綜放液壓支架立柱大修工藝優(yōu)化研究

牛艷奇

(1.天地科技股份有限公司，北京100013;2.天地寧夏支護(hù)裝備有限公司，寧夏銀川750021)

液壓支架是綜采工作面三機(jī)配套主要支護(hù)設(shè)備，其功能是有效地支撐和控制工作面頂板，保證工人操作及機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)所必須的安全空間［1］。

受全球經(jīng)濟(jì)衰退和國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響，國(guó)內(nèi)大部分煤礦限產(chǎn)、停產(chǎn)，新液壓支架采購(gòu)量急劇減少，為降低生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本，多數(shù)煤礦加大了液壓支架的大修業(yè)務(wù)。而立柱是液壓支架實(shí)現(xiàn)支承和承載的主要部件，頂板作用在液壓支架的載荷主要由立柱承受并傳遞到底座上，且立柱還是液壓支架升降運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，因此立柱質(zhì)量的好壞直接影響著液壓支架的運(yùn)行狀況和煤礦的安全生產(chǎn)［2］。本文以山西懷仁中能蘆子溝煤礦使用的ZF6000/18/31型放頂煤液壓支架立柱大修為例，介紹整個(gè)立柱大修的工藝流程及修理過(guò)程。

1 立柱的檢修工藝流程

針對(duì)蘆子溝煤礦ZF6000/18/31型放頂煤液壓支架單伸縮立柱的大修，制定檢修工藝流程如下:立柱外觀清洗—立柱拆解—部件清洗、分類、檢測(cè)、判定 (分可修復(fù)或不可修復(fù))—可修復(fù)件的分類 (接頭彎頭損壞、導(dǎo)向套及缸體螺紋損壞、通液管漏液、密封面銹蝕、鍍鉻表面的缺陷等)—進(jìn)行檢驗(yàn)—修復(fù)—組裝試驗(yàn)—噴漆—成品入庫(kù)。

2 立柱的拆解工裝及工藝流程優(yōu)化

2.1 立柱的拆解工裝

立柱導(dǎo)向套組件主要分為卡環(huán)結(jié)構(gòu)和螺紋結(jié)構(gòu)，卡環(huán)結(jié)構(gòu)由導(dǎo)向套、卡環(huán)、擋套和擋圈構(gòu)成，螺紋結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向套是整體結(jié)構(gòu)，通過(guò)螺紋與缸筒連接，這兩種立柱的拆解在工裝上有些區(qū)別。卡環(huán)結(jié)構(gòu)按照結(jié)構(gòu)形式依次從外向里拆解;螺紋結(jié)構(gòu)需在拆缸機(jī)上進(jìn)行 (圖1)，將立柱底部擋板工裝插入拆缸機(jī)的后部與其保持相對(duì)靜止，扳手與導(dǎo)向套配合使用，拆缸機(jī)的前部有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，扳手兩端的手柄卡在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，從而帶動(dòng)導(dǎo)向套旋轉(zhuǎn)，外缸保持固定，從而將導(dǎo)向套從外缸上拆解下來(lái)。

圖1 立柱拆解工裝示意

2.2 立柱拆解工藝流程優(yōu)化

圖2 為單伸縮立柱示意圖［3］，具體拆解工藝流程如下:

圖2 單伸縮立柱示意

(1)沖洗 立柱外表面浮煤用高壓水進(jìn)行清洗。在立柱拆解工作臺(tái)上，將沖洗好的立柱用電鉆將立柱外缸、導(dǎo)向套上的定位銷鉆出，并擺放整齊到指定位置［4］。

(2)拆前準(zhǔn)備 對(duì)于螺紋結(jié)構(gòu)導(dǎo)向套立柱，用2t吊帶吊立柱到立柱拆缸機(jī)中心架上，使立柱的外缸筒底部完全放入配套工裝內(nèi)，移動(dòng)中拖板至合適位置，安裝活柱導(dǎo)向套拆除專用工裝，旋轉(zhuǎn)拆缸機(jī)轉(zhuǎn)盤，使立柱導(dǎo)向套與拆導(dǎo)向套專用工裝可靠連接。

(3)拆導(dǎo)向套 啟動(dòng)拆缸機(jī)，低速反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，使導(dǎo)向套螺紋從缸體筒中完全退出，停機(jī)。取出導(dǎo)向套并擺放整齊，將立柱外缸整齊地?cái)[放在指定位置。

