液压支架油缸漏液问题及其解决方法的研究.pdf

引言 随着我国科学技术的快速发展，各种大型装备 技术水平有了大幅度提升。 我国作为煤矿大国， 对煤 矿开采相关机械设备的需求量非常大，同时对其安 全性、 可靠性也提出了更高的要求。经过多年发展， 我国煤矿开采设备可靠性有了显著提升[1-2]。 但煤矿 开采环境相对比较复杂， 在实践过程中， 煤矿开采设 备仍然经常出现各种故障问题，其中液压支架油缸 漏液问题就是最典型的问题之一[3-4]。 如果油缸漏液 问题严重， 会对机械设备正常运行构成威胁， 甚至对 设备造成严重损坏。一方面对煤矿正常开采造成不 利影响， 另一方面还会对矿井环境构成污染[5-6]。因 此，有必要结合实践经验对液压支架油缸漏油问题 进行深入分析和研究， 找到造成油缸漏油的原因， 并 采取针对性措施尽可能避免液压支架油缸出现漏油 问题，以延长机械设备使用寿命，改善矿井工作环 境， 为煤矿企业创造更大的经济效益。 1液压支架的结构 （见图 1） 2液压支架油缸漏液问题分类 对于矿用液压支架而言，千斤顶和立柱等液压 缸类元件都有可能出现漏液问题。 总体而言， 可以将 这些漏液问题划分成为两类，分别为内部泄漏和外 部泄漏。 所谓内部泄露指的是在液压缸体内出现了液体 泄漏问题， 主要是指高压侧液体漏到低压侧， 导致高 压侧内部整体压力丢失， 降低了液压系统的性能。 当 泄漏问题达到一定程度时，就会导致立柱动作不受 控制， 对顶板安全构成威胁。 内部泄露问题的特性决 定了人们很难及时发现泄漏问题，尤其是泄露问题 不严重时更加难以发现。但是泄漏问题却会对机械 设备的性能构成危害，所以有必要采取措施强化泄 漏问题的检测工作。 外部泄漏指的是液压缸内的液体泄漏到缸体外 部， 主要表现在缸体缝隙、 活塞杆和液压接头部位出 现液体泄漏。外部泄漏同样会导致液压缸内的压力 降低， 损害其工作性能， 威胁采区安全。外部泄漏与 内部泄漏相比较， 还会造成工作环境的污染问题， 但 容易被工作人员发觉， 有利于日常的维护和检修。 3液压支架油缸漏液问题原因的分析 在选择活塞杆密封形式时，必须重点考虑密封 形式的抗瞬时高压冲击性能，因为液压缸内经常会 出现瞬间压力冲击。如果活塞杆密封无法承受瞬间 压力波动冲击就会加快其损坏过程，最终引发漏液 问题。 下页图 2 所示为活塞杆常用的密封形式， 主要 包含两种形式， 即蕾形密封和 Y 形密封。 不同密封形 式都有各自的优点和缺点， 适用于不同的环境。 如果 不对这些密封形式结构进行充分分析，就达不到想 要的密封效果。 液压缸内低压侧和高压侧之间需要通过活塞头 液压支架油缸漏液问题及其解决方法的研究 马晓明 （大同煤矿集团机电装备力泰有限责任公司， 山西大同037036） 摘要 通过从外部泄露和内部泄露两方面分析了液压支架油缸漏油问题的原因， 并针对这些问题提出了相应 的解决措施。通过合理选择密封形式、 强化零部件生产制造与装配水平、 改善机械设备的服役环境， 避免液压支 架油缸出现漏油， 以延长机械设备使用寿命， 改善矿井工作环境。 关键词 液压支架油缸漏液密封维护检修 中图分类号 TD355.47文献标识码 A文章编号 1003-773X （2020） 05-0273-03 收稿日期 2020-03-13 作者简介 马晓明 （1990） ， 男， 本科， 毕业于中国矿业大学， 助理工程师， 从事机械管理工作。 DOI10.16525/14-1134/th.2020.05.118 总第 205 期 2020 年第5 期 机械管理开发 MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENT Total 205 No.5， 2020 1顶梁； 2立柱； 3推移千斤顶； 4安全阀； 5液控单向 阀； 6立柱操纵阀； 7操纵阀； 8掩护梁； 9尾梁； 10输送机 图 1矿用液压支架整体结构图 123894567 10 高压液体 低压液体 上 升 下 降 前 推 前 移 破 碎 经验交流 第 35 卷 机械管理开发 jxglkfbjb 密封进行隔离， 如果密封不合理就会造成缸内漏液。 工作环境的复杂性对活塞头密封提出了较高的要 求。普通蕾形圈和 O 形圈很难达到实际工作需要， 实践证明这类密封圈很容易出现缸内漏液问题。图 3 所示为当前阶段常用的矿用液压支架活塞头密封 形式。其中鼓形密封圈的优势在于具有相对较大的 接触面积， 因此其整体稳定性非常高， 一般不会出现 翻滚问题， 但是这类密封形式要求开放式沟槽。 当前 阶段，部分性能较高的液压支架中使用较多的为组 合式活塞密封圈， 如图 3-2 所示， 组合式活塞密封圈 结构复杂， 但整体性能较好。 