiáng)銷軸的韌性。連接受損后，一般的環(huán)焊等對(duì)銷軸的影響上升，不能完全確保其基本性質(zhì)，所以應(yīng)盡量替換新件。舊銷軸的使用確保最大尺寸小于設(shè)計(jì)尺寸的2%。在日常檢修工作時(shí)，生產(chǎn)班如果發(fā)生立柱降低、閥片串液等故障都應(yīng)及時(shí)匯報(bào)至檢修班[4]。

3 日常維修工作的注意點(diǎn)

液壓支架移架前是否處理好前移區(qū)域、清除雜物與頂梁上冒落的巖塊；在進(jìn)行移架操作時(shí)，是否保持支架中心距離與移架步距相等；移架區(qū)不能有人停留或穿行。移架工作完成后，不能出現(xiàn)隨意升高、降低支架等情況；操作支架時(shí)應(yīng)保證員工的人身安全，員工在使用時(shí)應(yīng)站于相對(duì)安全處，避免被頂上掉落的矸石砸傷，出現(xiàn)安全事故。此外，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)人員的培訓(xùn)工作，更好提升人員操控液壓支架的正確率，保證液壓支架運(yùn)行質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

在液壓支架的維修與保養(yǎng)中，使用新技術(shù)與新工藝的質(zhì)量對(duì)安全工作來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)新課題，其必須經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的分析與總結(jié)才能得到正確的保護(hù)措施與質(zhì)量監(jiān)控方法，從而提高液壓支架維修產(chǎn)品品質(zhì)，延長(zhǎng)液壓支架的使用壽命。針對(duì)液壓支架系統(tǒng)的復(fù)雜性，怎樣實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架故障與日常維修保養(yǎng)的定性、定量工作，是未來(lái)發(fā)展的主要需求。