山东新汶矿业翟镇煤矿多绳摩擦式提升机制动液压缸的升级改造.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 1-g- 第 8期 山东新汶矿业翟镇煤矿多绳摩擦式提升机 制动液压缸的升级改造 胡佩东 张传 明 新 汶矿业 集 团山东 泰 山能源有 限责 任公 司翟镇 煤矿 ， 山东新 泰2 7 1 2 0 4 摘要 针对多绳摩擦式 提升机制动液压缸存在 的问题进行 分析 ， 并对相关 问题进行改造， 进行密封件和碟簧升级 ， 取得了良好效果。 关键词 制动液压缸 ； 泄漏 ； 密封件 ； 碟簧 ； 精修 中 图分 类 号 TH1 3 7 ． 5 文 献标 识 码 A 文 章 编 号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 01 1 0 8 0 0 7 0 0 3 Up g r a d e t he Br a k e Oi l Cy l i n d e r o f t h e M u l t i r o p e M i ne F r i c t i o n a l H o i s t i n Zh a i z h e n Coa l M i ne o f S h a n d o n g HU Pe i d on g ZHANG Ch ua n mi n g Xi n w e n Mi n i n g G r o u p C o ． ， L t d ． ，Xi n t a i 2 7 1 2 0 4 ，C h i n a Ab s t r a c t B y a n a l i z i n g f a i l u r e s o f t h e b r a k e o i l c y l i n d e r o f t h e mu l t i r o p e mi n e f r i c t i o n a l h o i s t ， w e u p g r a d e d t h e s e a l s a n d d i s k s p r i n g s o f t he s y s t e m a n d g o t g o o d e f f e c t ． Ke y W or d s br a k e oi l c y l i nd e r c y l i n de r ； l e ak a g e； s e a l s； d i s k s p r i n g； r e pa i r U 引 吾 多绳 摩 擦 式 提升 机 是 煤 矿 使用 的重 要 提 升 设 备 ， 其广泛应用于煤矿主井 、 副井及斜井等T作场所 ， 用于 货物及人员的运输。由于液压缸产生泄漏 ， 维修频繁 ， 导致 制 动性 能下 降 ，如 果泄 漏 的液 压 油滴 人摩 擦 轮和 摩擦片之间时 ， 会引起重大安全事故。 本文以 J K M一 3 ． 2 5 1 3 0 C 多绳摩擦式提升机制动液压缸为例 ， 对其失效 原 因 ， 改进 方法 、 取得 的效 果 进行 阐述 ， 希 望 能 对 同行 起到一 定 的借鉴 作用 。 1 制动液压缸工作 原理 制 动 液压 缸是 单作 用 液压 缸 ， 制 动 时 ， 液 压缸 通 过 其 内置拉伸碟簧推动活塞 ， 活塞推动活塞杆 ， 活塞杆推 动摩 擦 片压 紧摩 擦 轮 ，从 而起 到 制动 作用 提 升 工作 时 ， 制 动 液 压 缸通 过 液 力 的作 用 ， 压缩 碟 簧 ， 克 服拉 伸 碟 簧的 回复 力 ， 使摩 擦 片与 摩擦 轮进 行 分离 ， 从 而 进行 提升工 作 。 制 动液 压 缸工 作 介质 4 6号抗 磨 液 压 油 外 部 环 境 有灰 尘 ； 安 装 使用 形式 卧式 安装 。 