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技術(shù)文章

液壓支架壞了怎么修,一起來(lái)看看吧

點(diǎn)擊次數(shù):2796 發(fā)布時(shí)間:2016-11-14

(1)損壞原因分析

    因電鍍面碰傷、劃傷、鍍層脫落而損壞的立柱,原因比較明顯。下面通過(guò)缸體的強(qiáng)度校核、立柱的穩(wěn)定性驗(yàn)算,以及通過(guò)分析橫向力的來(lái)源,來(lái)分析立柱損壞的原因。

    ①缸體的強(qiáng)度校核雙伸縮立柱的外缸、中缸多數(shù)用27SiMn無(wú)縫鋼管制作,其σb=1000MPa,一般選安全系數(shù)n=5;[ σ]= σb/5=200MPa

由中厚壁缸筒經(jīng)驗(yàn)公式,可算出缸筒壁厚的值:

                                (6-3)              

式中p——液壓缸的zui大工作壓力;

     D——缸筒內(nèi)徑;

  [σ]——缸筒材料的許用應(yīng)力;

   ψ0——強(qiáng)度系數(shù),無(wú)縫鋼管取V =l;

    C——計(jì)入管壁公差及腐蝕時(shí)的附加厚度,一般可略去。

ZFS5100型立柱外徑理論計(jì)算壁厚:

 

    1. 81cm<2. 5cm(實(shí)際壁厚),強(qiáng)度足夠。

ZFS5100型立柱中缸理論計(jì)算壁厚:

 

    2.4cm>1.5cm(實(shí)際壁厚)強(qiáng)度不夠。同樣可算出ZZ56K型立柱外缸、中缸理論計(jì)算壁厚:

    δ外=1.7(cm) <1.95(cm),強(qiáng)度足夠。

    δ中=2.39(cm) 2.0(cm),強(qiáng)度不夠。

    由計(jì)算可以看出,立柱外缸的壁厚比較富余,脹缸的比例較小}中缸的壁厚選得比較單薄,脹缸的比例較大。換言之,外缸在設(shè)計(jì)過(guò)程中,安全系數(shù)n=5(符合設(shè)計(jì)手冊(cè)n≥5的要求),而中缸的安全系數(shù)n=3.3~4。這就是立柱缸體有時(shí)出現(xiàn)脹缸的主要原因之一,這種計(jì)算結(jié)果與實(shí)際遇到的脹缸情況也是一致的。

    ②立柱的穩(wěn)定性驗(yàn)算設(shè)計(jì)人員在立柱的設(shè)計(jì)及驗(yàn)算過(guò)程中,一般將立柱考慮為兩端鉸接,無(wú)偏心載荷等截面細(xì)長(zhǎng)桿受軸向載荷的情況,在這里略去活柱與小導(dǎo)向套間隙的影響,將活柱和中缸視為一體,受縱向壓力來(lái)研究其穩(wěn)定性。

    a. 無(wú)偏心載荷時(shí)的縱向彎曲極限力Pr的計(jì)算。

    以ZFS5100型立柱為研究對(duì)象,計(jì)算柔度λ:

λ=ul/i    (6-4)

式中u——壓桿長(zhǎng)度系數(shù),兩端鉸接,取u=1;

     Z——活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度,即在活柱全部伸出時(shí),活柱頂端的連接點(diǎn)與液壓缸支撐點(diǎn)之間的距離,l=335cm;

   i——活柱橫截面的zui小慣性半徑,i==3.5(cm)。

    所以              

    b.查表可知λ1 =100,λ2 =60,由于λ2 <λ<λ1,故用直線公式計(jì)算臨界應(yīng)力。

    σc =a-σλ= (461 -2.568×95.7)×102=215×102 (N/cm2)

Pc=σcA -σc(π/4)d2 =215×(3.14/4) ×142 =3312kN

c.安全系數(shù)的計(jì)算。

u=Pc/P=3312/1200=2.75

    用同樣的方法可以算出:

    ZZ560K型立柱  pc=4944kN,u=4.34;

