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摘要：立柱是煤矿综采工作面液压支架的主要承载部件，起着调节支架高度、维持支架平衡、缓冲过载冲击等作用，是液压支架所有油缸缸径最大、承载作用力最强，同时也是维修率最高、最不易更换的油缸。本文主要对液压支架立柱常见故障进行分析，并对检修工艺进行研究探讨。
关键词：液压支架；立柱；常见故障；检修工艺
1、引言
近些年来，隨着我国经济增速的明显加快，对于能源的需求也越来越大，由于煤炭在我国能源结构中的地位决定了其每年的开采量是巨大的。开采煤炭的过程中需要用液压支架，其主要作用为控制采煤工作面矿山压力的结构物。液压支架能否正常工作将会影响到煤矿的生产进程，而液压支架会根据不同的受力情况调整动作，承受的压力一般都比较大，因此很容易损坏。做好对于液压支架的检修及维修工作能够更好的保证煤矿的正常生产，因此，平时的检修工作就显得十分重要。
2、液压支架立柱的工作原理
当立柱需要上升时，通过扳动操纵阀手柄或按压对应的两位三通电磁换向阀按钮来打开液控单向阀，提供压力液，通过供液接口进入一级缸，进入一级缸的压力液首先作用于一级缸的活塞面积上。这时由于空载升柱，所需液压力较小，故在未打开底阀的情况下二级缸首先升起。当二级缸升至极限位置时，即二级缸的活塞碰到导向套，一级缸活塞腔内的液体压力增高，打开底阀使压力液进入二级缸的活塞腔，活柱升起。在这种状态下支撑顶板，立柱的初撑力等于二级缸的活塞面积乘以泵站的工作压力。如需较大的初撑力，则可稍加降柱，然后再次升柱到接触顶板后，初撑力可达到一级缸的初撑力（即一级缸的活塞面积乘以泵站工作压力）。
3、液压支架立柱出现故障的原因分析
液压支架支柱经常会出现故障，导致支柱出现的故障是多样的，但是经过统计可以发现，主要的故障有以下五种：（1）局部涨缸现象，多发生在外缸与中缸上，涨缸又会导致立柱窜液，立柱出现达不到初撑力或工作阻力故障。（2）中缸或活柱弯曲，无法进行正常的伸缩活动。（3）缸体密封性故障，多发生于中缸、活柱的活塞动密封和中缸、活柱的导向套静密封的内壁。（4）导向套动密封连接密封的故障。（5）二级缸和活柱镀层电镀面损伤。
在以上这些故障中，电镀面损伤出现的几率最大，造成电镀面损伤的主要意外碰伤、划伤以及立柱的电镀层因氢化现象导致出现脱落而造成的立柱伸缩缸出现问题。这些问题多发生在表面，较为容易发现，从而损坏立柱导向套的动密封。导致立柱中缸或是活柱出现弯曲的主要原因是在进行液压支架立柱的受力分析时，通常是将液压支架立柱在一种理想的情况下进行受力分析，因此根据此所计算出的数据的较为精确，导致立柱的受力稳定性富裕量不多。同时双伸缩立柱是一种组合构件，导致其受力无法仅受单一的轴向力，由于立柱、活塞与缸筒之间的缝隙，导致轴向力会分解为轴向力和横向弯曲力的组合力。而当这一弯曲力超出活柱所能承受的极限时将会出现不可逆转的永久性弯曲损坏，一旦立柱出现弯曲，其在上下运动时将会与缸体的内面产生摩擦，使其产生永久性的划伤，造成液压缸体的损坏。
4、做好液压支架立柱的日常检修与维护
由上文的介绍和分析可以知道，液压支架立柱出现故障是无法避免的，但是其中的一些故障则可以通过在分析其产生原理的基础上采取一定的预防措施来降低其发生的几率，进而提高液压支架韵工作效率。具体来说，有以下几项措施可以采用：
