煤礦液壓支架缸體漏液原因分析及對策研究

陳熙焱

（晉能控股裝備制造集團大同機電裝備有限公司中央機廠，山西 大同 037001）

引言

液壓支架主要用來控制采煤工作面礦山壓力，在煤礦井下作業(yè)時，對工作面頂板進行支撐，維持穩(wěn)定，把采空區(qū)域和工作區(qū)域有效分開，被廣泛應用于煤礦生產中，可以有效保障煤礦工作人員的安全，提高煤礦生產的安全性能。

在煤礦井下生產作業(yè)中，液壓支架出現(xiàn)缸體漏液的情況，嚴重損害機械設備的性能。影響液壓支架缸體漏液的情況是多樣的，井下作業(yè)環(huán)境復雜，以及液壓支架設備自身的問題等，都會影響液壓支架缸體漏液，給煤礦安全生產帶來嚴重影響。

1 液壓支架的結構及功能

根據(jù)圖1，前梁、頂梁、底座、立柱和千斤頂，這是液壓支架的重要組成部分，其中梁和底座是液壓支架承載結構的主體，立柱和千斤頂負責支撐。液壓支架在工作過程中支撐頂板，并且隨著回采工作面的推進向前移動，升、降、推、移是液壓支架的四個基本動作[1]。

圖1 液壓支架的結構

2 煤礦液壓支架缸體漏液的主要原因

2.1 煤礦液壓支架缸體密封設計選型不合理

液壓支架缸體活塞桿是液壓支架的重要組成部分，也是影響其缸體漏液的關鍵，如果選型設計不合理，在受到壓力和沖擊的時候容易出現(xiàn)液體外流等情況。根據(jù)下圖2 可以發(fā)現(xiàn)，液壓支架活塞桿選用Y型密封圈和蕾型密封圈，為了提高密封圈的密封效果，在使用過程中唇口要朝向壓力一側，使其接觸緊密；另外關于活塞頭的選用也非常關鍵，其密封效果影響液壓支架的承載力，如果活塞頭的密封效果不好，容易造成缸體兩側的液體流出，從而影響液壓支架的承載能力；此外活塞頭的選用要具有耐受性，在長期的使用中如果出現(xiàn)老化和損壞情況會影響其正常運作；其次，活塞頭的抗沖擊性也是很重要的[2]。

圖2 活塞桿密封形式

除卻活塞桿和活塞頭自身的密封設計問題之外，密封槽的的尺寸對密封效果也有一定的影響，密封槽的尺寸選用不合理，密封效果就不好，因此，在選用時要根據(jù)設計手冊選用尺寸，減少加工誤差，或者如圖3 所示，調整密封結構，優(yōu)化密封設計，減少密封故障。

圖3 O 形圈+擋圈密封結構

2.2 零件制造和裝備的問題

液壓支架缸體出現(xiàn)漏液，一部分是零件制造和裝備的問題。比如在各種操作壓力的影響下，缸體焊縫加大，出現(xiàn)漏液，因為缸體的組成部分比較復雜，有缸底、缸筒和接頭等各個部分，在焊接過程中容易出現(xiàn)焊接問題，焊接方式不恰當，焊接強度不適當，都會使液壓支架在復雜高壓的實際操作使用過程中出現(xiàn)焊縫變大、裂紋、漏液等各種問題[3]。

除此之外，液壓支架的各個零件及裝配的精度問題，也嚴重影響其安全使用。特別是其中的密封裝置，對材料裝配的精度要求非常高，尺寸過大過小或者精度不合格，密封效果就會不合格，出現(xiàn)泄露等狀況；其中缸體的內孔和端蓋口，如果裝配材料不合適，不相配套，就會發(fā)生內孔偏移，出現(xiàn)裝配磨損和漏液等情況。

3 防止煤礦液壓支架缸體漏液的對策

3.1 科學選擇活塞頭密封圈

活塞頭是液壓支架缸體的重要組成部分，特別是其活塞頭密封圈的選用，有利于保持液壓支架的密封性。在生產應用過程中，常見的有蕾型密封圈、O 型密封圈和鼓型密封圈，但是前兩種的使用效果不足，不能滿足生產的需要，因此經常采用鼓型密封圈，如圖4-1 是其結構圖，這種密封圈相對來說穩(wěn)定性好，開放式的溝槽容易發(fā)揮其使用優(yōu)勢，使用過程中不容易掉落。一些煤礦使用高端的液壓支架時，這種組合式的活塞密封圈使用更加契合，其結構如圖4-2 所示，主要有擋圈、密封帶和彈性體，這些部分的組合使用，能夠產生良好的密封效果。

圖4 活塞頭密封形式

3.2 嚴格提高生產質量

提高液壓支架缸體生產質量是避免其漏液的根本，如果液壓支架的缸體、油缸缸筒、油缸支架等各個組成部分質量不過關，在使用過程中就會出現(xiàn)問題，發(fā)生油缸泄露，最終導致無法生產。因此，在選用和使用液壓支架的過程中一定要注意生產質量，采用高質量的生產部件，提高焊接工藝，確保其設備的生產質量。

3.3 加強乳化清潔系統(tǒng)工作

保持乳化液的清潔尤為重要，液壓支架乳化清潔的使用，有利于減少金屬與金屬的磨損，延長液壓支架的使用壽命，達到良好的衛(wèi)生標準和日常維護，并且能夠減少工作面設備密封損壞、濾網(wǎng)堵塞等。在使用過程中及時降塵和通風，并且檢查乳化液通道的雜質是非常必要的，增加一些過濾設備，確保乳化系統(tǒng)的清潔工作。

3.4 做好日常維護檢修

在煤礦生產中液壓支架設備的維護和檢修非常重要，能夠減少事故的發(fā)生，并且隨著使用時間和次數(shù)的增加，液壓支架各個裝備和零件出現(xiàn)老化是必不可少的。井下環(huán)境十分惡劣，各方面環(huán)境要素都會影響液壓支架的使用，出現(xiàn)油缸氣密性的老化、泄露等情況，因此，要及時定期檢查，排查隱患，及時保養(yǎng)和維修，減少和避免液壓支架使用過程中漏液情況，以免造成一些安全事故發(fā)生。

4 結語

液壓支架的使用在煤礦安全生產中發(fā)揮著重要的作用，但是其由于缸體密封選擇和材料加工等問題會出現(xiàn)缸體漏液等情況，嚴重影響了其正常使用，基于此，科學選擇活塞頭密封圈，提供設備質量保證，做好乳化系統(tǒng)清潔工作，并且日常進行維護和檢修，這些措施都有利于液壓支架的安全使用，緩解缸體漏液狀況，確保安全生產。