礦用液壓支架油缸結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造

武 波

（西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司西曲礦，山西 太原 030053）

1 改進(jìn)液壓支架油缸焊縫

缸底焊縫開裂是推移千斤頂過程中因長期應(yīng)用造成的一項(xiàng)重要損壞形式。這主要是因?yàn)橥埔魄Ы镯斣谶M(jìn)行安裝時(shí)，連接采取中間耳軸方式進(jìn)行，因此，缸底和缸體焊縫一方面需要承受液體產(chǎn)生的均勻軸向力，另一方面還需要承受軸向力，這種連接方式與氣態(tài)固定端在缸底的千斤頂相比，對于焊縫的要求更高。需要對缸底焊縫進(jìn)行改進(jìn)的原因如下：

1）在過去設(shè)計(jì)中，往往缸底厚度設(shè)計(jì)厚于缸筒臂，過去人們錯(cuò)誤地認(rèn)為這種設(shè)計(jì)安全性更高，但是，從實(shí)際應(yīng)用情況來看，在進(jìn)行焊接時(shí)由于臂厚差異較大，這會導(dǎo)致傳熱和散熱都不均勻，這將會使缸底和缸筒無法合理融合，從而形成較高應(yīng)力集中，在后期應(yīng)用時(shí)，將會發(fā)生掉底現(xiàn)象。

2）焊接作業(yè)時(shí)采用了V 形焊縫，V 形焊縫在進(jìn)行焊接時(shí)，由于底部狹小，無法使焊口底部金屬能夠?qū)崿F(xiàn)良好融合。對于推移千斤頂，建議將缸底焊縫轉(zhuǎn)變?yōu)閁 形坡口，減小缸底和缸筒焊接部位臂厚；同時(shí)，可以設(shè)計(jì)一個(gè)平緩過渡，通過這種改進(jìn)方式，能夠使缸底焊接部分厚度與缸筒厚度相接近，使焊縫能夠稍離開缸低底部較厚一段距離。在缸底焊接部分打上一個(gè)U 形坡口，從而在進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，要保證缸筒和缸底散熱和傳熱都能夠保持均勻，可以與焊縫金屬合理融入到一起，而且能夠大幅度減少橫截面突變量，減少應(yīng)力集中，提高焊縫整體質(zhì)量，使其能夠滿足應(yīng)用需求[1]。

2 改進(jìn)液壓支架油缸防塵壓蓋

針對具有三半環(huán)或四半環(huán)連接形式的不同型號千斤頂和立柱，為呈現(xiàn)出良好的應(yīng)用性能，其在應(yīng)用時(shí)抵抗側(cè)向力能力遠(yuǎn)大于螺紋式連接，而且遭受到破壞的比例也要遠(yuǎn)小于螺紋式連接液壓缸。但是，在對其進(jìn)行拆卸時(shí)，則遠(yuǎn)不如螺紋式。螺紋式在拆卸時(shí)，可以采取專用拆卸機(jī)完成相應(yīng)的拆卸作業(yè)，這種拆卸方式省時(shí)省力。半環(huán)式較為費(fèi)力，特別是在拆卸時(shí)，考慮到防塵壓蓋面和缸體配合間隙相對較小，其間隙范圍通常都在0.057～0.346 mm 之間，在對其應(yīng)用一段時(shí)間之后，將會導(dǎo)致壓蓋和缸體之間存在銹蝕和粉塵等各種不同類型雜質(zhì)，而且用于拆卸的螺紋孔通常不會發(fā)生銹蝕或損壞問題，即使螺完好，但由于缸體和壓蓋拆卸時(shí)要利用較大力，拆卸難度大，難以順利拆除。針對這一現(xiàn)象，要適當(dāng)擴(kuò)大壓蓋和缸體內(nèi)壁配合間隙，控制在0.3～0.5 mm 之間為最佳，采取這種設(shè)計(jì)方式，當(dāng)活塞桿（活柱）承受彎矩或側(cè)向力，防塵壓蓋和缸體間間隙，與導(dǎo)向套和外缸向配合間隙相比，前者更小，而彎矩或側(cè)向力則由導(dǎo)向套傳給外缸，不會施加在壓蓋上，再傳遞到外缸口薄弱位置[2]。

針對液壓缸的維修，半環(huán)式將防塵壓蓋拆卸之后，常規(guī)拆卸方法作業(yè)就是通過將螺栓焊在壓蓋上，再對螺栓施力，或者采用工裝將螺栓卡在活塞桿（活柱），對液壓力進(jìn)行應(yīng)用，將其帶出，完成上述作業(yè)后，將螺栓割掉，磨平壓蓋。從整體作業(yè)情況來看，這種拆卸方式應(yīng)用起來，不僅會浪費(fèi)大量人力，而且還會浪費(fèi)物力，同時(shí)，進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，容易導(dǎo)致活塞桿（活柱）、壓蓋、外缸體遭受破壞。

