煤礦液壓支架缸體漏液原因分析及對策研究

陳熙焱

（晉能控股裝備制造集團(tuán)大同機(jī)電裝備有限公司中央機(jī)廠，山西 大同 037001）

引言

液壓支架主要用來控制采煤工作面礦山壓力，在煤礦井下作業(yè)時(shí)，對工作面頂板進(jìn)行支撐，維持穩(wěn)定，把采空區(qū)域和工作區(qū)域有效分開，被廣泛應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，可以有效保障煤礦工作人員的安全，提高煤礦生產(chǎn)的安全性能。

在煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)中，液壓支架出現(xiàn)缸體漏液的情況，嚴(yán)重?fù)p害機(jī)械設(shè)備的性能。影響液壓支架缸體漏液的情況是多樣的，井下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，以及液壓支架設(shè)備自身的問題等，都會(huì)影響液壓支架缸體漏液，給煤礦安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。

1 液壓支架的結(jié)構(gòu)及功能

根據(jù)圖1，前梁、頂梁、底座、立柱和千斤頂，這是液壓支架的重要組成部分，其中梁和底座是液壓支架承載結(jié)構(gòu)的主體，立柱和千斤頂負(fù)責(zé)支撐。液壓支架在工作過程中支撐頂板，并且隨著回采工作面的推進(jìn)向前移動(dòng)，升、降、推、移是液壓支架的四個(gè)基本動(dòng)作[1]。

圖1 液壓支架的結(jié)構(gòu)

2 煤礦液壓支架缸體漏液的主要原因

2.1 煤礦液壓支架缸體密封設(shè)計(jì)選型不合理

液壓支架缸體活塞桿是液壓支架的重要組成部分，也是影響其缸體漏液的關(guān)鍵，如果選型設(shè)計(jì)不合理，在受到壓力和沖擊的時(shí)候容易出現(xiàn)液體外流等情況。根據(jù)下圖2 可以發(fā)現(xiàn)，液壓支架活塞桿選用Y型密封圈和蕾型密封圈，為了提高密封圈的密封效果，在使用過程中唇口要朝向壓力一側(cè)，使其接觸緊密；另外關(guān)于活塞頭的選用也非常關(guān)鍵，其密封效果影響液壓支架的承載力，如果活塞頭的密封效果不好，容易造成缸體兩側(cè)的液體流出，從而影響液壓支架的承載能力；此外活塞頭的選用要具有耐受性，在長期的使用中如果出現(xiàn)老化和損壞情況會(huì)影響其正常運(yùn)作；其次，活塞頭的抗沖擊性也是很重要的[2]。

圖2 活塞桿密封形式

除卻活塞桿和活塞頭自身的密封設(shè)計(jì)問題之外，密封槽的的尺寸對密封效果也有一定的影響，密封槽的尺寸選用不合理，密封效果就不好，因此，在選用時(shí)要根據(jù)設(shè)計(jì)手冊選用尺寸，減少加工誤差，或者如圖3 所示，調(diào)整密封結(jié)構(gòu)，優(yōu)化密封設(shè)計(jì)，減少密封故障。

圖3 O 形圈+擋圈密封結(jié)構(gòu)

2.2 零件制造和裝備的問題

液壓支架缸體出現(xiàn)漏液，一部分是零件制造和裝備的問題。比如在各種操作壓力的影響下，缸體焊縫加大，出現(xiàn)漏液，因?yàn)楦左w的組成部分比較復(fù)雜，有缸底、缸筒和接頭等各個(gè)部分，在焊接過程中容易出現(xiàn)焊接問題，焊接方式不恰當(dāng)，焊接強(qiáng)度不適當(dāng)，都會(huì)使液壓支架在復(fù)雜高壓的實(shí)際操作使用過程中出現(xiàn)焊縫變大、裂紋、漏液等各種問題[3]。