(4)拆活柱 將拆下導(dǎo)向套組件的立柱放入帶有斜面的工裝內(nèi)，給立柱下腔供液，利用液壓力將活柱推出，停止供液，缸筒內(nèi)的廢液通過(guò)工裝的斜面流入廢水池內(nèi);將外缸、活柱用吊帶吊出，分類擺放到指定地方存放，并用枕木或其他能防止相互磕碰的支撐物支撐活柱，擺放整齊。

(5)拆密封 拆取導(dǎo)向套和活柱密封，并放于指定位置，同時(shí)將導(dǎo)向套和活柱分類擺放到指定存放處。

(6)清洗和點(diǎn)檢 用煤油清洗導(dǎo)向套、活柱、外缸體等。對(duì)分類擺放整齊的立柱各部件清點(diǎn)數(shù)量并做好記錄，并將拆卸中出現(xiàn)的損壞件、缺失件及時(shí)記錄。

(7)注意事項(xiàng) 在活柱打壓取出的過(guò)程中，其前方禁止有行人通過(guò)，并設(shè)置警示標(biāo)志。拆卸過(guò)程中應(yīng)防止活柱鍍層磕傷、碰傷。

3 立柱的拆解部件檢測(cè)檢驗(yàn)判定

3.1 判定依據(jù)

(1)檢修提供的相關(guān)圖紙技術(shù)要求。

(2)GB 25974.2－2010《煤礦用液壓支架》第2部分:立柱和千斤頂技術(shù)條件 (部分內(nèi)容)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)檢驗(yàn)要求。

(3)礦方提供的相關(guān)檢驗(yàn)要求。

3.2 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) (以外缸筒為例)

(1)目測(cè)缸筒外觀不得有損壞，借助燈光檢查缸筒內(nèi)表面有無(wú)銹蝕、拉傷等缺陷;螺紋是否損壞;缸筒內(nèi)表面有輕微擦傷、銹斑等，不影響密封性能的前提下，可以用油石進(jìn)行修整即可;有劃痕、凹坑損傷等，需用鍍鐵工藝修復(fù)。

(2)缸體不得有明顯變形、磕碰的凹凸點(diǎn)、可見(jiàn)裂紋及開(kāi)焊現(xiàn)象。修復(fù)后密封配合面粗糙度、缸口尺寸應(yīng)滿足要求。

(3)要求缸體外側(cè)的連接塊與閥板的配合表面無(wú)銹斑及毛刺、進(jìn)液口無(wú)銹蝕，接口無(wú)焊接滲漏等缺陷;缸體上腔接頭座無(wú)變形，焊縫無(wú)滲漏等缺陷;缸體外側(cè)的進(jìn)回液管無(wú)變形和滲漏、焊縫不得有滲漏等缺陷。

(4)中缸鍍鉻表面無(wú)起皮、起泡、脫落等缺陷。

(5)缸體螺紋損傷不得超過(guò)螺紋高度的一半，且損傷連續(xù)不得超過(guò)一周。

(6)各類型缸體不得出現(xiàn)影響使用的彎曲變形，要求缸體內(nèi)孔的圓度、圓柱度和直線度不超過(guò)公稱尺寸的2‰和0.5‰。

采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)活柱、活塞和導(dǎo)向套進(jìn)行檢測(cè)檢驗(yàn)判定。

4 立柱的修復(fù)工藝

對(duì)檢驗(yàn)檢測(cè)的問(wèn)題進(jìn)行分類，然后針對(duì)不同情況對(duì)各部件進(jìn)行修復(fù)。

(1)用砂布輪 (鋼絲輪)、手提電鉆打磨干凈缸筒與導(dǎo)向套配合的內(nèi)表面及螺紋表面銹斑。用扁鏟、手砂輪或?qū)Ｓ霉ぞ邔?duì)螺紋部位出現(xiàn)局部輕微損傷進(jìn)行修整，修整后用導(dǎo)向套檢驗(yàn)其裝配性。螺紋部位出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷，則采用機(jī)械加工方法進(jìn)行修復(fù)。

(2)用油石輪或手砂輪、砂布打磨干凈缸筒外側(cè)與閥板配合連接塊的表面棱角、毛刺及銹斑。更換不能滿足密封要求的連接塊。保證新焊接的連接塊沒(méi)有滲漏等缺陷。

(3)缸筒上腔進(jìn)液接頭座出現(xiàn)影響使用的變形時(shí)必須進(jìn)行更換，要保證接頭焊縫質(zhì)量。用手砂輪打磨缸筒外側(cè)的進(jìn)液管漏液處氧化皮后，焊接修補(bǔ);有嚴(yán)重碰傷、變形時(shí)，進(jìn)行更換。修復(fù)工藝與連接塊焊接修復(fù)工藝相同，要保證焊縫質(zhì)量不得有滲漏等缺陷。

