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設備，其可靠性與壽命直接影響煤礦井下工作面的支護質量與安全高效生產。某礦區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3萬多根，每年需新增加支柱和報廢支柱基本保持在1萬根左右，單體液壓支柱實際使用平均壽命很難達到5a。每年都要在大修上投入大量資金，但修復后的單體支柱質量并不令人滿意，各大修單位技術重點應該放到何處，是非常值得關心和亟待解決的問題。

(1)液壓缸修復方案的選擇

通過對單體液壓支柱多年大修的數據分析和調查，發現導致支柱密封失效的位置一般出現在活柱一活塞、頂蓋一液壓缸等處的密封配合上，而主要故障點集中發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的工作能力。

    液壓缸作為單體液壓支柱的一個非常容易受損的部件，缸體內腔以銹蝕泄漏為主，同時工作狀態和搬運時的磨損、磕碰也會使得內腔尺寸增大、缸體變形，從而導致密封失效，因而對其修復方法的合理選擇具有特別的意義。

    ①液壓缸內壁鑲不銹鋼套工藝  由于不銹鋼具有很強的防腐能力，代替液壓缸易于腐蝕的內表面，大大增強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孔的內徑在原部位去掉一定厚度材料后鑲入不銹鋼套，經旋壓而完成定徑，再用機加工恢復其內徑尺寸和粗糙度等級。不銹鋼套為定型產品，有壁厚0.8mm與0.6mm兩種，根據使用經驗，可選用規格為壁厚0.8mm的鋼套，鏜φ100孔時鏜刀頭的尺寸調整為101^-0.45_-0.48，鏜完內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，實際上是通過旋壓頭上的滾柱對不銹鋼套表面進行擠壓，使缸套產生塑性變形，從而使鋼套緊緊地貼在缸體內壁上。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腔表面粗糙度應分別達到100^+0.06₀和R_a3.2μm。采用該工藝修復液壓缸后，支柱的大修維修期延長60%以上，同時質量穩定可靠。

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

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

(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，乳化液由三用閥注入缸體內部，活柱與液壓缸相對運動，由于液壓缸簡體徑向位移量的作用，其動密封點(Y形密封圈處)始終處于密封松弛狀態，支柱內腔壓力越高，液壓缸簡體的徑向位移量越大，密封點密封越松弛，同時，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，使得液壓缸內腔壓力瞬時增高20%以上，液壓缸簡體徑向位移量相應加大，液壓缸簡體內表面與Y形密封圈的密封更加松弛，造成密封泄漏。大修中，可使用具有自動補償功能的密封圈，對于內徑脹大超差、表面粗糙度下降1～2級、缸體內壁麻坑直徑小于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部，隨著支柱內腔壓力的升高，密封圈與液壓缸的接觸面增大，從而在液壓缸磨損處實現密封補償，加強了密封效果。采用密封補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，具有良好的經濟效益和社會效益。

    該工藝方法在該礦區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。通過對新技術、新工藝在單體液壓支柱大修中的應用，不僅提供了解決單體液壓支柱的損壞率和報廢率高問題的方法，也使得解決局部大修的技術難題成為可能。