液压缸体性能会对漏液问题造成一定程度影 响。 如果液压缸体材料性能较低， 在矿井复杂工作环 境下容易出现锈蚀问题， 进而增加缸体表面粗糙度， 加剧液压缸体的磨损， 最终引发缸体漏液故障问题。 在对孔和轴进行密封时，要求将密封圈置入对 应的密封槽内。密封沟槽的规格尺寸对密封效果有 决定性影响。 在对密封沟槽进行设计时， 虽然会根据 相关设计手册合理选用规格尺寸，但受加工技术水 平限制， 在加工制造过程中会形成加工误差， 一旦加 工误差较大就会影响密封性能。主要表现在密封压 缩量不够、 密封圈出现翻滚问题等。 为了避免沟槽加 工误差对密封性能造成的影响，可对密封圈结构形 式进行优化设计， 图 4 所示为 O 形圈 挡圈的密封 结构形式， 在实践中取得了较好的应用效果。 在加工缸筒时如果加工误差较大，使得缸体内 缸壁与缸口之间出现了位置公差，会对密封效果造 成不利影响。 另一方面， 缸筒内缸壁的直线度和圆柱 度等如果达不到设计要求，其在工作过程中会出现 不同位置压缩量不均匀的问题，严重时会出现卡顿 现象， 这些故障都会加剧油缸漏液问题。 矿井工作环境复杂，液压支架在这样的环境下 工作会影响液压系统的工作性能。油缸在矿井工作 时， 周围环境容易对其造成污染。 很多细小的粉尘容 易黏附在油缸表面， 最终被带入油缸内部， 对密封系 统造成损坏， 进而引发油缸漏液问题。 设备老化是不以人的意志为转移的，这是一个 不可避免的问题。设备在正常使用过程中必然会出 现老化问题，对于液压支架液压系统的密封同样如 此。应对设备老化问题最有效的办法就是加强日常 维护和检修， 及时更换出现老化问题的零部件。 4液压支架油缸漏液问题的解决办法 1） 在设计选用密封形式和密封槽结构时， 应该 综合考虑多方面因素，比如工作时的压力尤其要重 点考虑瞬间冲击压力， 以及密封圈的安装位置等。 在 充分研究分析不同类型密封形式的优势和特点的基 础上，结合实际情况合理选用符合要求的密封结构 形式。另外， 当今社会科学技术日新月异， 涌现出了 很多新材料、 新技术、 新工艺， 有必要时刻关注这些 科技动态， 选用新型的具有更高性能的密封圈材料。 2） 合理选用液压缸材质并提升加工制造水平， 采取有效措施避免液压缸在工作中出现过度腐蚀现 象， 保证液压缸的加工精度、 位置公差、 粗糙度等都 满足设计要求， 同时还要加强液压系统的装配精度， 避免出现装配误差。 3） 强化乳化液的清洁工作， 避免杂质进入乳化 液系统。 同时做好煤矿井下防尘工作， 避免过多粉尘 黏附到缸体表面， 进而进入缸体内部。 因为一旦杂质 进入缸体内部， 必然会对密封系统造成严重损伤。 在 实践过程中，应该根据实际情况积极查找杂质可能 进入缸体内部的渠道。 从源头出发， 将杂质隔绝在缸 2-1蕾形2-2Y 形 图 2活塞杆密封形式 3-1鼓形密封圈3-2组合式活塞密封圈 图 3活塞头密封形式 图 4O 形圈 挡圈密封结构 弹性体 挡圈 密 封 带 O 形圈 挡圈 274 2020 年第 5 期 体外部。 4） 日常维护和检修是及时发现油缸漏液问题的 重要渠道。 因此必须加强日常维护检修工作， 确保能 够在第一时间发现油缸漏油问题，并采取对应措施 对其进行维护， 避免小问题引发大问题。 比如针对活 塞杆磨损和渗漏等问题，在发现后应该及时向有关 部门汇报， 由维修部门及时进行维修。 5结论 液压支架是煤矿开采中的重要机械设备之一， 在保障井下安全方面发挥着重要作用。而液压支架 油缸漏液问题会严重损害机械设备的性能，威胁采 区安全。 由于煤矿井下工作环境相对复杂， 造成液压 支架油缸漏液问题的原因也是多方面的。这就要求 相关工作人员在实践中不断总结经验，找到导致漏 液问题的根本原因， 在此基础上从源头出发， 有针对 性地采取措施来解决油缸漏液问题。 参考文献 [1]李福泉.自动化技术在煤矿装备发展中的应用分析[J].中国石 油和化工标准与质量， 2019， 39 （18） 250-251. [2]曾庆良， 苏兴明， 王成龙， 等.面向煤矿装备再制造的绿色清洗 系统[J].工矿自动化， 2015， 41 （2） 14-17. [3]常海峰， 杨静慧.煤矿井下液压支架油缸泄漏故障及维修[J].山 东工业技术， 2018 （17） 77. [4]杨耀增， 梅贝贝.关于矿用液压支架油缸泄漏分析报告[J].科技 展望， 2015 （10） 180. [5]徐云龙， 张欣.浅析矿用液压支架油缸泄露问题及改善对策[J]. 科学与信息化， 2019 （28） 81； 83. [6]王晓兰.煤矿液压支架油缸故障的诊断及解决措施研究[J].