2021年第1期
液压支架立柱千斤顶修理及试压试验改进
赵永亮
（唐山开滦铁拓重型机械制造有限责任公司 河北 唐山 063100）
摘要：液压支架作为控制井下采煤工作面矿山压力的结构物，在保障煤矿安全生产方面发挥着至关重要的作用。尤其在近几年，社会各领域对煤炭的需求量与日俱增，这就使得煤炭开采作业强度不断增大，在这一背景下，液压支架的使用频率呈现出逐年递增态势，而受到持续高负荷生产作业的影响，液压支架立柱千斤顶的故障几率也不断增加，因此，需要及时对千斤顶进行维修处理，以保证生产作业流程的连续性。本文将着重围绕液压支架立柱千斤顶修理与试压试验存在的问题，以及采取的创新改进措施展开全面论述。
关键词：液压支架立柱；千斤顶；修理；试压试验；改进措施
1 液压支架立柱千斤顶修理与试压试验存在的问题1.1 拆解工具的特殊性
两侧分别焊接两个挡块，以起到卡紧固定作用。当取下拆解中缸导向套的扳手后，顺势向前移动拆缸机，对大缸导向套进行拆解。这就大大简化了缸体导向套的拆解流程，拆解作业时也无需频繁更换拆解扳手。另外在设计拆解工装时，应当根据柱底的通液槽与螺孔设计原理，使之与卡紧扳手相匹配，以提高拆解速度。拆解中缸导向套的拆解工装如图1所示。
2.3 拆解工装方案比对
在液压支架立柱千斤顶修理过程中，首先需要导向套进行拆解作业，而导向套置于缸体外端，承受外部荷载对活柱形成的横向作用力，这就需要导向套应当具备较大强度、较高的致密性以及较强的耐腐蚀性，因此，导向套结构组成较为复杂，目前，用于立柱千斤顶的导向套主要包括内螺纹联接导向套、外螺纹联接式导向套、挡套固定式导向套以及钢丝挡圈固定式导向套四种结构，其结构类型多样，用于维修拆解作业的扳手应当与导向套结构相适应，才能顺利完成拆解作业，正是由于扳手的特殊性，才导致导向套的拆解过程需要多种不同类型的扳手的支撑，无形当中就影响了拆解工作效率。
1.2 活柱拆解工作量大
为了顺利高效完成拆解工作，根据导向套与缸底的结构特点，专门制订两套拆解工装方案。方案一是轻松取出底阀的拆解工装，方案二是部分底阀无法取出的拆解工装。第一套方案当中，接头座与工装被焊接为一个整体结构，并通过打压的方法将中缸与活柱分离。第
二套方案主要利用固定螺塞的螺孔拧入工装，然后提前开启底阀底杆，为了便于打压，在工装底部焊有接头座，该方案可以在完成中缸与活柱分离工序后，顺利取出底阀，这就节省了大量时间。在采用新的拆解方案之前，如果拆解作业人员为8人，日拆解立柱数量为4根，那么完成60个液压支架240根立柱的拆解任务需要大约60个工作日。而采用新的拆解方案后，耗费的拆解时间能够减少到12个工作日，折合成费用成本，将直接为企业节省约210000元的费用。
3 试压试验改进要点分析3.1 框架设计原理
图1
拆解千斤顶活柱时，首先需要取出底阀，这一过程对维修人员的专业性要求较高，因此，在拆解之前，需要制订科学系统的拆解方案，这就增加了拆解工作的难度与工作量。与此同时，由于立柱试压试验需要借助于人工力量完成柱体翻转工序，实际操作难度较高，如果违反正确的操作规程，将严重威胁作业人员的生命安全。
2 液压支架立柱千斤顶修理工艺改进要点分析2.1 改变拆解顺序
如果按照过去的拆解顺序，首先对外大缸导向套进行拆解作业，然后再拆解中缸导向套，这种拆解方法的弊端是难以单独完成中缸导向套的拆解工作，这时，如果对钢板进行焊接作业，就会损伤柱面，缩短缸体的使用寿命。另外，立柱与工装扳手的自重量大，拆解过程中频繁的更换扳手或者反复的吊装作业都会增加工作量，而影响生产进度。针对这种情况，经过缜密研究决定，改变支架立柱的顺序，首先拆解中缺导向套，最后再对大缸导向套进行拆解作业。
2.2 设计专用的拆解工装扳手
井下开采作业所使用的液压支架多为双伸缩式结构，其缸径通常为Φ320mm，或者Φ360mm，不同种类的千斤顶，缸径大小也存在较大差异，因此，在试压试验时，就会增加工作量。如果采用多个试压试验框架，不但操作工序繁琐，而且也增加了作业成本。出于对简化操作工序、节省投入成本的考虑，决定采用分体式试压试验框架设计理念，该框架主要包括外部结构与内部结构。如图2所示。
从图2（a）可以看出，分体式试压试验框架的外部结构主要承载试压试验时的外压力，如果以ZTZ20000/25/38型液
（下转第21页）
为了弥补频繁更换工装扳手的缺陷，解决拆解效率低的问题，技术人员结合缸体导向套与缸底的特性和结构组成，对扳手工具进行改进，即把用于拆解大缸导向套的扳手与原拆解扳手焊接成一个整体，使之与棘轮相接，同时，在扳手
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要只考虑成本问题，还要考虑设备质量和性能问题。比如，在采购设备材料时，采购人员要做到“货比三家”，对设备价格、质量性能、使用寿命、养护方法、注意事项等进行全面评价。
