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[摘 要]随着液压支架应用面的不断扩大，研究其结构与检修方式凸显出重要意义。本文首先对液压支架做了概述，分析了液压支架结构的设计。在探讨液压支架焊接工艺注意事项的基础上，从多方面研究了液压支架结构件的检修。
[关键词]液压支架；结构；检修方式
中图分类号：TD421 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0155-01
一、前言
作为一种重要的设备结构，液压支架结构在近期得到了广泛的应用。研究其结构与检修方式，能够更好地提升液压支架结构的实际应用水平，从而获得最为理想的整体效果。本文从概述液压支架相关内容着手本课题的研究。
二、液压支架概述
液压支架是采煤工作面三大配套设备之一，其功用是有效地支撑和控制工作面顶板，保证工人操作及机器运转所必须的安全工作空间。液压支架主要由结构件和液压系统组成。结构件包括底座、顶梁、掩护梁、连杆和推移装置等；液压系统由立柱、各种阀件和管路构成。液压系统检修时需要重点注意的是液压缸类和阀件。支架结构件受力一般都比较复杂，容易产生应力集中。结构件的损坏形式主要是主筋板断裂、开焊以及面板变形等，从现场拆卸情况来看，阀件和管路损坏程度比较严重，考虑到使用时的安全性，通常情况下只有一半可以翻新再利用，并需要经过严格的检验。由于立柱造价高，所以维修过程中应尽量翻新再利用。
三、液压支架结构的设计
1.主要尺寸的确定
（一）支架高度支架的高度根据煤层中平均采煤的高度。支架调高的范围是根据支架的最大高度和最小高度差来确定的，因此，调高的范围越小，支架的适用范围就小，反之，亦然。但是，如果调高的范围过大会降低支架的安全性，因此，设计支架的高度时要考虑周全；
（二）支架间距支架的间距是指2个相邻支架中心的距离。该间距是根据支架的形式来确定的；
（三）支架宽度支架的宽度指的是顶梁的最大宽度和最小宽度。宽度的确定要考虑的因素是支架的运输、调架要求以及支架的安装等；
（四）底座长度底座就是承受由顶板传递来压力的部件。当设计底座的长度时需要考虑的因素有支架对底板的接触比压要小，还要有充足的空间来安装立柱和液压控制装置；还要考虑到要便于工作人员的行走和工作，确保支架的稳定性等。
2.底座的设计
底座设计主要满足以下要求：要有足够的刚度以及强度；底座要对底板有良好的适应性；必须要有足够的空间便于立柱的安装、千斤顶的移动以及其他装置的安装和移动；方便工作人员的工作等；确保支架的稳定性；可以满足顺序排矸的要求，也要满足快速移动支架的要求。
3.立柱的设计
立柱是支架的关键，因为其长时间地处于受力状态，因此，确定立柱时不仅要能够满足相应的工作特性，还要能够有足够的抗压和抗弯强度，还要保证其结构简单和良好的密封性能，以适应支架的要求。
4.顶梁的设计
顶梁主要可以分为3类：整体顶梁、楔形结构顶梁和铰接顶梁。铰接顶梁的前端被称为前梁，后端被称为主梁，一般都简称顶梁。从液压支架的工作原理可以了解到支架对顶梁的长度有着较大的影响，在移架过程中，采取不同的方式有时要求顶梁的长度要长，有时要求要短些；其次，设备的配套尺寸和支架的顶梁长度也有着很大的关系，为了确保安全生产，在设计时都会要求顶梁前端与煤壁保持在空顶距。
四、液压支架焊接工艺的注意事项
