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礦用液壓支架油缸結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造

文檔作者：武波文檔來源：西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司西		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年09月20日
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總第232期
2022年第8期
機(jī)械分析與設(shè)計(jì)
摘要：由于液壓支架的應(yīng)用環(huán)境較差，在長(zhǎng)期應(yīng)用過程中，液壓油缸經(jīng)常會(huì)遭受破壞，這會(huì)對(duì)其性能造成不利影
響，需要對(duì)其進(jìn)行維修。為了降低維修難度，提高液壓支架性能，要通過合理方式對(duì)油缸進(jìn)行改進(jìn)，使液壓支架油缸
質(zhì)量得到提高，降低損壞率，提高液壓支架性能，使其滿足應(yīng)用需求。
關(guān)鍵詞：液壓支架加長(zhǎng)桿油缸結(jié)構(gòu)防塵壓蓋
中圖分類號(hào)：TH137
1改進(jìn)液壓支架油缸焊縫
缸底焊縫開裂是推移千斤頂過程中因長(zhǎng)期應(yīng)用
造成的一項(xiàng)重要損壞形式。這主要是因?yàn)橥埔魄Ы镯?
在進(jìn)行安裝時(shí)，連接采取中間耳軸方式進(jìn)行，因此，缸
底和缸體焊縫一方面需要承受液體產(chǎn)生的均勻軸向
力，另一方面還需要承受軸向力，這種連接方式與氣
態(tài)固定端在缸底的千斤頂相比，對(duì)于焊縫的要求更
高。需要對(duì)缸底焊縫進(jìn)行改進(jìn)的原因如下：
1)在過去設(shè)計(jì)中，往往缸底厚度設(shè)計(jì)厚于缸筒
臂，過去人們錯(cuò)誤地認(rèn)為這種設(shè)計(jì)安全性更高，但是，
從實(shí)際應(yīng)用情況來看，在進(jìn)行焊接時(shí)由于臂厚差異較
大，這會(huì)導(dǎo)致傳熱和散熱都不均勻，這將會(huì)使缸底和
缸筒無法合理融合，從而形成較高應(yīng)力集中，在后期
應(yīng)用時(shí)，將會(huì)發(fā)生掉底現(xiàn)象。
2)焊接作業(yè)時(shí)采用了V形焊縫，V形焊縫在進(jìn)行
焊接時(shí)，由于底部狹小，無法使焊口底部金屬能夠?qū)?
現(xiàn)良好融合。對(duì)于推移千斤頂，建議將缸底焊縫轉(zhuǎn)變
為U形坡口，減小缸底和缸筒焊接部位臂厚；同時(shí)，
可以設(shè)計(jì)一個(gè)平緩過渡，通過這種改進(jìn)方式，能夠使
缸底焊接部分厚度與缸筒厚度相接近，使焊縫能夠稍
離開缸低底部較厚一段距離。在缸底焊接部分打上一
個(gè)U形坡口，從而在進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，要保證缸筒和
缸底散熱和傳熱都能夠保持均勻，可以與焊縫金屬合
理融人到一起，而且能夠大幅度減少橫截面突變量，
減少應(yīng)力集中，提高焊縫整體質(zhì)量，使其能夠滿足應(yīng)
用需求叫。
2改進(jìn)液壓支架油缸防塵壓蓋
針對(duì)具有三半環(huán)或四半環(huán)連接形式的不同型號(hào)
千斤頂和立柱，為呈現(xiàn)出良好的應(yīng)用性能,其在應(yīng)用
時(shí)抵抗側(cè)向力能力遠(yuǎn)大于螺紋式連接，而且遭受到破
壞的比例也要遠(yuǎn)小于螺紋式連接液壓缸。但是，在對(duì)
其進(jìn)行拆卸時(shí)，則遠(yuǎn)不如螺紋式。螺紋式在拆卸時(shí)，可
以采取專用拆卸機(jī)完成相應(yīng)的拆卸作業(yè)，這種拆卸方
式省時(shí)省力。半環(huán)式較為費(fèi)力，特別是在拆卸時(shí)，考慮
收稿日期：2022-01-05
作者簡(jiǎn)介：武波（1985一)，男，畢業(yè)于太原市煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院礦山機(jī)電專業(yè)，從事煤礦生產(chǎn)技術(shù)工作。
機(jī)械管理開發(fā)
Mechanical Management and Development
礦用液壓支架油缸結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造
武波
（西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司西曲礦，山西太原030053）
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
到防塵壓蓋面和缸體配合間隙相對(duì)較小，其間隙范圍
通常都在0.057~0.346mm之間，在對(duì)其應(yīng)用一段時(shí)
間之后，將會(huì)導(dǎo)致壓蓋和缸體之間存在銹蝕和粉塵等
各種不同類型雜質(zhì)，而且用于拆卸的螺紋孔通常不會(huì)
發(fā)生銹蝕或損壞問題，即使螺完好，但由于缸體和壓
蓋拆卸時(shí)要利用較大力，拆卸難度大，難以順利拆除。
針對(duì)這一現(xiàn)象，要適當(dāng)擴(kuò)大壓蓋和缸體內(nèi)壁配合間
