论液压支架结构与检修方式

李家好

（1.安徽理工大学 机械工程学院，安徽 淮南232001；2.淮南经济技术开发区管理委员会，安徽 淮南232007）

1 液压支架的结构及损坏特点

如图1所示，液压支架主要由结构件和液压系统组成。结构件包括底座、顶梁、掩护梁、连杆和推移装置等；液压系统由立柱、各种阀件和管路构成。液压系统检修时需要重点注意的是液压缸类和阀件。支架结构件受力一般都比较复杂，容易产生应力集中。结构件的损坏形式主要是主筋板断裂、开焊以及面板变形等，从现场拆卸情况来看，阀件和管路损坏程度比较严重，考虑到使用时的安全性，通常情况下只有一半可以翻新再利用，并需要经过严格的检验。由于立柱造价高，所以维修过程中应尽量翻新再利用。

图1 典型的液压支架结构图

2 结构件的检修

支架的结构件中受力状况比较复杂，主要承受底板来压、支架自重、通过连杆和立柱传递的顶板来压。另外，还要承受拉架和移溜时互为支点的相互作用力以及底板支撑面不平所带来的附加作用力。复杂的受力情况致使支架容易出现断裂、变形和开焊，开焊的修复办法比较简单，可采用炭弧气刨清除原有焊缝，再补焊到规定高度。

断裂和变形经常发生在如图1所示各结构件的销轴孔、顶梁侧护板和挑梁等处。对于变形的结构件可采用火焰加热的办法整形；对于轻微断裂的结构件可采取对断裂处开坡口后单侧或双侧焊固，另外要注意在裂缝端头处钻孔(孔径为6-8mm)，以阻止裂纹发展；对于变形不太大的销轴孔的解决办法是扩镗销轴孔，然后配装与主筋板材质相同的衬套。

对于断裂、变形比较严重的结构件修复难度比较大。修复方案为在主筋板适当位置将破裂部位切割去掉，加工损坏主筋板的修补筋板，再与剩余的主筋焊接在一起。为了提高强度，主筋板单侧或双侧贴附板焊固。此种方案利用原有的弧板及盖板，在满足强度、刚度的基础上，对原有主筋基础上进行修复，不改变其原有框架，操作难度系数小，且材料成本也有所降低。

液压支架使用中容易出现问题的结构件有推移杆、护帮机构、侧护板。下面分别进行阐述。

2.1 推移杆

推移杆常见的故障有弯曲、开焊、耳孔变形、中间断裂等。支架检修时，要对推移杆认真检查，对弯曲不太严重，整形不会对整体强度产生破坏的，可以整形处理。对弯曲严重，压力整形有可能使推移杆焊缝开裂、钢材内部应力发生改变的必须报废更新。推移杆联结部件损坏需更换的，要保证更换部件的强度符合设计要求，不得随意用铸件替换锻件，用普通钢板代替高强度钢板，保证修复工艺，修复后整体强度不能低于设计标准，推移杆的不直度应小于5%。

2.2 侧护板

侧护板侧板与上板夹角大于90°，夹角变大时，上板与顶梁上面之间易塞进煤、矸石等，造成侧护板收回困难。出现这种情况，必须对侧护板整形，恢复原来的形状，侧护板侧板与上板的垂直度不得超过3%。侧护板弹簧套筒导向杆弯曲时，导向杆可以整形。弹簧套筒应及时更新，复位弹簧弹性变形不得大于5%。另外，出现以上情况时，往往顶梁上装配弹簧套筒和导向杆的筒子也会发生明显变化，且变形多发生在外侧管口处，维修时要注意，既要保证修复部位的强度，又不能破坏顶梁的强度。

2.3 护帮机构

护帮机构包括前梁、伸缩梁、护帮板，最容易出现的问题是部件受力变形，造成伸缩梁、护帮板伸出时支护效果差或收回时与顶梁靠不紧，影响采煤机通过。支架检修时对护帮机构及其关联的联结耳、销轴等出现变形的部位都要进行整形处理或更换，保证护帮机构动作灵活、准确、无障碍。

2.4 平面结构件

顶梁、掩护梁、尾梁、底座等具有较大平面的结构件，在任一尺寸上的变形不能超过10%，构件平面上出现的凹坑面积不得超过100cm2，深度不能超过2cm，构件平面出现的凸起不得超过100cm2，高度不得超过1cm，处理时不许减少材料厚度。平面上的凸凹点，每平方米面积内不得超过两处，连杆两端的销孔轴线不平行度小于0.2%，与销轴配合后最大间隙应小于2.5mm.