液压支架结构件主要通过钢板焊接制成，液压支架结构件焊接存在结构类型多、工作量大、焊接尺寸较难控制等问题。焊接工作的好坏直接决定结构件的质量，所以我们要确定科学的焊接流程，使用合理的方法来保障质量，尽可能减小焊接变形量。对于焊接材料的选择、焊接方式的运用、保护空气的选用、焊接应力的消除、焊前的准备工作等都要有清晰的认识。首先是焊接材料和保护气的选择，应根据不同钢板之间的焊接情况选用不同的焊接材料，依照低强匹配的原则进行。为了避免焊接变形和焊接应力的产生，在焊接过程中应减少热量的输入。焊接保护气体选用二氧化碳与氩气的混合气体，这样可以极大地降低焊接时的飞溅量，在高温状态下有效地封隔焊接环境，防止氧化层的形成，保证焊道美观。
焊接方式根据结构件的材质进行选择。由于结构件通常选用较高强度的钢板，其碳当量比较高，在焊接过程中会有明显的淬硬现象，使焊道的韧性和塑性不能满足要求。所以在焊接时应参考“多层多道焊接示意图”选择合适的方法。在焊接顺序方面，应遵照从里到外的原则，这样可以有效地减小焊接变形量。对于横纵焊缝应优先选择纵焊缝，处理完变形量较大的焊缝后再处理其他焊缝。采用多层多道焊接可以保证热值输入小，对焊缝组织起到细化作用。
焊接应力的消除和焊接前的准备工作同样重要。在焊接前必须要对焊道进行清理，对影响焊接的各种杂质比如氧化层、铁锈、油污等进行认真处理。清理工作完成后需要对钢板进行加热，加热一定要均匀，针对不同的材料选用不同的预热温度和方法，这对于保证焊接质量和降低生产成本都有好处，有利于保持钢板的机械性能。在焊接完成后不可避免地会出现焊接应力，消除焊接应力多采用回火和振动的方式进行。
五、液压支架结构件的检修
1.推移杆
推移杆常见的故障有弯曲、开焊、耳孔变形、中间断裂等。支架检修时，要对推移杆认真检查，对弯曲不太严重，整形不会对整体强度产生破坏的，可以整形处理。对弯曲严重，压力整形有可能使推移杆焊缝开裂、钢材内部应力发生改变的必须报废更新。推移杆联结部件损坏需更换的，要保证更换部件的强度符合设计要求，不得随意用铸件替换锻件，用普通钢板代替高强度钢板，保证修复工艺，修复后整体强度不能低于设计标准，推移杆的不直度应小于5%。
2.侧护板
侧护板侧板与上板夹角大于90°，夹角变大时，上板与顶梁上面之间易塞进煤、矸石等，造成侧护板收回困难。出现这种情况，必须对侧护板整形，恢复原来的形状，侧护板侧板与上板的垂直度不得超过3%。侧护板弹簧套筒导向杆弯曲时，導向杆可以整形。弹簧套筒应及时更新，复位弹簧弹性变形不得大于5%。另外，出现以上情况时，往往顶梁上装配弹簧套筒和导向杆的筒子也会发生明显变化，且变形多发生在外侧管口处，维修时要注意，既要保证修复部位的强度，又不能破坏顶梁的强度。
3.护帮机构
护帮机构包括前梁、伸缩梁、护帮板，最容易出现的问题是部件受力变形，造成伸缩梁、护帮板伸出时支护效果差或收回时与顶梁靠不紧，影响采煤机通过。支架检修时对护帮机构及其关联的联结耳、销轴等出现变形的部位都要进行整形处理或更换，保证护帮机构动作灵活、准确、无障碍。
4.平面结构件
顶梁、掩护梁、尾梁、底座等具有较大平面的结构件，在任一尺寸上的变形不能超过10%，构件平面上出现的凹坑面积不得超过100cm2，深度不能超过2cm，构件平面出现的凸起不得超过100cm2，高度不得超过1cm，处理时不许减少材料厚度。平面上的凸凹点，每平方米面积内不得超过两处，连杆两端的销孔轴线不平行度小于0.2%，与销轴配合后最大间隙应小于2.5mm.
六、结束语
通过对液压支架结构与检修方式的相关研究，我们可以发现，该项工作的顺利开展有赖于对多项影响因素的掌控，有关人员应该从液压支架结构的客观实际应用环境出发，利用自身优势，制定最为优化可行的检修方式实施办法。
参考文献
[1] 路甬祥.液压气动手册[M].北京：机械工业出版社.2011.
[2] 朱真才.韩振铎主编.采掘机械与液压传动[M].中国矿业大学出版社.2012.