（1）电镀面损伤等问题最表面也最常见，这类问题比较容易解决，可直接在立柱的周围架起防护措施，阻止带有破坏性的异物靠近立柱，例如伸缩式立柱防护套。（2）对于因厂家设计所带来的立柱稳定性问题需要及时对厂家作出反馈，建议其提高其设计时所使用功能的安全系数。（3）支架摆放的位置和角度不合理会产生额外的附加横向弯曲力，我们可以进行必要的倾斜性检查，如果倾斜度不符合正常范围，要及时调整至合理状态，还要注意定期地对支架进行清理工作，保证液压支架能够正常工作。
5、液压支架立柱的修复
5.1对于立柱缸筒的修复
当需要对液压立柱进行检修时，需要将液压支架立柱进行拆解，待液压支架立柱拆解完成后，需要对立柱缸筒进行一定的测量，检查其表面出现问题的部位，而后通过进行研磨来消除缸筒内所产生的划伤、裂缝等。通常拆解后的缸筒需要采用珩磨来清除里面的缺陷，之后再采用电镀铜锡合金来还原内孔的尺寸，或者采用熔铜新工艺修理（“新工艺”是指：对于立柱缸筒内孔公称尺寸超差0.4mm以上的缸筒，采取镗孔-熔覆铜合金-镗孔-珩磨的修理工艺，将缸筒内孔尺寸修复至公称尺寸，孔公差取H9），使其满足装配密封区尺寸的要求。而对于缸筒内与导向套所配合的内表面及螺纹部位，则需要使用细砂纸与汽油、煤油等配合来对表面的锈迹清理。
5.2对于液压支架立柱中缸、活柱的修复
活柱部位也容易出现问题，一般是在表面，可以在拆解立柱之后对其进行检查，观察它有没有划伤或锈蚀，如果没有那么我们就可以只进行简单的抛光处理；如果有划伤或锈蚀的情况，则需要先退镀，之后点焊修复缺陷，再抛光打磨使其表面具备电镀的要求，再对其进行重新镀铜锡合金打底镀硬铬，或者采用激光熔覆修理并如下要求：修复后外径满足f9公差等级尺寸，洛氏硬度不小于50；修复后熔覆层厚度为0.4-0.6mm；修复后粗糙度≤Ra0.4，孔隙率小于10点/dm2、￠<0.02mm，最终中缸及活柱表面的状态达到工业使用的要求。此外，如果液面的密封性也出现了问题，那么就会发生渗漏现象，打磨处理也是必要的。
5.3对于活塞的修复
通过对液压立柱进行拆解后，首先通过目测对活塞表面进行检查，如果并未发现有明显的损伤的可以使用煤油、清洗汽油等对其进行清理，去除表面的赃物，清理干净后在其表面涂抹润滑脂。如碰到轻微损伤的活塞，使用油石等去除其表面的毛刺等来使其恢复使用。 对于导向套的修复工艺参照活塞的修复工艺。
5.4密封的修复
更换所有密封件。[密封（不含导向带）要求为：导向带耐压强度不低于200Mpa（压缩时），且为短纤维结构]密封采购神东配套主机厂家（SKF、上海唯万、郝莱特）。
5.5标识的修复
修复后的立柱按神东标准统一编号，编号和维修检测记录做到对应。标牌格式符合神东要求：焊接镂空字体的不锈钢流水标识牌（内容：支架套别+中间、端头架、过渡架开头字母+流水号），标牌外面不加框，采用两边不锈钢全焊焊接。标识牌尺寸：长200mm、宽40mm、厚度2 mm，字体为黑体，字高160、字宽32。
立柱修复完成后，每件导向套必须安装2件以上的限位销（限位销凹入限位孔不低于5mm，安装限位销后所有限位销孔涂抹平面胶），修复后的油缸要求全部进行打压测试，并出具打压测试合格报告。
6、修复工件的检验
（1）镀层的检验。①外观质量检验。表面光滑、平整，无粗糙、粒子、裂纹、起泡、结晶、局部无镀层、局部凹坑、凸起等缺陷。②硬度检验。检测镀层硬度，硬铬层≥800HV。③粗糙度检验。用数字粗糙度检测仪至少测量镀层三处粗糙度值，R值≤0.4。④尺寸检验。用外径千分尺测量镀层直径及公差，符合公差要求。（2）焊缝的检验。焊缝的高度、形状、强度、密封度等指标必须达到要求。