3 液压缸的检修

液压缸是液压支架的主要支护部件，也是易损件，一旦发生串液，活柱杆弯曲，电镀层脱落等失效现象，必须更换。

3.1 液压缸串液

液压缸常见的失效形式是串液，原因主要是密封圈损坏或性能降低，致使上下腔封闭不严，液压缸支撑能力降低，出现这种现象大致有两种原因：一是密封圈损坏，二是缸体内径局部变大，即平时所说的涨缸。活塞运动到这个部位时密封圈性能降低或失效。涨缸情况多发生在带有安全阀的承压缸体底部200mm～400mm之间，发生涨缸的原因主要是操作者错误操作，或者是岩层周期来压、采空区顶板垮塌等因素的影响，支架部分主要承载液压缸受力过大，此时安全阀打不开或安全阀卸液量太小，缸内压力在瞬间超过缸体的受力极限所致，缸体一旦涨缸，必须及时更换新缸。

3.2 液压缸活塞故障

各部液压缸出现活塞杆弯曲都是在向外伸出时受到较大径向力所致。在检修时要保证活塞往复的行程内，结构件活动无障碍，减少因结构件变形等原因造成的阻力，有助于减少使用过程中液压缸活塞杆的损坏。

活塞杆与活塞脱离主要发生在用卡块对活塞进行限位的这一类液压缸中，原因主要是液压缸加工制造时，活塞杆和卡块的材质或热处理有问题，长期使用使活塞杆上安装卡块的沟槽变宽，台阶变得圆滑，卡块也产生变形，承受冲击的能力减弱，在一定条件下，卡块从挡槽中脱离出来，活塞与活塞杆分离开了。检修液压缸时发现沟槽轻微变形的，可以对沟槽进行修复，变形严重的要把活塞杆报废换新杆，卡块变形的，也要及时报废更新。活塞杆断裂也大都发生在安装卡块的沟槽处，因为这里是活塞杆的最薄弱处，长期使用会发生疲劳断裂，如果加工中存在缺陷，也会发生脆性断裂。液压缸检修时一定要对缸口处的弹性挡圈槽进行检修，若挡圈槽磨损，变形明显，弹性挡圈安装不牢靠，使用中有可能脱出的，都必须对该部位进行修正，以避免出现使用中弹性挡圈脱出，压盖随之脱出，挡导向套的卡块从槽中出来，导向套移位或被从缸体中推出来，致使液压缸失效。

4 液压阀类的检修

检修液压阀时，应对所有的密封件都要更换，经过严格检查、实验后合格的密封件，可以有选择性的部分重新使用。阀的拆装及实验应使用专门的工具和仪器，不得生打硬敲。解体后的阀体及零件要彻底清洗，所有的孔道、退口槽、螺纹底部不能有积垢、铁屑等杂物，轻微损伤的螺纹应采用可靠的工艺修复，恢复原尺寸。阀上的所有各类弹簧，不能有锈斑和腐蚀点，对塑性变形大于5%的要及时更换。阀在装配时，在密封及配合表面上涂少许油脂，以防擦伤相应表面，并能保证运动的灵活性。组装后的阀在有压和无压时，操纵力不应有很大的差异，操纵力适当，不能有涩滞、别卡和摩擦、串漏声。

［1］胡敏，曹必德.ZY10800/28/63D型液压支架横向稳定性分析[J].煤矿机械，2008，29(8).

［2］刘捷.煤矿机械设备的失效及维修[J].煤,1999(6).