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礦用液壓支架油缸結構的優化改造

文檔作者：武波文檔來源：西山煤電集團有限責任公司西		點擊數：	更新時間： 2025年09月20日
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總第232期
2022年第8期
機械分析與設計
摘要：由于液壓支架的應用環境較差，在長期應用過程中，液壓油缸經常會遭受破壞，這會對其性能造成不利影
響，需要對其進行維修。為了降低維修難度，提高液壓支架性能，要通過合理方式對油缸進行改進，使液壓支架油缸
質量得到提高，降低損壞率，提高液壓支架性能，使其滿足應用需求。
關鍵詞：液壓支架加長桿油缸結構防塵壓蓋
中圖分類號：TH137
1改進液壓支架油缸焊縫
缸底焊縫開裂是推移千斤頂過程中因長期應用
造成的一項重要損壞形式。這主要是因為推移千斤頂
在進行安裝時，連接采取中間耳軸方式進行，因此，缸
底和缸體焊縫一方面需要承受液體產生的均勻軸向
力，另一方面還需要承受軸向力，這種連接方式與氣
態固定端在缸底的千斤頂相比，對于焊縫的要求更
高。需要對缸底焊縫進行改進的原因如下：
1)在過去設計中，往往缸底厚度設計厚于缸筒
臂，過去人們錯誤地認為這種設計安全性更高，但是，
從實際應用情況來看，在進行焊接時由于臂厚差異較
大，這會導致傳熱和散熱都不均勻，這將會使缸底和
缸筒無法合理融合，從而形成較高應力集中，在后期
應用時，將會發生掉底現象。
2)焊接作業時采用了V形焊縫，V形焊縫在進行
焊接時，由于底部狹小，無法使焊口底部金屬能夠實
現良好融合。對于推移千斤頂，建議將缸底焊縫轉變
為U形坡口，減小缸底和缸筒焊接部位臂厚；同時，
可以設計一個平緩過渡，通過這種改進方式，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U形坡口，從而在進行焊接作業時，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，
減少應力集中，提高焊縫整體質量，使其能夠滿足應
用需求叫。
2改進液壓支架油缸防塵壓蓋
針對具有三半環或四半環連接形式的不同型號
千斤頂和立柱，為呈現出良好的應用性能,其在應用
時抵抗側向力能力遠大于螺紋式連接，而且遭受到破
壞的比例也要遠小于螺紋式連接液壓缸。但是，在對
其進行拆卸時，則遠不如螺紋式。螺紋式在拆卸時，可
以采取專用拆卸機完成相應的拆卸作業，這種拆卸方
式省時省力。半環式較為費力，特別是在拆卸時，考慮
收稿日期：2022-01-05
作者簡介：武波（1985一)，男，畢業于太原市煤炭職業技術學院礦山機電專業，從事煤礦生產技術工作。
機械管理開發
Mechanical Management and Development
礦用液壓支架油缸結構的優化改造
武波
（西山煤電集團有限責任公司西曲礦，山西太原030053）
文獻標識碼：A
到防塵壓蓋面和缸體配合間隙相對較小，其間隙范圍
通常都在0.057~0.346mm之間，在對其應用一段時
間之后，將會導致壓蓋和缸體之間存在銹蝕和粉塵等
各種不同類型雜質，而且用于拆卸的螺紋孔通常不會
發生銹蝕或損壞問題，即使螺完好，但由于缸體和壓
蓋拆卸時要利用較大力，拆卸難度大，難以順利拆除。
針對這一現象，要適當擴大壓蓋和缸體內壁配合間
隙，控制在0.3~0.5mm之間為最佳，采取這種設計方
式，當活塞桿（活柱)承受彎矩或側向力，防塵壓蓋和
缸體間間隙，與導向套和外缸向配合間隙相比，前者
更小，而彎矩或側向力則由導向套傳給外缸，不會施
加在壓蓋上，再傳遞到外缸口薄弱位置(2)。
針對液壓缸的維修，半環式將防塵壓蓋拆卸之
后，常規拆卸方法作業就是通過將螺栓焊在壓蓋上，
再對螺栓施力，或者采用工裝將螺栓卡在活塞桿（活
柱)，對液壓力進行應用，將其帶出，完成上述作業后，
將螺栓割掉，磨平壓蓋。從整體作業情況來看，這種拆
卸方式應用起來，不僅會浪費大量人力，而且還會浪
費物力，同時，進行焊接作業時，容易導致活塞桿（活
柱）、壓蓋、外缸體遭受破壞。
對于現有液壓缸，可以采取下列方式對缸體內壁
和活塞桿空間大的情況進行改造，加大壓蓋內的2個
螺紋孔，然后對其進行加工，使其成為通孔，從而讓通
孔能夠對準導向套，平時利用呢絨將縫隙堵上，在進
行拆卸作業時，要將呢絨堵拆卸，然后將螺栓擰上，將
螺栓頂在導向套上，然后通過交替方式，將2個螺栓
擰動，通過對螺栓螺紋力量進行應用，降低壓蓋帶出。