[3] 雷秀.高效液压传动技术研究[J].机床与液压.2011（08）：88-89.
[关键词]液压支架；结构；检修方式
中图分类号：TD421 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0155-01
一、前言
作为一种重要的设备结构，液压支架结构在近期得到了广泛的应用。研究其结构与检修方式，能够更好地提升液压支架结构的实际应用水平，从而获得最为理想的整体效果。本文从概述液压支架相关内容着手本课题的研究。
二、液压支架概述
液压支架是采煤工作面三大配套设备之一，其功用是有效地支撑和控制工作面顶板，保证工人操作及机器运转所必须的安全工作空间。液压支架主要由结构件和液压系统组成。结构件包括底座、顶梁、掩护梁、连杆和推移装置等；液压系统由立柱、各种阀件和管路构成。液压系统检修时需要重点注意的是液压缸类和阀件。支架结构件受力一般都比较复杂，容易产生应力集中。结构件的损坏形式主要是主筋板断裂、开焊以及面板变形等，从现场拆卸情况来看，阀件和管路损坏程度比较严重，考虑到使用时的安全性，通常情况下只有一半可以翻新再利用，并需要经过严格的检验。由于立柱造价高，所以维修过程中应尽量翻新再利用。
三、液压支架结构的设计
1.主要尺寸的确定
（一）支架高度支架的高度根据煤层中平均采煤的高度。支架调高的范围是根据支架的最大高度和最小高度差来确定的，因此，调高的范围越小，支架的适用范围就小，反之，亦然。但是，如果调高的范围过大会降低支架的安全性，因此，设计支架的高度时要考虑周全；
（二）支架间距支架的间距是指2个相邻支架中心的距离。该间距是根据支架的形式来确定的；
（三）支架宽度支架的宽度指的是顶梁的最大宽度和最小宽度。宽度的确定要考虑的因素是支架的运输、调架要求以及支架的安装等；
（四）底座长度底座就是承受由顶板传递来压力的部件。当设计底座的长度时需要考虑的因素有支架对底板的接触比压要小，还要有充足的空间来安装立柱和液压控制装置；还要考虑到要便于工作人员的行走和工作，确保支架的稳定性等。
2.底座的设计
底座设计主要满足以下要求：要有足够的刚度以及强度；底座要对底板有良好的适应性；必须要有足够的空间便于立柱的安装、千斤顶的移动以及其他装置的安装和移动；方便工作人员的工作等；确保支架的稳定性；可以满足顺序排矸的要求，也要满足快速移动支架的要求。
3.立柱的设计
立柱是支架的关键，因为其长时间地处于受力状态，因此，确定立柱时不仅要能够满足相应的工作特性，还要能够有足够的抗压和抗弯强度，还要保证其结构简单和良好的密封性能，以适应支架的要求。
4.顶梁的设计
顶梁主要可以分为3类：整体顶梁、楔形结构顶梁和铰接顶梁。铰接顶梁的前端被称为前梁，后端被称为主梁，一般都简称顶梁。从液压支架的工作原理可以了解到支架对顶梁的长度有着较大的影响，在移架过程中，采取不同的方式有时要求顶梁的长度要长，有时要求要短些；其次，设备的配套尺寸和支架的顶梁长度也有着很大的关系，为了确保安全生产，在设计时都会要求顶梁前端与煤壁保持在空顶距。
四、液压支架焊接工艺的注意事项
液压支架结构件主要通过钢板焊接制成，液压支架结构件焊接存在结构类型多、工作量大、焊接尺寸较难控制等问题。焊接工作的好坏直接决定结构件的质量，所以我们要确定科学的焊接流程，使用合理的方法来保障质量，尽可能减小焊接变形量。对于焊接材料的选择、焊接方式的运用、保护空气的选用、焊接应力的消除、焊前的准备工作等都要有清晰的认识。首先是焊接材料和保护气的选择，应根据不同钢板之间的焊接情况选用不同的焊接材料，依照低强匹配的原则进行。为了避免焊接变形和焊接应力的产生，在焊接过程中应减少热量的输入。焊接保护气体选用二氧化碳与氩气的混合气体，这样可以极大地降低焊接时的飞溅量，在高温状态下有效地封隔焊接环境，防止氧化层的形成，保证焊道美观。