對于現(xiàn)有液壓缸，可以采取下列方式對缸體內(nèi)壁和活塞桿空間大的情況進(jìn)行改造，加大壓蓋內(nèi)的2 個(gè)螺紋孔，然后對其進(jìn)行加工，使其成為通孔，從而讓通孔能夠?qū)?zhǔn)導(dǎo)向套，平時(shí)利用呢絨將縫隙堵上，在進(jìn)行拆卸作業(yè)時(shí)，要將呢絨堵拆卸，然后將螺栓擰上，將螺栓頂在導(dǎo)向套上，然后通過交替方式，將2 個(gè)螺栓擰動，通過對螺栓螺紋力量進(jìn)行應(yīng)用，降低壓蓋帶出。針對液壓支架立柱，活柱和缸體內(nèi)壁間空間小，因此，無法布置較大螺紋，需要對其進(jìn)行整改，加長原壓蓋，縮短缸體半環(huán)槽導(dǎo)缸口距離，從而使壓蓋伸出缸口一段距離，對于壓蓋環(huán)型槽，要留出去彈簧卡空間，在缸口外部預(yù)留環(huán)形槽，將力施加在環(huán)形槽上，也可以設(shè)置一個(gè)簡單工裝卡，在活柱上對液壓力進(jìn)行應(yīng)用，將壓蓋帶出。需要注意的是，為了降低取彈簧卡難度，應(yīng)當(dāng)采用窄彈簧卡。針對半環(huán)處，為了實(shí)現(xiàn)防塵，可以在壓蓋和三半環(huán)間壓一個(gè)O 形圈，這種壓蓋加工與原結(jié)構(gòu)相比更加復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)伸出外缸約28 mm，整體外觀相對較差，進(jìn)行拆卸作業(yè)時(shí)，施力相對簡單、方便，并且不會導(dǎo)致其他零部件遭受破壞，可以使立柱拆卸工藝得到顯著提高，改善其整體性能。

針對千斤頂也可以采取類似方式完成相應(yīng)改造，進(jìn)行拆卸作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員通過尖錐等不同類型工具，在環(huán)形槽上施力，改造立柱和千斤頂，節(jié)約大量拆卸時(shí)間，降低物力和人力投入。

3 改進(jìn)半環(huán)和空心活柱

3.1 改進(jìn)半環(huán)

對于三半環(huán)活四半環(huán)液壓缸，在對其進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，由于導(dǎo)向套對半環(huán)壓得較緊，或者半環(huán)發(fā)生了變形問題，難以取出，一些千斤頂半環(huán)小，拆卸孔直徑通常都不會超過3.0 mm，采用挑針都難以取出，如果在進(jìn)行改造時(shí)，在半環(huán)頭部打造一個(gè)角度約為65°斜面，在進(jìn)行拆卸作業(yè)時(shí)，可以利用尖錐活遍鏟等工具，利用斜面提出半環(huán)，取出相對容易。如果經(jīng)過改造之后，安裝難度較大，不如采用挑針方便，進(jìn)行改造時(shí)，需要預(yù)留一個(gè)小孔。

3.2 改進(jìn)空心活塞桿（活柱）

部分活塞桿（活柱）在設(shè)計(jì)時(shí)為了減少材料應(yīng)用量，降低重量，經(jīng)常會設(shè)計(jì)成空心的，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是較為合理的。但是，相關(guān)工作人員在具體設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常會忽略一項(xiàng)內(nèi)容，就是將活塞桿（活柱）內(nèi)部制作成了一個(gè)密封空間，密閉空間內(nèi)會存在大量空氣，在焊接作業(yè)時(shí)，受熱和冷卻因素影響，內(nèi)外空氣流動容易導(dǎo)致焊縫形成不均勻或氣孔等各種缺陷，在具體應(yīng)用期間，可能會導(dǎo)致液體通過焊縫滲入。同時(shí)，溫度的變化會對內(nèi)部空氣壓力產(chǎn)生變化，這一變化會導(dǎo)致活塞桿（活柱）筒壁形成附加應(yīng)力，特別是在溫度變化較大環(huán)境中對其進(jìn)行應(yīng)用，影響較大，因此，需要相關(guān)工作人員提高對這一內(nèi)容的重視。

針對上述情況，在焊接作業(yè)前，應(yīng)當(dāng)在活塞桿（活柱）頭位置鉆一個(gè)小孔，實(shí)現(xiàn)與外界的連通，從而活塞桿（活柱）內(nèi)部和外部壓力始終都可以保持一致。同時(shí)，在焊接作業(yè)開展前，要對活塞桿（活柱）內(nèi)部進(jìn)行防銹處理。

4 改進(jìn)鎖緊螺母式連接的活塞桿

在維修液壓支架時(shí)，一些型號支架側(cè)護(hù)千斤頂、插板千斤頂活塞和活塞桿采取螺紋方式連接，通常情況下，利用2 個(gè)粗牙實(shí)現(xiàn)對釘螺母防松，防松效果相對較差。部分螺紋受液壓沖擊和變載荷影響，會發(fā)生防松失效，連接將會發(fā)生松動，從而造成螺紋破壞，部分螺紋損壞后，這部分活塞無法被拆下，主要原因就是活塞桿前端大，導(dǎo)向套在活塞桿無法拆掉，必須報(bào)廢處理。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，盡量將活塞設(shè)計(jì)成整體方式，活塞桿前尺寸大小需要控制在活塞桿以內(nèi)，從而方便從前端將導(dǎo)向套拆下。如果整體式不好設(shè)計(jì)，可以設(shè)計(jì)成細(xì)壓螺紋，這主要是因?yàn)榧?xì)壓螺紋連接強(qiáng)度高，其具有較強(qiáng)的耐沖擊能力，整體放松效果要好于粗牙螺紋，而且不會對母體造成嚴(yán)重削弱[3]。

5 結(jié)語

液壓支架由多項(xiàng)結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成，油缸是液壓支架的一項(xiàng)重要構(gòu)成部分，其性能會對整個(gè)液壓支架性能、應(yīng)用、維修造成直接影響。因此，相關(guān)工作人員在日常工作中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對液壓支架油缸的分析，對其進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，提高其合理性，確保其在應(yīng)用時(shí)的穩(wěn)定性和安全性。