    ZZP5200型立柱  pc=5124kN,u=3.9。

通過(guò)計(jì)算可以看出,在這種理想的受力狀態(tài)下其穩(wěn)定性的富余量不太足,再加上立柱是一個(gè)組合體,在活塞與缸筒、活柱與導(dǎo)向套、中缸與導(dǎo)向套之間存在間隙,特別是橫向力的出現(xiàn),使立柱的活柱在受軸向力的同時(shí),還受到一彎曲應(yīng)力的影響。當(dāng)壓、彎應(yīng)力超過(guò)其許用應(yīng)力一定值時(shí),活柱或中缸就會(huì)產(chǎn)生*性彎曲變形。產(chǎn)生彎曲變形的活柱或中缸在做伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí),就會(huì)對(duì)其配合面產(chǎn)生機(jī)械劃傷。同時(shí)也致使外缸、中缸缸口形成橢圓形,造成連接螺紋損壞,密封面失效?;钪?、中缸彎曲變形示意如圖P所示。

活柱、中缸彎曲變形示意圖

    ③立柱所受橫向力的來(lái)源V形布置的立柱的自重引起的橫向力太小,可忽略。而支架左、右傾斜是立柱產(chǎn)生橫向力的主要來(lái)源。

立柱的下端柱腳是通過(guò)與底座相連的兩個(gè)銷子鉸接的,左、右方向可簡(jiǎn)化為固定連接(面向支架的前梁),見連接示意圖Q和受力圖R,前后方向可簡(jiǎn)化為鉸接,見圖S和圖U。

左、右方向立柱連接示意圖及立柱受力示意圖

前、后方向立柱連接示意圖及立柱受力示意圖

    由于井下地質(zhì)條件復(fù)雜,工作面的傾斜,頂、底板的不平,均能迫使支架傾斜;支架的底座銷孔、四連桿銷孔橢圓磨大、銷軸的彎曲、磨細(xì)等,也致使支架傾斜。支架的傾斜量Ay應(yīng)等于立柱上端受一橫向力F所產(chǎn)生的撓度(見圖U)。

    當(dāng)支架前后傾斜時(shí),立柱將有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)量,正常情況下是不會(huì)產(chǎn)生橫向力的,但一旦柱窩進(jìn)入異物,如煤、矸石、金屬物、木材等,橫向力就隨之而產(chǎn)生(見圖S)。

   

采用單體液壓支柱作為回采工作面支護(hù),可使回采工作面頂板管理明顯好轉(zhuǎn),頂板事故大幅度減少,百萬(wàn)噸死亡率顯著下降,大大促進(jìn)安全生產(chǎn)。搬運(yùn)過(guò)程中反復(fù)摔碰、職工操作不當(dāng)、現(xiàn)場(chǎng)管理不善等因素影響,單體液壓支柱損壞率上升,直接威脅回采工作面的安全生產(chǎn)。

(1)單體液壓支柱損壞原因分析

    單體液壓支柱主要由頂蓋、三用閥、活柱體、液壓缸、復(fù)位彈簧、活塞、底座等部件組成。這些部件均有一定的使用壽命,超期使用,勢(shì)必要造成部件損壞。同時(shí),由于現(xiàn)場(chǎng)操作不當(dāng)也會(huì)加快部件損壞。下表是某礦單體液壓支柱損壞情況統(tǒng)計(jì)表。

 

單體液壓支柱損壞情況統(tǒng)計(jì)

 

支柱老化

搬運(yùn)操作不當(dāng)

使用不當(dāng)

乳化油管理不善

 

 

數(shù)量

8814

1860

2423

4286

2052

18638

百分比/%

43

10

13

23

11

100

 

由上表可以看出,損壞原因主要有以下幾種。

    ①超期使用  以某煤礦為例,在籍支柱9965棵,而90%的支柱均屬超期使用。這些超期使用支柱,由于部件長(zhǎng)期磨損,支護(hù)性能大大降低。另外,由于在冊(cè)支柱總量緊張,支柱在井下服役超過(guò)8個(gè)月而不能及時(shí)組織升井檢修更加速支柱的老化。由于超期服役;支柱損壞占43%。