焊接方式根据结构件的材质进行选择。由于结构件通常选用较高强度的钢板，其碳当量比较高，在焊接过程中会有明显的淬硬现象，使焊道的韧性和塑性不能满足要求。所以在焊接时应参考“多层多道焊接示意图”选择合适的方法。在焊接顺序方面，应遵照从里到外的原则，这样可以有效地减小焊接变形量。对于横纵焊缝应优先选择纵焊缝，处理完变形量较大的焊缝后再处理其他焊缝。采用多层多道焊接可以保证热值输入小，对焊缝组织起到细化作用。
焊接应力的消除和焊接前的准备工作同样重要。在焊接前必须要对焊道进行清理，对影响焊接的各种杂质比如氧化层、铁锈、油污等进行认真处理。清理工作完成后需要对钢板进行加热，加热一定要均匀，针对不同的材料选用不同的预热温度和方法，这对于保证焊接质量和降低生产成本都有好处，有利于保持钢板的机械性能。在焊接完成后不可避免地会出现焊接应力，消除焊接应力多采用回火和振动的方式进行。
五、液压支架结构件的检修
1.推移杆
推移杆常见的故障有弯曲、开焊、耳孔变形、中间断裂等。支架检修时，要对推移杆认真检查，对弯曲不太严重，整形不会对整体强度产生破坏的，可以整形处理。对弯曲严重，压力整形有可能使推移杆焊缝开裂、钢材内部应力发生改变的必须报废更新。推移杆联结部件损坏需更换的，要保证更换部件的强度符合设计要求，不得随意用铸件替换锻件，用普通钢板代替高强度钢板，保证修复工艺，修复后整体强度不能低于设计标准，推移杆的不直度应小于5%。
2.侧护板
侧护板侧板与上板夹角大于90°，夹角变大时，上板与顶梁上面之间易塞进煤、矸石等，造成侧护板收回困难。出现这种情况，必须对侧护板整形，恢复原来的形状，侧护板侧板与上板的垂直度不得超过3%。侧护板弹簧套筒导向杆弯曲时，導向杆可以整形。弹簧套筒应及时更新，复位弹簧弹性变形不得大于5%。另外，出现以上情况时，往往顶梁上装配弹簧套筒和导向杆的筒子也会发生明显变化，且变形多发生在外侧管口处，维修时要注意，既要保证修复部位的强度，又不能破坏顶梁的强度。
3.护帮机构
护帮机构包括前梁、伸缩梁、护帮板，最容易出现的问题是部件受力变形，造成伸缩梁、护帮板伸出时支护效果差或收回时与顶梁靠不紧，影响采煤机通过。支架检修时对护帮机构及其关联的联结耳、销轴等出现变形的部位都要进行整形处理或更换，保证护帮机构动作灵活、准确、无障碍。
4.平面结构件
顶梁、掩护梁、尾梁、底座等具有较大平面的结构件，在任一尺寸上的变形不能超过10%，构件平面上出现的凹坑面积不得超过100cm2，深度不能超过2cm，构件平面出现的凸起不得超过100cm2，高度不得超过1cm，处理时不许减少材料厚度。平面上的凸凹点，每平方米面积内不得超过两处，连杆两端的销孔轴线不平行度小于0.2%，与销轴配合后最大间隙应小于2.5mm.
六、结束语
通过对液压支架结构与检修方式的相关研究，我们可以发现，该项工作的顺利开展有赖于对多项影响因素的掌控，有关人员应该从液压支架结构的客观实际应用环境出发，利用自身优势，制定最为优化可行的检修方式实施办法。
参考文献
[1] 路甬祥.液压气动手册[M].北京：机械工业出版社.2011.
[2] 朱真才.韩振铎主编.采掘机械与液压传动[M].中国矿业大学出版社.2012.
[3] 雷秀.高效液压传动技术研究[J].机床与液压.2011（08）：88-89.