隙，控制在0.3~0.5mm之間為最佳，采取這種設(shè)計(jì)方
式，當(dāng)活塞桿（活柱)承受彎矩或側(cè)向力，防塵壓蓋和
缸體間間隙，與導(dǎo)向套和外缸向配合間隙相比，前者
更小，而彎矩或側(cè)向力則由導(dǎo)向套傳給外缸，不會(huì)施
加在壓蓋上，再傳遞到外缸口薄弱位置(2)。
針對(duì)液壓缸的維修，半環(huán)式將防塵壓蓋拆卸之
后，常規(guī)拆卸方法作業(yè)就是通過將螺栓焊在壓蓋上，
再對(duì)螺栓施力，或者采用工裝將螺栓卡在活塞桿（活
柱)，對(duì)液壓力進(jìn)行應(yīng)用，將其帶出，完成上述作業(yè)后，
將螺栓割掉，磨平壓蓋。從整體作業(yè)情況來看，這種拆
卸方式應(yīng)用起來，不僅會(huì)浪費(fèi)大量人力，而且還會(huì)浪
費(fèi)物力，同時(shí)，進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，容易導(dǎo)致活塞桿（活
柱）、壓蓋、外缸體遭受破壞。
對(duì)于現(xiàn)有液壓缸，可以采取下列方式對(duì)缸體內(nèi)壁
和活塞桿空間大的情況進(jìn)行改造，加大壓蓋內(nèi)的2個(gè)
螺紋孔，然后對(duì)其進(jìn)行加工，使其成為通孔，從而讓通
孔能夠?qū)?zhǔn)導(dǎo)向套，平時(shí)利用呢絨將縫隙堵上，在進(jìn)
行拆卸作業(yè)時(shí)，要將呢絨堵拆卸，然后將螺栓擰上，將
螺栓頂在導(dǎo)向套上，然后通過交替方式，將2個(gè)螺栓
擰動(dòng)，通過對(duì)螺栓螺紋力量進(jìn)行應(yīng)用，降低壓蓋帶出。
針對(duì)液壓支架立柱，活柱和缸體內(nèi)壁間空間小，因此，
無法布置較大螺紋，需要對(duì)其進(jìn)行整改，加長(zhǎng)原壓蓋，
縮短缸體半環(huán)槽導(dǎo)缸口距離，從而使壓蓋伸出缸口一
段距離，對(duì)于壓蓋環(huán)型槽，要留出去彈簧卡空間，在缸
口外部預(yù)留環(huán)形槽，將力施加在環(huán)形槽上，也可以設(shè)
置一個(gè)簡(jiǎn)單工裝卡，在活柱上對(duì)液壓力進(jìn)行應(yīng)用，將
壓蓋帶出。需要注意的是，為了降低取彈簧卡難度，應(yīng)
Total 232
No.8, 2022
D0I:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2022.08.037
文章編號(hào)：1003-773X(2022)08-0088-02
2022年第8期
當(dāng)采用窄彈簧卡。針對(duì)半環(huán)處，為了實(shí)現(xiàn)防塵，可以在
壓蓋和三半環(huán)間壓一個(gè)0形圈，這種壓蓋加工與原
結(jié)構(gòu)相比更加復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)伸出外缸約28mm，整體外
觀相對(duì)較差，進(jìn)行拆卸作業(yè)時(shí)，施力相對(duì)簡(jiǎn)單、方便，
并且不會(huì)導(dǎo)致其他零部件遭受破壞，可以使立柱拆卸
工藝得到顯著提高，改善其整體性能。
針對(duì)千斤頂也可以采取類似方式完成相應(yīng)改造，
進(jìn)行拆卸作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員通過尖錐等不同類型工
具，在環(huán)形槽上施力，改造立柱和千斤頂，節(jié)約大量拆
卸時(shí)間，降低物力和人力投人。
3改進(jìn)半環(huán)和空心活柱
3.1改進(jìn)半環(huán)
對(duì)于三半環(huán)活四半環(huán)液壓缸，在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用
時(shí)，由于導(dǎo)向套對(duì)半環(huán)壓得較緊，或者半環(huán)發(fā)生了變
形問題，難以取出，一些千斤頂半環(huán)小，拆卸孔直徑通
常都不會(huì)超過3.0mm，采用挑針都難以取出，如果在
進(jìn)行改造時(shí)，在半環(huán)頭部打造一個(gè)角度約為65°斜
面，在進(jìn)行拆卸作業(yè)時(shí)，可以利用尖錐活遍鏟等工具，
利用斜面提出半環(huán)，取出相對(duì)容易。如果經(jīng)過改造之
后，安裝難度較大，不如采用挑針方便，進(jìn)行改造時(shí)，
需要預(yù)留一個(gè)小孔。
3.2改進(jìn)空心活塞桿（活柱）
部分活塞桿（活柱）在設(shè)計(jì)時(shí)為了減少材料應(yīng)用
量，降低重量，經(jīng)常會(huì)設(shè)計(jì)成空心的，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是
較為合理的。但是，相關(guān)工作人員在具體設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常
會(huì)忽略一項(xiàng)內(nèi)容，就是將活塞桿(活柱)內(nèi)部制作成了
一個(gè)密封空間，密閉空間內(nèi)會(huì)存在大量空氣，在焊接
作業(yè)時(shí)，受熱和冷卻因素影響，內(nèi)外空氣流動(dòng)容易導(dǎo)
致焊縫形成不均勻或氣孔等各種缺陷，在具體應(yīng)用期