除此之外，液壓支架的各個(gè)零件及裝配的精度問題，也嚴(yán)重影響其安全使用。特別是其中的密封裝置，對材料裝配的精度要求非常高，尺寸過大過小或者精度不合格，密封效果就會(huì)不合格，出現(xiàn)泄露等狀況；其中缸體的內(nèi)孔和端蓋口，如果裝配材料不合適，不相配套，就會(huì)發(fā)生內(nèi)孔偏移，出現(xiàn)裝配磨損和漏液等情況。

3 防止煤礦液壓支架缸體漏液的對策

3.1 科學(xué)選擇活塞頭密封圈

活塞頭是液壓支架缸體的重要組成部分，特別是其活塞頭密封圈的選用，有利于保持液壓支架的密封性。在生產(chǎn)應(yīng)用過程中，常見的有蕾型密封圈、O 型密封圈和鼓型密封圈，但是前兩種的使用效果不足，不能滿足生產(chǎn)的需要，因此經(jīng)常采用鼓型密封圈，如圖4-1 是其結(jié)構(gòu)圖，這種密封圈相對來說穩(wěn)定性好，開放式的溝槽容易發(fā)揮其使用優(yōu)勢，使用過程中不容易掉落。一些煤礦使用高端的液壓支架時(shí)，這種組合式的活塞密封圈使用更加契合，其結(jié)構(gòu)如圖4-2 所示，主要有擋圈、密封帶和彈性體，這些部分的組合使用，能夠產(chǎn)生良好的密封效果。

圖4 活塞頭密封形式

3.2 嚴(yán)格提高生產(chǎn)質(zhì)量

提高液壓支架缸體生產(chǎn)質(zhì)量是避免其漏液的根本，如果液壓支架的缸體、油缸缸筒、油缸支架等各個(gè)組成部分質(zhì)量不過關(guān)，在使用過程中就會(huì)出現(xiàn)問題，發(fā)生油缸泄露，最終導(dǎo)致無法生產(chǎn)。因此，在選用和使用液壓支架的過程中一定要注意生產(chǎn)質(zhì)量，采用高質(zhì)量的生產(chǎn)部件，提高焊接工藝，確保其設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量。

3.3 加強(qiáng)乳化清潔系統(tǒng)工作

保持乳化液的清潔尤為重要，液壓支架乳化清潔的使用，有利于減少金屬與金屬的磨損，延長液壓支架的使用壽命，達(dá)到良好的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和日常維護(hù)，并且能夠減少工作面設(shè)備密封損壞、濾網(wǎng)堵塞等。在使用過程中及時(shí)降塵和通風(fēng)，并且檢查乳化液通道的雜質(zhì)是非常必要的，增加一些過濾設(shè)備，確保乳化系統(tǒng)的清潔工作。

3.4 做好日常維護(hù)檢修

在煤礦生產(chǎn)中液壓支架設(shè)備的維護(hù)和檢修非常重要，能夠減少事故的發(fā)生，并且隨著使用時(shí)間和次數(shù)的增加，液壓支架各個(gè)裝備和零件出現(xiàn)老化是必不可少的。井下環(huán)境十分惡劣，各方面環(huán)境要素都會(huì)影響液壓支架的使用，出現(xiàn)油缸氣密性的老化、泄露等情況，因此，要及時(shí)定期檢查，排查隱患，及時(shí)保養(yǎng)和維修，減少和避免液壓支架使用過程中漏液情況，以免造成一些安全事故發(fā)生。

4 結(jié)語

液壓支架的使用在煤礦安全生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，但是其由于缸體密封選擇和材料加工等問題會(huì)出現(xiàn)缸體漏液等情況，嚴(yán)重影響了其正常使用，基于此，科學(xué)選擇活塞頭密封圈，提供設(shè)備質(zhì)量保證，做好乳化系統(tǒng)清潔工作，并且日常進(jìn)行維護(hù)和檢修，這些措施都有利于液壓支架的安全使用，緩解缸體漏液狀況，確保安全生產(chǎn)。