7、液压支架立柱的装配
以上对液压支架的修复工艺进行了介绍，对液压支架各部件修复完成后需要对其进行装配，装配的好坏对于液压支架立柱的性能也有着非常重要的影响，对于立柱的装配，首先需要使用煤油等对各个液压部件进行再次清洗，由于修复过程中会导致修复的碎屑、锈斑等残留在液压构件中，使用煤油等能够更好的对其进行清洁，同时在清洗的过程中可以查看修复的部位表面是否光滑等，清洗完成后需要安装相应的二级缸装配专用卡盘，完成卡盘的安装后需要将缸体的组件吊装到立柱固定架内，待吊装完成后对其进行固定。固定完成后再外缸安装导向套，并在螺纹处抹上润滑脂，在安装二级缸导向套时，为了使其能够与缸体同心，需要先逆时针旋转调整两者之间的同心度，待同心度符合要求后即可旋转拧紧。推出一级缸组件，并将专用卡盘拆除，而后将立柱缸体组件和活柱组件吊装到位，完成对于活柱的密封并在涂抹完润滑油后使用千斤顶将其压入缸筒内，待压人完成后拆除导向套，完成后将立柱吊装入装配区，而后进行活柱导向套的安装，方法与安装二级缸导向套方法相一致，先反向调整同心度，待同心度调整到位后拧紧即可。
8、性能试验
进行空载行程试验、最低启动压力试验、密封性试验、让压性能试验、耐久性试验、过载性能等标准规定的试验。
9、结束语
液壓支架立柱是液压支架的主要受力构件，因此其故障率较高。本文通过对液压支架立柱出现的故障进行分析，提出了相应的预防及检修措施，通过对液压支架立柱进行合理的检修可以有效的提高液压支架的使用效率并降低其维修成本。
参考文献：
[1]关于液压支架立柱缸体表面修复研究[J].张静.科技展望.2016（22）.
[2]微弧氧化在液压支架立柱防腐中的应用[J].甄敬然，路银川.矿山机械.2012（03）.
[3]液压支架立柱胀缸分析及防治[J].刘录琴.企业技术开发.2013（17）.
（作者单位：神华神东煤炭集团设备管理中心）
关键词：液压支架；立柱；常见故障；检修工艺
1、引言
近些年来，隨着我国经济增速的明显加快，对于能源的需求也越来越大，由于煤炭在我国能源结构中的地位决定了其每年的开采量是巨大的。开采煤炭的过程中需要用液压支架，其主要作用为控制采煤工作面矿山压力的结构物。液压支架能否正常工作将会影响到煤矿的生产进程，而液压支架会根据不同的受力情况调整动作，承受的压力一般都比较大，因此很容易损坏。做好对于液压支架的检修及维修工作能够更好的保证煤矿的正常生产，因此，平时的检修工作就显得十分重要。
2、液压支架立柱的工作原理
当立柱需要上升时，通过扳动操纵阀手柄或按压对应的两位三通电磁换向阀按钮来打开液控单向阀，提供压力液，通过供液接口进入一级缸，进入一级缸的压力液首先作用于一级缸的活塞面积上。这时由于空载升柱，所需液压力较小，故在未打开底阀的情况下二级缸首先升起。当二级缸升至极限位置时，即二级缸的活塞碰到导向套，一级缸活塞腔内的液体压力增高，打开底阀使压力液进入二级缸的活塞腔，活柱升起。在这种状态下支撑顶板，立柱的初撑力等于二级缸的活塞面积乘以泵站的工作压力。如需较大的初撑力，则可稍加降柱，然后再次升柱到接触顶板后，初撑力可达到一级缸的初撑力（即一级缸的活塞面积乘以泵站工作压力）。
3、液压支架立柱出现故障的原因分析