拉 杆 承受 竖直 方 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 5 1 8 作者简 介 胡佩东 1 9 6 5 一 ， 男， 山东宁阳， 党员， 中级职称， 新汶矿业集团翟 镇煤矿机电矿长 7 0 向的作用 力 ； 密 封介 质 工作 温 度 3 0 ～ 5 0 C； 制 动液 压 缸 工作压力 5 MP a ； 工作行程 5 0 ra m； 工作频率 3 ～ 1 0 mi n ／ 行程 。 2 失效现象 1 制动液压缸泄漏严重 。 一般 l 5 ～ 3 0天更换一次 密封件 ， 但是仍然无法彻底杜绝泄漏现象。拆解液压缸 后发 现 以下现 象 1 密 封件严 重损 坏 。 2 活 塞杆镀 层脱 落 ， 杆 被拉 伤 。 3 缸 筒 内壁 被拉 伤 。 4 碟簧产生永久变形。 2 根据拆解后的液压缸观察 ， 液压缸的泄漏点主 要有二处 。第一处为在碟簧压盖与缸体结合部的圆周 部 位 ； 第二 处 为液 压缸 刹 车 间隙调 整 母处 ， 即碟 簧压 盖 上 安装 拉杆封 的位 置 。 3 以前 处 理 办 法 在 法 兰 面 钻 一泄 油 孔 ， 泄漏 的 液 压油 通 过安 装 在泄 油孔 上 油管 导到 油壶 里 ．但 油壶 并 不能 收集 所有 泄 漏 的液 压油 。这种 处理 仅 能作 为应 急处 理 ， 无法 解 决泄 漏 问题 ， 同时 ， 导致 以下 问题 频繁 维修影响生产 ； 泄漏 的液压油污染现场环境 维修工作 量大 ； 最重要的是 ， 泄漏的液压油如果滴在摩擦轮和摩 擦 片 之间 ， 就 会 引起制 动打 滑 ， 带 来严 重的安 全隐 患。 Hv dr a u l i c s P ne u ma t i c s Se a l s ／ No ． 8． 2 01 1 3 失效原 因分析 3 ， 1 密封 件 失效 原用密封件 为市场上模 压成 型 的普 通材质 密封 件 ， 其缺 点为 1 摩擦系数高 ， 运行阻力大， 发热量高。 2 适 应 温度 范 围小 ， 容易 老化 。 3 耐磨损 性 能差 ， 容 易磨 损 。 4 密封 件 尺 寸 精 度 低 ， 公 差 难 以准 确 控 制 ， 不 能 保证密封件尺寸合理的安装过盈量 。 以上缺点导致密封件使用寿命短 ， 泄漏经常发生 。 3 ． 2液压 缸部 件损 伤 在 密封 件 失效 之 后 ， 在 活 塞 与缸 筒 内壁 、 活塞 杆 与 拉杆 封 沟槽 内壁 之 间 ， 金 属 与 金 属之 间产 生摩 擦 ， 从 而 使 得缸 体 内壁 被 拉 伤甚 至 拉 出 沟槽 ，活塞 杆 脱 铬甚 至 拉伤 。缸筒 与 活塞 杆 损 伤后 ， 加速 密 封 件 的损 伤 速度 ， 同时磨 损 的金 属 颗粒 和 密 封件 碎 片 又加 剧 缸 筒 和活 塞 杆 的损 伤 ， 污染 液 压 系统 ， 形成 恶性 循 环 。 3 ． 3碟 簧失效 碟簧的作用 ， 主要是当刹车时 ， 通过碟簧 的回复力 推动刹车片压 紧刹 车盘 ， 从而起到刹车 的作用 ， 当碟簧 被反 复 压缩 、 释放 接 近 或是 超 过 其疲 劳 极 限 的时 候 ， 其 回复力就会大大下 降 ， 这时候就会存在制动力下降 ， 从 而存在刹车安全隐患。 以绞车从地面下降到最底部 ，再从最底部上升到 地 面作 为 一个 行 程 ， 一 个行 程 中碟簧 被 两 次拉 伸 ， 整个 过 程 约 5 mi n ， 正 常情 况 下 ， 绞 车 每 天 工 作 1 8 h ， 按 上 述 情 况计 算 ， 碟 簧每 天 被拉 伸 的次 数 为 { 1 8 h 6 0 mi n ／ h ／ 5 mi n} 2次／ 行 程 l 0 8 0次 ，一 年 被拉 伸 的次 数 为 3 6 5 天x l 0 8 0次／ 天 3 9 4 2 0 0次。 当碟簧许用次数低于 4 0万 次时 ， 碟簧会较快失效 。 4 精修升级方案 根 据 以上分 析结 果 ， 采 取 如下 修 复 、 改 进方 案 。 4 ． 