間，可能會(huì)導(dǎo)致液體通過焊縫滲人。同時(shí)，溫度的變化
會(huì)對(duì)內(nèi)部空氣壓力產(chǎn)生變化，這一變化會(huì)導(dǎo)致活塞桿
(活柱)筒壁形成附加應(yīng)力，特別是在溫度變化較大環(huán)
境中對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，影響較大，因此，需要相關(guān)工作人
員提高對(duì)這一內(nèi)容的重視。
Optimization of the Structure of Hydraulic Support Cylinders for Mining
(Xiqu Mine, Xishan Coal and Electricity Group Co.,Ltd., Taiyuan Shanxi 030053)
Abstract: Due tothe poor application environment of the hydraulic support, the hydraulic cylinder ofen suffers damage during long-tem
application, which can adversely afectits performanceand needs toberepaired.In ordertoreducethe maintenance dificulty and improve
the performance of the hydraulic support, the cylinder should be improved. By improving in areasonable way, thequality of the hydraulic
support cylinder can be improved,the damage rate can bereduced and the performance of the hydraulic support can be improved so thatit
can meet the application requirements.
Key words: hydraulic support; extension rod; cylinder structure; dustproof gland
武波：礦用液壓支架油缸結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造
柱)頭位置鉆一個(gè)小孔，實(shí)現(xiàn)與外界的連通，從而活塞
桿(活柱)內(nèi)部和外部壓力始終都可以保持一致。同
時(shí)，在焊接作業(yè)開展前，要對(duì)活塞桿活柱)內(nèi)部進(jìn)行
防銹處理。
4改進(jìn)鎖緊螺母式連接的活塞桿
在維修液壓支架時(shí)，一些型號(hào)支架側(cè)護(hù)千斤頂、
插板千斤頂活塞和活塞桿采取螺紋方式連接，通常情
況下，利用2個(gè)粗牙實(shí)現(xiàn)對(duì)釘螺母防松，防松效果相
對(duì)較差。部分螺紋受液壓沖擊和變載荷影響，會(huì)發(fā)生
防松失效，連接將會(huì)發(fā)生松動(dòng)，從而造成螺紋破壞，部
分螺紋損壞后，這部分活塞無法被拆下，主要原因就
是活塞桿前端大，導(dǎo)向套在活塞桿無法拆掉，必須報(bào)
廢處理。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，盡量將活塞設(shè)計(jì)成整體
方式，活塞桿前尺寸大小需要控制在活塞桿以內(nèi)，從
而方便從前端將導(dǎo)向套拆下。如果整體式不好設(shè)計(jì)，
可以設(shè)計(jì)成細(xì)壓螺紋，這主要是因?yàn)榧?xì)壓螺紋連接強(qiáng)
度高，其具有較強(qiáng)的耐沖擊能力，整體放松效果要好
于粗牙螺紋，而且不會(huì)對(duì)母體造成嚴(yán)重削弱3。
5結(jié)語
液壓支架由多項(xiàng)結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成，油缸是液壓支架
的一項(xiàng)重要構(gòu)成部分，其性能會(huì)對(duì)整個(gè)液壓支架性
能、應(yīng)用、維修造成直接影響。因此，相關(guān)工作人員在
日常工作中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)液壓支架油缸的分析，對(duì)其進(jìn)
行適當(dāng)改進(jìn)，提高其合理性，確保其在應(yīng)用時(shí)的穩(wěn)定
性和安全性。
參考文獻(xiàn)
[1]宋昊妍.液壓支架油缸故障的診斷與解決方案[J].化學(xué)工程與裝
備,2020(3):2.
[2】朱志宏.對(duì)液壓支架局部結(jié)構(gòu)的幾項(xiàng)改進(jìn)措施[J].煤礦機(jī)電，2006
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[3］王萬軍，孔祥博.礦用液壓支架油缸密封的探討與改進(jìn)[J].機(jī)床
與液壓,2010,38(20):3.
（編輯：賈娟）
Wu Bo
:89·
針對(duì)上述情況，在焊接作業(yè)前，應(yīng)當(dāng)在活塞桿（活

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