煤礦設(shè)備液壓支架故障_立柱損壞原因分析及工作原理
立柱是液壓支架的主要承力構(gòu)件，其性能的好壞，對(duì)井下工作面的頂板維護(hù)和安全生產(chǎn)起著極其重要的作用，因此，找出立柱的損壞原因，使損壞降到最低點(diǎn)，有著十分重要的意義。液壓支架的立柱結(jié)構(gòu)有單伸縮型、雙伸縮型、單伸縮帶機(jī)械加長(zhǎng)段型三種，在此以雙伸縮立柱為研究對(duì)象，根據(jù)各種損壞形式，找出其損壞原因，提出預(yù)防措施。
(1)立柱損壞原因分析
根據(jù)多年支架大修統(tǒng)計(jì)，每套支架大修時(shí)立柱的損壞形式及其所占比例如下表所示。
立柱的損壞形式
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損壞形式 |
所占比例 |
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損壞形式 |
所占比例 |
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外缸、中缸局部脹缸，上、下腔串液 |
3% |
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導(dǎo)向套與缸體連接處的密封面損壞 |
1.5% |
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中缸、活柱彎曲 |
4% |
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外缸、中缸內(nèi)壁銹蝕、磨損 |
5% |
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外缸、中缸內(nèi)壁軸向劃傷 |
3% |
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電鍍面碰傷、劃傷、鍍層脫落 |
20% |
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導(dǎo)向套與缸體連接螺紋損壞 |
1.5% |
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雙伸縮立柱是由外缸、中缸、活柱、底閥、導(dǎo)向套、活塞等部分組成，其結(jié)構(gòu)參見圖N，技術(shù)參數(shù)見下表。
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雙伸縮立柱技術(shù)參數(shù)
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立柱
類型 |
外缸/cm |
中缸/cm |
活柱/cm |
工作
阻力
/kN |
外缸
內(nèi)壓
/MPA |
中缸
內(nèi)壓
/MPa |
總長(zhǎng)
/cm |
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外徑×內(nèi)徑×長(zhǎng)度 |
外徑×內(nèi)徑×長(zhǎng)度 |
直徑×長(zhǎng)度 |
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ZFS5100
ZZ560K
ZZP5200 |
φ24.5×φ20×φ125
φ27.3×φ23×128
φ27.3×φ23×124 |
φ19×φ16×90
φ22×φ18×93
φ22×φ18×91 |
φ14×110
φ16×123
φ16×128 |
1200
1372
1300 |
38.2
33
31.3 |
60
54
50.9 |
335
335.1
321.6 |
(2)工作原理
①升柱當(dāng)操縱手柄扳到升柱位置時(shí)，由操縱閥來的高壓液通過管接頭進(jìn)入一級(jí)缸（外缸）的活塞腔，使二級(jí)缸（中缸）首先伸出。一旦二級(jí)缸的活塞碰到導(dǎo)向套，二級(jí)缸活塞內(nèi)的液體就上升，打開底閥（單向閥）使壓力液進(jìn)入二級(jí)缸的活塞腔，活柱伸出，此時(shí)，初撐力為二級(jí)缸的面積乘以供油壓力[見圖O(a)]。
②立柱承載 頂梁與頂板接觸后，頂板壓力由頂梁傳到活柱上，由于壓力液被底閥封閉，活柱不能回縮，因此壓力轉(zhuǎn)到二級(jí)缸底上。此時(shí)，一級(jí)缸活塞腔的壓力隨頂板來壓而升高，直到超過立柱工作阻力（即安全閥額定工作壓力）時(shí)，安全閥開始卸載，二級(jí)缸收縮。當(dāng)壓力降到低于安全閥額定工作壓力的90%時(shí)，安全閥關(guān)閉，立柱開始承載，在二級(jí)缸未完全縮回以前，壓力的傳遞和安全閥的動(dòng)作就這樣反復(fù)進(jìn)行。當(dāng)二級(jí)缸降到最終位置時(shí)，底閥的閥桿接觸缸底，底閥打開，二級(jí)缸活塞腔的壓力液進(jìn)入一級(jí)缸活塞腔（實(shí)際使用過程中達(dá)不到這種地步），這部分壓力液又將二級(jí)缸升起一定距離，底閥離開缸底后又關(guān)閉。若頂板壓力又超過立柱的工作阻力時(shí)，安全閥又動(dòng)作，二級(jí)缸又降到最終位置，底閥又打開。這樣反復(fù)動(dòng)作，保證了立柱的承載在其工作阻力范圍之內(nèi)[見圖O(b)]。