自 动化应用， 2019 （6） 155-156. （编辑 王瑾） Research on the Solution to the Leakage of the Hydraulic Support Cylinder Ma Xiaoming （Datong Coal Mine Group Mechanical and Electrical Equipment Litai Co., Ltd., Datong Shanxi 037036） Abstract This paper analyzes the causes of oil leakage in hydraulic support cylinder from two aspects external leakage and internal leakage, and puts forward corresponding solutions to these problems. Through reasonable selection of sealing , strengthening the production and assembly level of parts and components, improving the service environment of mechanical equipment, avoiding oil leakage in hydraulic support cylinder, in order to prolong the service life of mechanical equipment and improve the working environment of mine. Key words hydraulic support; oil cylinder leakage; sealing; maintenance and repair 放煤的规律进行记录，在同一地质条件下达到自动 放煤的效果。 参考文献 [1]郭俊兵.马兰矿采煤机自动化综采工艺关键技术研究[J].煤炭 与化工， 2019， 42 （4） 72-74； 77. [2]赵成田.煤矿机电设备中自动化技术的应用[J].电子技术与软 件工程， 2019 （11） 145. [3]王尚成.综采工作面液压支架跟机自动化采煤工艺分析[J].当 代化工研究， 2019 （9） 70-71. [4]吴宁， 杨波， 廉兵.大采高综采工作面成套设备智能化的研究与 应用[J].能源技术与管理， 2019， 44 （6） 53-56. （编辑 王瑾） Application and Design of the Automatic Control Technology System of Coal Mining Machine Wang Chao （Malan Mine of Shanxi Xishan Coal and Power Co.,Ltd., Gujiao Shanxi 030205） Abstract Aiming at the problems of backward mining equipment, this paper puts forward the fully mechanized mining automation system, and makes a detailed study on the shearer automation in the “three machines“ in the fully mechanized caving face. This paper analyzes the automatic control system of shearer from the aspects of real-time monitoring, data transmission, control and protection, and improves the production efficiency through the monitoring and control function of the shearer automation system to achieve the purpose of automatic, efficient, safe and green mining. Key words shearer; comprehensive automation; control; monitoring function （上接第 227 页） 马晓明 液压支架油缸漏液问题及其解决方法的研究 275