(4)活柱鍍鉻表面出現(xiàn)銹斑、起泡、碰傷、拉傷等缺陷時(shí)，必須進(jìn)行鍍鉻修復(fù)。鍍鉻面修復(fù)后應(yīng)按相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。

(5)活柱進(jìn)液口密封面出現(xiàn)輕微銹蝕缺陷時(shí)，用油石、砂布進(jìn)行修整;出現(xiàn)銹坑時(shí)，采用機(jī)械加工的方法進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后應(yīng)滿足密封性能。

(6)如果檢測(cè)到活柱彎曲變形，可用壓力機(jī)進(jìn)行校直處理。注意在校直過(guò)程中應(yīng)防止壓斷、壓裂等現(xiàn)象發(fā)生，不可把校直件做報(bào)廢處理。

(7)對(duì)活塞、導(dǎo)向套等部件進(jìn)行修復(fù)。

5 立柱的總裝工藝流程優(yōu)化設(shè)計(jì)

(1)用煤油對(duì)活柱、活塞、外缸體、導(dǎo)向套再次進(jìn)行清洗。

(2)在組裝工作臺(tái)上分別組裝導(dǎo)向套、活塞的密封。在工作臺(tái)上組裝活柱上的密封組件。

(3)用專用工具吊外缸體到立式裝缸機(jī)，將缸底完全放入立柱裝配坑內(nèi)專用的工裝內(nèi)，并裝夾固定好。設(shè)計(jì)立式裝缸機(jī)如圖3所示。

(4)用毛刷給活柱密封部位涂沫乳化油，用特制吊具將活柱吊放到缸體筒內(nèi)，使其垂直落入缸體筒內(nèi)，啟動(dòng)裝缸機(jī)下壓裝置，將活柱徐徐壓入缸體內(nèi)。給導(dǎo)向套涂抹乳化油，并在螺紋段涂抹油脂，然后將導(dǎo)向套放入外缸體內(nèi)。

(5)裝導(dǎo)向套工裝使其與導(dǎo)向套吻合。啟動(dòng)裝缸機(jī)，使其旋轉(zhuǎn)裝置與工裝完全配合，再啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置。先逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)1～2周，然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)安裝，直到擰緊為止。將裝缸機(jī)下壓裝置升至一定高度，將導(dǎo)向套工裝取下放到工裝架上，組裝完成。

圖3 立式裝缸機(jī)

6 立柱總裝驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

立柱千斤頂?shù)尿?yàn)收按照 GB 25974.2－2010《煤礦用液壓支架》第2部分:立柱和千斤頂技術(shù)條件進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)檢驗(yàn)，并參照下述規(guī)定。

6.1 靈活性試驗(yàn)規(guī)定［5］

(1)分別測(cè)定伸、縮時(shí)，活塞腔與活塞桿腔的最低啟動(dòng)壓力，要求立柱在空載工況下逐漸升壓，立柱活塞腔啟動(dòng)壓力均不得超過(guò)3.5MPa，立柱活塞桿腔啟動(dòng)壓力不得超過(guò)7.5MPa。

(2)空載行程試驗(yàn)時(shí)，立柱在空載工況下，全行程往復(fù)動(dòng)作3次，其速度不大于200mm/min?；钊麠U伸縮長(zhǎng)度符合設(shè)計(jì)要求，不允許有外滲漏、澀滯、爬行等現(xiàn)象。

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)要求活塞桿無(wú)爬行、阻滯等現(xiàn)象，能夠自由平穩(wěn)地伸縮，整個(gè)行程動(dòng)作3次。

6.2 密封性能試驗(yàn)規(guī)定

(1)分別向立柱的各供液口供2MPa壓力的乳化液，使活塞桿伸出全行程的1/3和2/3的情況下，停止供液后保壓 2min，壓降不得超過(guò)0.5MPa，且立柱不得有壓降、滲漏現(xiàn)象。

(2)立柱縮至最小高度，活塞桿腔分別用1MPa，1.1倍泵站額定工作壓力進(jìn)行密封試驗(yàn)，保壓5min，不得有壓降、滲漏現(xiàn)象。

7 結(jié)論

在大修ZF6000/18/31型放頂煤液壓支架立柱時(shí)，采用了上述介紹的工藝路線，盡可能地保證原來(lái)的配合尺寸及原有的強(qiáng)度和剛度，恢復(fù)使用性能。生產(chǎn)實(shí)踐證明，該工藝流程科學(xué)合理，易操作，提高了立柱維修的質(zhì)量和效率。可參照此維修工藝檢修其他類型的雙伸縮立柱和千斤頂。

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