煤矿液压支架缸体漏液原因及预防的分析

2020-07-07张蔷

机械管理开发 2020年5期

张蔷

（同煤集团机电装备力泰有限责任公司，山西大同 037021）

1 当前煤矿液压支架缸体漏液的常见类型

1.1 外部泄露类型

外部泄露在煤矿液压支架缸体出现的情况较多，主要集中在缸体焊接缝、液压支架的接头、活塞杆等位置，出现外漏、外泄情况。在煤矿液压支架缸体出现了外部泄露后，支架整体的支撑力下降明显，支撑系统压力损失非常大。同时，由于乳化液的外漏，对整个支护环境带来明显的污染，特别是在非常有限的操作空间下，带来的污染问题突出。一旦煤矿液压支架缸体出现了外部泄露情况时，可进行日常的更换与修复。

1.2 内部泄露类型

内部泄露给煤矿液压支架缸体正常使用带来的影响也非常大，主要类型为活塞高压侧的液体进入到了低压侧，高压侧由于乳化液的减少，导致压力出现明显的下降，煤矿液压支架也不能提供出充足的恒定支撑力。如果出现了这种内部泄露严重的情况，液压支柱将不能精准动作，带来的顶板支护安全问题突出。同时，这种内部泄露在缸体的内部发生，特别是在出现了较少量的泄露情况时，这种类型的故障非常隐蔽，但是其带来的危害相对较大，通常情况下，需要对压力进行精准的检测，才能发现其中存在的问题[1-2]。

2 导致煤矿液压支架缸体漏液的主要原因

2.1 煤矿液压支架缸体密封圈设计选型不合理

一是活塞杆在选择密封时，选型不够合理。活塞杆是重要的液压支架配件，在具体选择时，需要对其是否能够承受瞬时的耐高压性能进行充分考虑，防止其在受到瞬间的冲击或者波动时，有喷出液体的情况出现。通常情况下，液压支架的活塞杆选择的是蕾型密封或者Y形密封，见图1。在选择使用Y形密封时，其唇口朝向的是有压力的方向，受到液体压力的作用，封面和唇口之间有着较好的密封性，同时，随着压力的不断增加，密封效果也在不断提升。此外，由于Y形密封中两个唇口之间的空隙非常大，所以，承受的压缩量也相对较大，能够适应较大范围的压力变化，对于提升活塞杆安全性较为明显。这里需要注意的是若出现了压力变大的情况，需要将挡板加入到其中，对于有效预防密封翻滚较为有效。但是对当前液压支架具体选择时，对于活塞杆密封的选择较为随意，并没有做到科学选择，没有达到密封效果。

二是活塞头密封选择不够科学。活塞头的作用主要是对液压缸体内外两侧的液体进行隔离，起密封效果直接影响到液压支架的具体承载效果。但是当前选择时，三个方面并没有做好。首先，在密封性选择时，密封效果较差，导致低压侧与高压侧出现了相互窜液的情况，直接影响到支架支撑能力，严重情况下，直接丧失了支撑能力。其次是耐受性，因为液压支架中多数情况下使用的是纯水或者乳化液，所以，这就要求密封圈对这两种工作介质有较好的耐受性，但是从具体使用情况来看，密封圈出现的老化、膨胀问题较为明显。第三是抗冲击性较差，随着开采活动的进行，顶板结构一直处于动态变化当中，在其结构出现较大变化时，对整个液压支架带来的瞬时冲击较大。

图1 液压支架活塞杆密封形式

2.2 零件的装配与制造存在问题

一是缸体焊接存在缺陷。从当前液压支架缸体使用情况来看，其中存在较多的焊接方式、焊条类型、焊接参数选择不合理的问题，导致液压支架中出现了夹渣、气孔、裂纹等问题，直接影响到液压支架的耐腐性、韧性及焊缝强度，特别是在井下较为恶劣的工作环境下，给液压支架带来的负面影响明显。

二是加工与装配不能达到实际使用要求。缸体的端盖之口与内孔的同轴度存在明显的超差问题，或者端盖的内部与外部圆的同轴度存在超差问题，造成活塞与活塞杆的相对缸体内孔出现了较大的偏移，活塞的密封圈在运行过程中，受到的挤压不够均匀，对于受到压力较小的松弛侧，出现窜液的概率较大，同时，由于另一侧受到的压力较大，则在较短的时间内会出现明显的磨损。

3 煤矿液压支架缸体漏液的预防

3.1 科学选择活塞头密封圈

选择出符合实际使用特点的活塞头密封圈，对于保证支架密封效果有利。具体选择使用时，蕾型圈、O形圈通常情况下不能满足实际使用要求，结合当前煤矿液压支架使用实际，应当考虑选择使用鼓型密封圈，如图2所示，该种密封圈的密封面积较大，结构稳定性也较好，在使用时不容易出现翻滚的情况，但是需要注意的是沟槽的选择应当为开放式沟槽。同时，在前高端液压支架上使用时，应当选择组合式活塞密封圈，如图3所示，该种密封圈主要包含有挡圈、弹性体、密封带等结构。

图2 鼓型密封圈

图3 组合式密封圈

3.2 科学设计密封槽与选择密封类型

科学选择密封槽与密封类型，对于保证液压支架钢体运行稳定性，降低其出现漏液概率非常关键。在具体实施时，应当根据密封圈安装的位置、使用工作情况、工作压力等方面，结合实践工作经验，对密封形式进行科学选择。同时，在密封圈材质选择时，应紧跟现阶段研发的最新动态，选择耐老化性较好、抗撕裂性较强、抗扭曲性较好的橡胶材质密封圈。

3.3 全面强化乳化系统的清洁工作

乳化系统清洁工作的有效强化对于降低液压支架出现漏液情况有着非常明显的作用。在具体实施时应当持续加大工作面降尘力度与通风力度，同时，对于进入到乳化液通道的密封杂质，进行深入排查，将过滤装置增设到其中，保证乳化液与使用的清洁性[3-4]。

3.4 加强液压支架的日常维修

根据当前液压支架出现的缸体漏液情况，全面加强液压支架的日常维护与修理工作对于降低事故发生概率、减少事故出现后灾害的影响面有着非常重要的作用。在具体实施时，应当结合液压支架的使用情况，对液压支架日常检查制度进行完善，确保各项制度能够满足实际工作需求。同时，明确具体的维护与检查人员，将责任落实到个人，形成奖优罚劣的浓厚氛围，持续提升液压支架维护和维修人员工作的责任感与使命感。此外，强化对液压支架装配环节的把控，确保装配的液压支架符合实际需要。