針對液壓支架立柱，活柱和缸體內壁間空間小，因此，
無法布置較大螺紋，需要對其進行整改，加長原壓蓋，
縮短缸體半環槽導缸口距離，從而使壓蓋伸出缸口一
段距離，對于壓蓋環型槽，要留出去彈簧卡空間，在缸
口外部預留環形槽，將力施加在環形槽上，也可以設
置一個簡單工裝卡，在活柱上對液壓力進行應用，將
壓蓋帶出。需要注意的是，為了降低取彈簧卡難度，應
Total 232
No.8, 2022
D0I:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2022.08.037
文章編號：1003-773X(2022)08-0088-02
2022年第8期
當采用窄彈簧卡。針對半環處，為了實現防塵，可以在
壓蓋和三半環間壓一個0形圈，這種壓蓋加工與原
結構相比更加復雜，應當伸出外缸約28mm，整體外
觀相對較差，進行拆卸作業時，施力相對簡單、方便，
并且不會導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。
針對千斤頂也可以采取類似方式完成相應改造，
進行拆卸作業時，作業人員通過尖錐等不同類型工
具，在環形槽上施力，改造立柱和千斤頂，節約大量拆
卸時間，降低物力和人力投人。
3改進半環和空心活柱
3.1改進半環
對于三半環活四半環液壓缸，在對其進行應用
時，由于導向套對半環壓得較緊，或者半環發生了變
形問題，難以取出，一些千斤頂半環小，拆卸孔直徑通
常都不會超過3.0mm，采用挑針都難以取出，如果在
進行改造時，在半環頭部打造一個角度約為65°斜
面，在進行拆卸作業時，可以利用尖錐活遍鏟等工具，
利用斜面提出半環，取出相對容易。如果經過改造之
后，安裝難度較大，不如采用挑針方便，進行改造時，
需要預留一個小孔。
3.2改進空心活塞桿（活柱）
部分活塞桿（活柱）在設計時為了減少材料應用
量，降低重量，經常會設計成空心的，這種結構設計是
較為合理的。但是，相關工作人員在具體設計時，經常
會忽略一項內容，就是將活塞桿(活柱)內部制作成了
一個密封空間，密閉空間內會存在大量空氣，在焊接
作業時，受熱和冷卻因素影響，內外空氣流動容易導
致焊縫形成不均勻或氣孔等各種缺陷，在具體應用期
間，可能會導致液體通過焊縫滲人。同時，溫度的變化
會對內部空氣壓力產生變化，這一變化會導致活塞桿
(活柱)筒壁形成附加應力，特別是在溫度變化較大環
境中對其進行應用，影響較大，因此，需要相關工作人
員提高對這一內容的重視。
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構的優化改造
柱)頭位置鉆一個小孔，實現與外界的連通，從而活塞
桿(活柱)內部和外部壓力始終都可以保持一致。同
時，在焊接作業開展前，要對活塞桿活柱)內部進行
防銹處理。
4改進鎖緊螺母式連接的活塞桿
在維修液壓支架時，一些型號支架側護千斤頂、
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個粗牙實現對釘螺母防松，防松效果相
對較差。部分螺紋受液壓沖擊和變載荷影響，會發生
防松失效，連接將會發生松動，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，導向套在活塞桿無法拆掉，必須報
廢處理。因此，在進行設計時，盡量將活塞設計成整體
方式，活塞桿前尺寸大小需要控制在活塞桿以內，從
而方便從前端將導向套拆下。如果整體式不好設計，
可以設計成細壓螺紋，這主要是因為細壓螺紋連接強
度高，其具有較強的耐沖擊能力，整體放松效果要好
于粗牙螺紋，而且不會對母體造成嚴重削弱3。
5結語
液壓支架由多項結構共同構成，油缸是液壓支架
的一項重要構成部分，其性能會對整個液壓支架性
能、應用、維修造成直接影響。因此，相關工作人員在
日常工作中應當加強對液壓支架油缸的分析，對其進
行適當改進，提高其合理性，確保其在應用時的穩定
性和安全性。
參考文獻
[1]宋昊妍.液壓支架油缸故障的診斷與解決方案[J].化學工程與裝
備,2020(3):2.
[2】朱志宏.對液壓支架局部結構的幾項改進措施[J].煤礦機電，2006
(2):6465.
[3］王萬軍，孔祥博.礦用液壓支架油缸密封的探討與改進[J].機床
與液壓,2010,38(20):3.
（編輯：賈娟）
Wu Bo
:89·
針對上述情況，在焊接作業前，應當在活塞桿（活

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