煤礦設備液壓支架故障_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件，其性能的好壞，對井下工作面的頂板維護和安全生產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，有著十分重要的意義。液壓支架的立柱結構有單伸縮型、雙伸縮型、單伸縮帶機械加長段型三種，在此以雙伸縮立柱為研究對象，根據各種損壞形式，找出其損壞原因，提出預防措施。
(1)立柱損壞原因分析
根據多年支架大修統計，每套支架大修時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、中缸內壁銹蝕、磨損 |
5% |
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外缸、中缸內壁軸向劃傷 |
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、導向套、活塞等部分組成，其結構參見圖N，技術參數見下表。
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雙伸縮立柱技術參數
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立柱
類型 |
外缸/cm |
中缸/cm |
活柱/cm |
工作
阻力
/kN |
外缸
內壓
/MPA |
中缸
內壓
/MPa |
總長
/cm |
|
外徑×內徑×長度 |
外徑×內徑×長度 |
直徑×長度 |
|||||
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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升柱當操縱手柄扳到升柱位置時，由操縱閥來的高壓液通過管接頭進入一級缸（外缸）的活塞腔，使二級缸（中缸）首先伸出。一旦二級缸的活塞碰到導向套，二級缸活塞內的液體就上升，打開底閥（單向閥）使壓力液進入二級缸的活塞腔，活柱伸出，此時，初撐力為二級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，因此壓力轉到二級缸底上。此時，一級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，安全閥開始卸載，二級缸收縮。當壓力降到低于安全閥額定工作壓力的90%時，安全閥關閉，立柱開始承載，在二級缸未完全縮回以前，壓力的傳遞和安全閥的動作就這樣反復進行。當二級缸降到最終位置時，底閥的閥桿接觸缸底，底閥打開，二級缸活塞腔的壓力液進入一級缸活塞腔（實際使用過程中達不到這種地步），這部分壓力液又將二級缸升起一定距離，底閥離開缸底后又關閉。若頂板壓力又超過立柱的工作阻力時，安全閥又動作，二級缸又降到最終位置，底閥又打開。這樣反復動作，保證了立柱的承載在其工作阻力范圍之內[見圖O(b)]。