液压支架支柱经常会出现故障，导致支柱出现的故障是多样的，但是经过统计可以发现，主要的故障有以下五种：（1）局部涨缸现象，多发生在外缸与中缸上，涨缸又会导致立柱窜液，立柱出现达不到初撑力或工作阻力故障。（2）中缸或活柱弯曲，无法进行正常的伸缩活动。（3）缸体密封性故障，多发生于中缸、活柱的活塞动密封和中缸、活柱的导向套静密封的内壁。（4）导向套动密封连接密封的故障。（5）二级缸和活柱镀层电镀面损伤。
在以上这些故障中，电镀面损伤出现的几率最大，造成电镀面损伤的主要意外碰伤、划伤以及立柱的电镀层因氢化现象导致出现脱落而造成的立柱伸缩缸出现问题。这些问题多发生在表面，较为容易发现，从而损坏立柱导向套的动密封。导致立柱中缸或是活柱出现弯曲的主要原因是在进行液压支架立柱的受力分析时，通常是将液压支架立柱在一种理想的情况下进行受力分析，因此根据此所计算出的数据的较为精确，导致立柱的受力稳定性富裕量不多。同时双伸缩立柱是一种组合构件，导致其受力无法仅受单一的轴向力，由于立柱、活塞与缸筒之间的缝隙，导致轴向力会分解为轴向力和横向弯曲力的组合力。而当这一弯曲力超出活柱所能承受的极限时将会出现不可逆转的永久性弯曲损坏，一旦立柱出现弯曲，其在上下运动时将会与缸体的内面产生摩擦，使其产生永久性的划伤，造成液压缸体的损坏。
4、做好液压支架立柱的日常检修与维护
由上文的介绍和分析可以知道，液压支架立柱出现故障是无法避免的，但是其中的一些故障则可以通过在分析其产生原理的基础上采取一定的预防措施来降低其发生的几率，进而提高液压支架韵工作效率。具体来说，有以下几项措施可以采用：
（1）电镀面损伤等问题最表面也最常见，这类问题比较容易解决，可直接在立柱的周围架起防护措施，阻止带有破坏性的异物靠近立柱，例如伸缩式立柱防护套。（2）对于因厂家设计所带来的立柱稳定性问题需要及时对厂家作出反馈，建议其提高其设计时所使用功能的安全系数。（3）支架摆放的位置和角度不合理会产生额外的附加横向弯曲力，我们可以进行必要的倾斜性检查，如果倾斜度不符合正常范围，要及时调整至合理状态，还要注意定期地对支架进行清理工作，保证液压支架能够正常工作。
5、液压支架立柱的修复
5.1对于立柱缸筒的修复
当需要对液压立柱进行检修时，需要将液压支架立柱进行拆解，待液压支架立柱拆解完成后，需要对立柱缸筒进行一定的测量，检查其表面出现问题的部位，而后通过进行研磨来消除缸筒内所产生的划伤、裂缝等。通常拆解后的缸筒需要采用珩磨来清除里面的缺陷，之后再采用电镀铜锡合金来还原内孔的尺寸，或者采用熔铜新工艺修理（“新工艺”是指：对于立柱缸筒内孔公称尺寸超差0.4mm以上的缸筒，采取镗孔-熔覆铜合金-镗孔-珩磨的修理工艺，将缸筒内孔尺寸修复至公称尺寸，孔公差取H9），使其满足装配密封区尺寸的要求。而对于缸筒内与导向套所配合的内表面及螺纹部位，则需要使用细砂纸与汽油、煤油等配合来对表面的锈迹清理。
5.2对于液压支架立柱中缸、活柱的修复
活柱部位也容易出现问题，一般是在表面，可以在拆解立柱之后对其进行检查，观察它有没有划伤或锈蚀，如果没有那么我们就可以只进行简单的抛光处理；如果有划伤或锈蚀的情况，则需要先退镀，之后点焊修复缺陷，再抛光打磨使其表面具备电镀的要求，再对其进行重新镀铜锡合金打底镀硬铬，或者采用激光熔覆修理并如下要求：修复后外径满足f9公差等级尺寸，洛氏硬度不小于50；修复后熔覆层厚度为0.4-0.6mm；修复后粗糙度≤Ra0.4，孔隙率小于10点/dm2、￠<0.02mm，最终中缸及活柱表面的状态达到工业使用的要求。此外，如果液面的密封性也出现了问题，那么就会发生渗漏现象，打磨处理也是必要的。
5.3对于活塞的修复