    ②搬運(yùn)操作不當(dāng)  新安裝的工作面,入井單體液壓支柱均經(jīng)過(guò)檢修、試壓,基本上處于完好狀態(tài),而這些大量的支柱,在裝與卸的諸多運(yùn)輸環(huán)節(jié)中,多次摔碰,人為損壞支柱一般為200~300棵。支柱損壞率一般在10%左右。

    ③使用不當(dāng)  回采工作面現(xiàn)場(chǎng)使用不當(dāng),也是造成單體液壓支柱損壞的主要原因。用鐵錘等硬砸,會(huì)造成人為損壞。另外,支柱超高使用,也容易造成活柱體脫缸。在炮采工作面,放炮時(shí)裝藥過(guò)重,不采取保護(hù)措施,崩壞支柱現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。無(wú)移溜設(shè)備,幾乎全部用單體液壓支柱頂移輸送機(jī),支柱腰部側(cè)向受力過(guò)大,機(jī)械損壞十分嚴(yán)重。這方面造成的損壞,所占比例為13%。

    ④乳化液質(zhì)量差,配比濃度偏低  乳化液作為單體液壓支柱的工作介質(zhì)具有潤(rùn)滑、防腐、防銹的作用,按照適當(dāng)配比,可有效保護(hù)單體液壓支柱,延長(zhǎng)其使用壽命。但是,使用過(guò)程中工作人員常常擅自降低乳化液的配比濃度。由于乳化液濃度偏低,支柱很容易腐蝕損壞,大大縮短了使用壽命。同時(shí),近幾年來(lái),一些偽劣乳化液入礦,在使用時(shí),乳化程度較差,極易堵塞三用閥孔道,影響支柱使用,由此造成支柱損壞,所占比例為23%。

    ⑤其他原因  支柱鉆底嚴(yán)重,在采用機(jī)械回料時(shí),易拉斷支柱。另外,在輕型液壓支架綜采面超前支護(hù)仍然采用單體液壓支柱扶棚,由于泵站壓力一般在30MPa以上,很容易會(huì)損壞支柱。

(2)減少單體液壓支柱損壞的相應(yīng)對(duì)策

    單體液壓支柱管理是安全生產(chǎn)管理中的主要工作。這就要求既要嚴(yán)把進(jìn)礦單體液壓支柱、乳化液質(zhì)量關(guān),又要狠抓現(xiàn)場(chǎng)操作和支柱維修管理,以期達(dá)到標(biāo)本兼治的目的,要著重采取以下措施。

    ①加快支柱更新步伐,從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮,著眼于安全生產(chǎn),統(tǒng)籌安排,保證資金到位,杜絕支柱帶病工作。

    ②注重維修,提高維修質(zhì)量。更新單體液壓支柱維修設(shè)備,從根本上提高支柱維修質(zhì)量。建立健全維修責(zé)任制。使用單位與維修單位必須簽訂質(zhì)量保證合同,確保質(zhì)量過(guò)關(guān)。

    ③嚴(yán)把乳化液進(jìn)貨關(guān),加強(qiáng)乳化液管理。做到集中進(jìn)貨,堵塞偽劣產(chǎn)品流通渠道?;夭晒ぷ髅嫒榛号渲觅|(zhì)量。狠抓現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)兌現(xiàn),確保乳化液使用合格。

    ④搞好培訓(xùn),提高現(xiàn)場(chǎng)工人操作技能。實(shí)踐證明,要用好管好單體液壓支柱,必須首先提高工人操作素質(zhì),對(duì)工人進(jìn)行技能教育的同時(shí),強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)遵章作業(yè)管理。在支柱搬運(yùn)過(guò)程中,嚴(yán)格執(zhí)行輕裝輕卸原則,杜絕硬砸猛摔現(xiàn)象。另外,還要強(qiáng)化職工主人翁意識(shí),在實(shí)際操作中自覺遵章作業(yè)。國(guó)越貿(mào)易現(xiàn)備有大量現(xiàn)貨,都是優(yōu)勢(shì)品牌,價(jià)格非常公道,含稅含運(yùn),大家記得多多來(lái)詢價(jià)。

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