最后，要对即将入厂的设备进行全面、及时的检测，防止不符合规定和标准的材料入厂，将“安全生产第一”原则落实到位。通过加强采购管理，保证设备的质量和性能，为后续的安装工作提供根本性保障。
3.2建立完善的安装监督体系
素养进行完善和提高。
首先，在设备安装前期，需要对安装人员的技术能力以及工作素质进行全面的审核考察，只有同时具备这两大要求的安装人员才可得以真正应用。
其次，待确认好合适的安装人员之后，为提升他们的安装技术，可以每隔一段时期对他们开展长达若干天的培训工作。对于培训内容，可以从安装工艺和法律法规两个方面进行，其目的一是为了提高他们的安装水平，二是为了提高他们的法制意识，使之能够以负责并且重视的态度去做好本职工作。
4结语
通过对化工企业生产经营中出现的机械设备问题的分析和探讨可以得出，机械设备出现故障问题主要是因为设备养护工作不够全面，以及设备安装流程和操作不够规范。
针对这些存在的问题，本文提出以下解决措施：提高对机械设备保养和护理工作的重视，定期进行养护和检查修理，及时发现设备存在的安全和质量问题，采取有效的解决措施；建立完善的安装监督体系，对设备安装施工整个过程进行全面监督和管理，提高安装施工过程的规范性、科学性和合理性，在安装施工过程的每一个环节中落实监督体系的规范和标准，从源头提高安装施工质量，确保化工企业的生产经营可以顺利展开。
3.3提高安装人员的职业素质
综上所述，科学技术的不断发展，提高了化学工业设备的制造水平。高质量的化工设备需要高质量的安装才能保证其发挥应有能力。技术先进、质量可靠、安装良好的化工设备才能够在生产过程中获得更高的效率和更高的产品质量，才能保证化工设备安全、稳定、长周期运行，使得生产过程中的设备及工作人员的安全得到保障，使得整个化工产品在加工过程中的质量得到保证。
参考文献：
[1]杜佳峻.化工机械设备安装工程的质量控制措施研究[J].科技创新导报，2020,17(11):36+38.
[2]汪琳琳.化工机械设备安装工程质量控制措施探析[J].中国和化工标准与质量，2018,38(19):27-28.
提高化工机械设备安装质量还应从人和物两个方面实施，所以需要对安装人员做好内部管理工作，对他们的职业（上接第19页）
为了满足井下生产作业需要，提高试压试验效率，可以选择流量为125L/min的柱塞泵，在选择电动机时，首先利用计算公式计算出电动机的使用功率，Pi=pq/6×107η，在计算式当Pi代表液压泵的输入功率，p代表液压泵的实际工作
（a）：外部结构 （b）：内部结构
压力，即31.5×106Pa，q代表液压泵系统的输出理论流量，即125L/min，η代表液压泵的机械效率，取值为0.9。如果将已知条件代入到公式当中，可以计算出液压泵的输入功率为72.92kW，根据计算结果可以得出结论，选择输入功率为75KW的电动机能够满足生产作业需要。
4 结语
图2
压支架为例，立柱工作阻力为3250KN，则试压试验的压强计算式为P=F/S，在计算式当中，P代表试压试验压强，F代表立柱的工作阻力，为已知条件即3250kN，S为球面局部面积，为已知条件即0.033m2。将已知的工作阻力与球面局部面积代入到计算式当中，可以计算出压强值为98MPa。由于该强度值远远超过液压支架立柱产生的压强值，因此，试压试验能够顺利进行。
从图2（b）可以看出，试压试验框架的内部结构主要由基座、内部底 板、行程控制挡板、球面挡板等结构组成，由于基座尺寸参数不同，因此，可以对各种类型的立柱、千斤顶中心进行找平和支撑，也可以有效控制立柱与千斤顶的动作行程。根据试验数据表明，这一内部框架结构可以适用于长度在1500~4000mm之间、最大加载力在5000kN的试件进行试压试验。由此可以看出，这一设计原理实现了一机多用，同时也增强了试验的安全性。
3.2 试压试验系统改进设计
通过对液压支架立柱千斤顶修理工艺以及试压试验系统框架的改进，使维修作业人员的工作量大幅减少，而且也为企业节省了大量的维修成本。同时，改进以后的修理工艺与试压试验系统框架安全性能大幅提升，这就降低了安全事故的发生几率。因此，在日常的维修工作当中，维修人员应当不断对修理工艺以及试压试验框架系统进行改进和优化，使其满足正常生产作业需求的前提下，为提高井下作业安全系数与煤炭产量保驾护航。
参考文献:
[1]王建国.高端液压支架立柱千斤顶的维修及试压试验改进[J].机电工程技术,2020,49(3):212-213,223.
[2]徐文苏,张海,张继业, 等.液压支架立柱导向环计算方法的改进[J].机械工程师,2020(8):63-66,69.
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