通过对液压立柱进行拆解后，首先通过目测对活塞表面进行检查，如果并未发现有明显的损伤的可以使用煤油、清洗汽油等对其进行清理，去除表面的赃物，清理干净后在其表面涂抹润滑脂。如碰到轻微损伤的活塞，使用油石等去除其表面的毛刺等来使其恢复使用。 对于导向套的修复工艺参照活塞的修复工艺。
5.4密封的修复
更换所有密封件。[密封（不含导向带）要求为：导向带耐压强度不低于200Mpa（压缩时），且为短纤维结构]密封采购神东配套主机厂家（SKF、上海唯万、郝莱特）。
5.5标识的修复
修复后的立柱按神东标准统一编号，编号和维修检测记录做到对应。标牌格式符合神东要求：焊接镂空字体的不锈钢流水标识牌（内容：支架套别+中间、端头架、过渡架开头字母+流水号），标牌外面不加框，采用两边不锈钢全焊焊接。标识牌尺寸：长200mm、宽40mm、厚度2 mm，字体为黑体，字高160、字宽32。
立柱修复完成后，每件导向套必须安装2件以上的限位销（限位销凹入限位孔不低于5mm，安装限位销后所有限位销孔涂抹平面胶），修复后的油缸要求全部进行打压测试，并出具打压测试合格报告。
6、修复工件的检验
（1）镀层的检验。①外观质量检验。表面光滑、平整，无粗糙、粒子、裂纹、起泡、结晶、局部无镀层、局部凹坑、凸起等缺陷。②硬度检验。检测镀层硬度，硬铬层≥800HV。③粗糙度检验。用数字粗糙度检测仪至少测量镀层三处粗糙度值，R值≤0.4。④尺寸检验。用外径千分尺测量镀层直径及公差，符合公差要求。（2）焊缝的检验。焊缝的高度、形状、强度、密封度等指标必须达到要求。
7、液压支架立柱的装配
以上对液压支架的修复工艺进行了介绍，对液压支架各部件修复完成后需要对其进行装配，装配的好坏对于液压支架立柱的性能也有着非常重要的影响，对于立柱的装配，首先需要使用煤油等对各个液压部件进行再次清洗，由于修复过程中会导致修复的碎屑、锈斑等残留在液压构件中，使用煤油等能够更好的对其进行清洁，同时在清洗的过程中可以查看修复的部位表面是否光滑等，清洗完成后需要安装相应的二级缸装配专用卡盘，完成卡盘的安装后需要将缸体的组件吊装到立柱固定架内，待吊装完成后对其进行固定。固定完成后再外缸安装导向套，并在螺纹处抹上润滑脂，在安装二级缸导向套时，为了使其能够与缸体同心，需要先逆时针旋转调整两者之间的同心度，待同心度符合要求后即可旋转拧紧。推出一级缸组件，并将专用卡盘拆除，而后将立柱缸体组件和活柱组件吊装到位，完成对于活柱的密封并在涂抹完润滑油后使用千斤顶将其压入缸筒内，待压人完成后拆除导向套，完成后将立柱吊装入装配区，而后进行活柱导向套的安装，方法与安装二级缸导向套方法相一致，先反向调整同心度，待同心度调整到位后拧紧即可。
8、性能试验
进行空载行程试验、最低启动压力试验、密封性试验、让压性能试验、耐久性试验、过载性能等标准规定的试验。
9、结束语
液壓支架立柱是液压支架的主要受力构件，因此其故障率较高。本文通过对液压支架立柱出现的故障进行分析，提出了相应的预防及检修措施，通过对液压支架立柱进行合理的检修可以有效的提高液压支架的使用效率并降低其维修成本。
参考文献：
[1]关于液压支架立柱缸体表面修复研究[J].张静.科技展望.2016（22）.
[2]微弧氧化在液压支架立柱防腐中的应用[J].甄敬然，路银川.矿山机械.2012（03）.
[3]液压支架立柱胀缸分析及防治[J].刘录琴.企业技术开发.2013（17）.
（作者单位：神华神东煤炭集团设备管理中心）