液压支架的维修与保养探析

2020-08-21郝仙宇

机械管理开发 2020年8期

郝仙宇

（大同煤矿集团忻州窑矿机电科，山西大同 037021）

1 液压支架的组成及主要故障类型

1.1 液压支架的组成

在井下使用液压支架是用来支护顶板，避免顶板掉落造成机器损坏与人员安全事故。液压支架系统安全稳定的程度与煤矿原煤的产量直接相关。例如忻州窑矿的液压支架ZY3200-13/32型，此液支架包括顶梁、前梁、掩护梁与底座，液压顶包括立柱、回转顶、侧推顶、移溜顶等部分。液压支架系统依据功能分类可分为动力元件、辅助元件、控制元件、执行元件与液压油五个部分。控制部件包括阀组、连接管路等。

1.2 液压支架的主要故障类型

1.2.1 结构件故障

液压支架结构是支架支撑的关键，其负担了较强的煤层压力。煤层、矸石等外力会令支架与接触面发生变形，造成接触层受损，焊缝无效，甚至会影响采煤的正常工作。顶梁与掩护梁铰板连接两个盖板，底座过桥等地方的焊缝开裂，底座、顶柱穿底等都是在支架时有可能会发生的状况，这些问题与工程情况有关。底座磨损、推移杆磨损等都是不规范的操作行为导致的[1]。

1.2.2 液压元件故障

液压元件在使用时是动作的行动者，工作中的损坏是由于内或外部分原因。内部的原因为无效密封、缸体涨缸等。外部原因为员工在使用时出现活塞杆变形、未合理保护的镀层磕伤、乳化液浓度低出现锈蚀损伤。

1.2.3 阀类零件故障

阀类元件是液压系统的控制方。部件受损会影响千斤顶的正常工作，其故障包括密封受损、阀芯堵塞与弹簧无效等。较为严重的故障是反冲洗影响阀类与管路系统。

1.2.4 连接件损坏

连接件受损包括侧护板销轴、铰接销轴推移杆销轴、连接头销轴的断裂。

2 液压支架的维修与保养措施

2.1 维修与保养制度的完善

从当前液压支架维修和保养工作来看，通过对液压支架的维修与保养流程和制度进行完善对于提升维修和保养效果非常有利[2]。根据当前液压支架使用情况来看，其主要修理流程如图1所示。

图1 液压支架修理流程图

同时，结合当前单体液压支柱使用和维修的实际情况，在对单体液压支柱进行维修时，可根据图2所示的维修流程进行。

图2 单体液压支柱修理流程图

2.2 结构件工艺的优化

结构件工作时经常会发生凹凸、卷边、变形等问题。因此应降低结构件的强度，可使用Q345及其以上强度的钢板。顶板由于所受的压力、支持力不同，在凹凸大于20 mm时，应进行钢板补强来维修。在安装结构件的时候，应把间隙缩短一半，在关键处使用工艺斜铁来确保高紧密。在贴板不合适时，可增加塞焊孔，而长度与数量应依据实际需求进行选择。在施焊时根据材质与工程来使用焊接数据。一般选择多层多道，焊接材料使用和原材等强度的材料。针对Q550及其以上强度的材料选择的预热温度为200～250℃，终焊温度最小为80℃，后热温度为500℃。孔极差使用补焊后再加套的方法来维修；发生卷边、变形时进行加热修复，且确保成直线。因此结构件维修不可以把新支架作为要求，而是应该以合理使用为基础制定新标准。

2.3 液压元件的维修

液压元件维修时使用珩磨与更换损坏件的方法。如今立柱大缸由原来的27SiMn变为30CrMnsi，是因其具有强度高、韧性好、淬透性高等特点。缸体在制作时使用冷变形塑性与切削加工的方法，其加工的里孔外呈螺纹挤压形，提升了外层的抗腐蚀，且还可以延缓疲劳。因立柱乳化液浓度较低，滚压外部的硬化层螺纹在挤压后会发生条状锈蚀脱落的状况，所以，缸体维修应结合现实工作状况处理，普通锈蚀可以进行珩磨，倘若锈蚀发生坑形或胀缸的状况，可使用采里孔熔敷的方法[3]。

在维修过千斤顶后，缸体不可以发生弯曲或裂纹等状况，里孔的直线度不可以超过0.5‰，内孔的粗糙度不超过0.4μm。因为缸体内孔因为磨损径向增加，椭圆度与直线度必须小于原尺寸的2%。缸体外层无刺、凹坑，划伤深度应小于1 mm，磨损区域不得大于2 cm。缸体内外有缺陷时需要依据缺陷程度来选择不同的方法，可使用油石、抛光维修，如果不可以使用的可以珩磨：轴径划痕深度小于0.3 mm，长度小于50 mm，且圆周上划痕小于2条；轻微锈斑面积不超过25 mm2，且少于3处。

杆类维修杆类出现弯曲时，可根据变形程度来选择不同处理方法。直线度过大，则应报废。而直线度在规定区域内可以使用环焊补强后，再新加工使杆具有新的强度。镀铬外层在范围内可以使用油石修整，当达到允许发表面光洁度后，才可以使用，否则重新镀铬，尺寸应与原尺寸一致。镀层维修可进行激光熔敷、等离子喷涂电镀等。激光熔敷基体结合性较高、塑性强，但前期成本高。等离子喷涂的效率高、结合性弱、塑性差，但是质量不够好。电镀方法的结合力强、强度高且成本低。因此从经济角度出发，电镀最为合适，但从环保角度出发，激光熔覆是适宜的工艺。在维修时，应根据实际状况使用镀层维修方法。

2.4 阀类零件的替换

由于煤矿盐度高，粉尘较浓，处理锈蚀、堵塞是阀类维修的首要任务。维修阀零件第一是堵塞，从阀的解体状况出发来判断原因，再更换密封，不然将会出现漏液、窜液等状况。如果阀类压力大时，则应替换弹簧，阀体里孔未受损时，可以不替换阀体。

2.5 连接件的更换

支架顶梁、掩护梁、底座等铰接的销轴使用调质加中频淬火或其他工艺令其可以负担弯曲与剪切力，从而具备一定的力学作用，提升了支架工作的稳定性。推移杆、连接头销轴等零件在综合应力下受损的可能性更高，是检修时更换次数最多的销轴。因为受限于使用状况，推移、连接头使用的销轴不可以进行调质加中频淬火的方法，只能调质处理来增强销轴的韧性。连接受损后，一般的环焊等对销轴的影响上升，不能完全确保其基本性质，所以应尽量替换新件。旧销轴的使用确保最大尺寸小于设计尺寸的2%。在日常检修工作时，生产班如果发生立柱降低、阀片串液等故障都应及时汇报至检修班[4]。

3 日常维修工作的注意点

液压支架移架前是否处理好前移区域、清除杂物与顶梁上冒落的岩块；在进行移架操作时，是否保持支架中心距离与移架步距相等；移架区不能有人停留或穿行。移架工作完成后，不能出现随意升高、降低支架等情况；操作支架时应保证员工的人身安全，员工在使用时应站于相对安全处，避免被顶上掉落的矸石砸伤，出现安全事故。此外，还应当加强对人员的培训工作，更好提升人员操控液压支架的正确率，保证液压支架运行质量。