液壓支柱的維修_液壓缸密封失效的解決

    單體液壓支柱是廣泛用于高檔普采工作面的支護(hù)設(shè)備，其可靠性與壽命直接影響煤礦井下工作面的支護(hù)質(zhì)量與安全高效生產(chǎn)。某礦區(qū)各礦在籍的單體液壓支柱有近10萬根，每年需要大修的支柱達(dá)3萬多根，每年需新增加支柱和報(bào)廢支柱基本保持在1萬根左右，單體液壓支柱實(shí)際使用平均壽命很難達(dá)到5a。每年都要在大修上投入大量資金，但修復(fù)后的單體支柱質(zhì)量并不令人滿意，各大修單位技術(shù)重點(diǎn)應(yīng)該放到何處，是非常值得關(guān)心和亟待解決的問題。

(1)液壓缸修復(fù)方案的選擇

通過對(duì)單體液壓支柱多年大修的數(shù)據(jù)分析和調(diào)查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致支柱密封失效的位置一般出現(xiàn)在活柱一活塞、頂蓋一液壓缸等處的密封配合上，而主要故障點(diǎn)集中發(fā)生在液壓缸一活柱間（見圖V），支柱工作性能的可靠性很大程度取決于該密封點(diǎn)的工作能力。

    液壓缸作為單體液壓支柱的一個(gè)非常容易受損的部件，缸體內(nèi)腔以銹蝕泄漏為主，同時(shí)工作狀態(tài)和搬運(yùn)時(shí)的磨損、磕碰也會(huì)使得內(nèi)腔尺寸增大、缸體變形，從而導(dǎo)致密封失效，因而對(duì)其修復(fù)方法的合理選擇具有特別的意義。

    ①液壓缸內(nèi)壁鑲不銹鋼套工藝  由于不銹鋼具有很強(qiáng)的防腐能力，代替液壓缸易于腐蝕的內(nèi)表面，大大增強(qiáng)了支柱的抗腐蝕能力，提高了支柱的使用壽命。該工藝采用先將φ100孔的內(nèi)徑在原部位去掉一定厚度材料后鑲?cè)氩讳P鋼套，經(jīng)旋壓而完成定徑，再用機(jī)加工恢復(fù)其內(nèi)徑尺寸和粗糙度等級(jí)。不銹鋼套為定型產(chǎn)品，有壁厚0.8mm與0.6mm兩種，根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，可選用規(guī)格為壁厚0.8mm的鋼套，鏜φ100孔時(shí)鏜刀頭的尺寸調(diào)整為101^-0.45_-0.48，鏜完內(nèi)孔后將不銹鋼套嵌入缸體，多余不銹鋼材料割除。旋壓是最后一道工序，實(shí)際上是通過旋壓頭上的滾柱對(duì)不銹鋼套表面進(jìn)行擠壓，使缸套產(chǎn)生塑性變形，從而使鋼套緊緊地貼在缸體內(nèi)壁上。旋壓是通過壓力使不銹鋼套延展變形、阻力變大，完成后的尺寸公差和內(nèi)腔表面粗糙度應(yīng)分別達(dá)到100^+0.06₀和R_a3.2μm。采用該工藝修復(fù)液壓缸后，支柱的大修維修期延長(zhǎng)60%以上，同時(shí)質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

    ②液壓缸熱噴涂修復(fù)工藝ZD-1粉末涂料是一種非金屬材料，具有優(yōu)良的防腐耐磨性能，將它加熱后，噴涂在液壓缸內(nèi)孔表面上作為防腐層，能徹底消除電鍍金屬層帶來的陽(yáng)極腐蝕。待修液壓缸通過冷擠擴(kuò)徑、整形、熱噴涂ZD-1粉末涂料、珩磨、檢驗(yàn)多道工序后，即可出廠。

    本工藝克服了鏜削擴(kuò)孔的繁雜工序，減少了機(jī)加工量，也避免了缸壁減薄問題，并由于液壓缸在“冷擠擴(kuò)徑”過程中始終處于拉應(yīng)力狀態(tài)，因而兼有“冷擠硬化”效應(yīng)，減少了彎曲變形，提高了液壓缸強(qiáng)度。

(2)密封方式選用方案

    通常液壓缸一活柱之間采用Y形密封圈密封。在支柱工作時(shí)，乳化液由三用閥注入缸體內(nèi)部，活柱與液壓缸相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于液壓缸簡(jiǎn)體徑向位移量的作用，其動(dòng)密封點(diǎn)(Y形密封圈處)始終處于密封松弛狀態(tài)，支柱內(nèi)腔壓力越高，液壓缸簡(jiǎn)體的徑向位移量越大，密封點(diǎn)密封越松弛，同時(shí)，密封泄漏的可能性越大。在頂板快速來壓，附加較大沖擊載荷時(shí)，使得液壓缸內(nèi)腔壓力瞬時(shí)增高20%以上，液壓缸簡(jiǎn)體徑向位移量相應(yīng)加大，液壓缸簡(jiǎn)體內(nèi)表面與Y形密封圈的密封更加松弛，造成密封泄漏。大修中，可使用具有自動(dòng)補(bǔ)償功能的密封圈，對(duì)于內(nèi)徑脹大超差、表面粗糙度下降1～2級(jí)、缸體內(nèi)壁麻坑直徑小于2mm或表面涂層脫落等缺陷的液壓缸均能，達(dá)到良好的密封效果。其具體工作原理是通過將高壓乳化液引入密封圈內(nèi)部，隨著支柱內(nèi)腔壓力的升高，密封圈與液壓缸的接觸面增大，從而在液壓缸磨損處實(shí)現(xiàn)密封補(bǔ)償，加強(qiáng)了密封效果。采用密封補(bǔ)償和密封脹緊的方式，有效減少了Y形密封圈處的泄漏，減少了密封更換率及維修次數(shù)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

    該工藝方法在該礦區(qū)各礦及大修廠已推廣使用，大大降低了液壓缸——活柱之間密封的故障率。通過對(duì)新技術(shù)、新工藝在單體液壓支柱大修中的應(yīng)用，不僅提供了解決單體液壓支柱的損壞率和報(bào)廢率高問題的方法，也使得解決局部大修的技術(shù)難題成為可能。