1零 件修 复 1 对 缸筒 内壁 进 行 珩 磨 一 抛 光 处 理 ， 确 保 缸 筒 内 壁 的光 洁度 、 圆度 达 到设计 要 求 。 2 对活塞杆进行退镀一 磨削一 抛光一 电镀一 抛光处 理 ， 确保 活塞杆 的外 圆 尺寸 、 直 线 度 、 圆度 、 镀 层 硬度 达 到设计 要求 。 4_ 2密 封选 型 测 绘 实 际 的密 封件 沟 槽 尺 寸 ，根 据测 绘 的实 际沟 槽 尺寸 ．选 用 艾志 工业 技 术 集 团有 限公 司 专 有 的 A I G A1 0 1 材 质 ， 用 C N C设 备 进 行 车 削 加 工 ， 解 决 3 ． 1 条 中 列举 的密 封件 问题 。具体 选 型及 尺寸 如表 1 所 示 。 表 1 密封件和碟簧选型 4 ． 3碟 簧 选型 碟 簧选 择 艾 志工 业 技 术集 团有 限公 司 高性 能 拉伸 碟 簧 ，该碟簧使用寿命可 以达百万次 以上 ，型号为 A I G 6 1 5 0 G。 具体 尺 寸和数 量 见表 1 。 5 成本分析 自2 0 0 9年 1 0月份投入使用至今 ， 已有 1 5个月有 余 ， 使用效果 良好 ， 无泄漏现象 ， 通过测试 ， 各方 面技术 指标 能很 好 的满 足使 用要 求 。 5 ． 1 油泄 漏造 成 的花 费 漏 油量 按 每个 点 每 5 mi n泄 漏 一滴 ， 液滴 的直 径按 0 ． 4 mm， 4 6号 润滑 油按 2 0元／ 升 计算 见 表 2 。 表 2液压 油损 失计算表 每个盘型 闸按三个泄漏点来计算 ，一年的泄漏损 失就 为 2 8 8 ． 0元 。 5 ． 2密封 件成 本 按 一 年一 个 周期 来 计 算更 换 油 封备 件 成本 ，具 体 金额 见表 3 。 表 3 普通密封件和艾 志工业密封件成本 5 ． 3人 工成 本 按 一 年 一 个 周 期 来 计 算 更 换 油 封 备 件 的人 工 成 本 ， 具体金额见表 4 。 表 4普通密封件和艾志工业密封件 1 2个月内安装人工成本 71 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 l 1年 第 8期 5 ． 4 总成 本 使 用 1 2个 月 为一 个周 期 来计 算 维修 总成 本 ， 具 体 金 额见 表 5 。 表 5费 用 总成 本 对 比表 普通密封件 2 8 8元 1 8 0 0元 1 4 4 0元 3 5 2 8元 艾志工业专用0元 7 6 0元 8 0元8 4 0元 密封件 表 5的成本计算 ，不包括因为维修而导致的影响 生产 的 费用 ，每 次更 换 密封 件 对液 压缸 进 行拆 装 敲击 等带 来损 害及原 来 密封 件失 效 而 导致 缸体 拉 伤而 进行 缸修 复体 的费用 ，也没 有计 算 制动 打 滑带 来 的安 全 隐 患治理 成本 。 通过 以上分析 ，该维修方案一方面大大减少了维 修劳 动量 ， 避 免 了液压 油 的浪 费 ， 保 持 了现 场环 境 的干 上接第 6 9页 一 ／ ＼ { ＼ l j 4 1 一 缸盖螺钉2 一 缸盖3 一 V型杆密封4 一 缸头 图 2 2 。 3 制造不 合理 制造者在制造零件时， 因质量意识不足， 也可以造 成此质量事故， 如图 3所示 ， 当问隙 K值存在时， 就可能 缸头4螺孔有效1I 度满足小 了_奠装理求，致使蝶钥 无法 紧 缸 箍2 0 “Z - 4 ，造 成 纠 1 J 、帛 伪受 力 ；， ， 一一 K r 葺 ／ 、 、 一，广f 1 一 缸 盖 螺 钥 2 一 缸 盖 3 一 V型 杆 衙封4 一缸头 图 3 导致 紧 固缸 盖螺 钉 1时 ， 造 成 虚假 紧 固现 象 ， 多颗 缸 盖 螺钉 紧 圈时 ， 由于 各个 螺钉 受力 不 均 匀 部 分 螺钉 受 力 紧 固 ， 部 分 螺钉 根 本没 有受 力 ， 是 虚假 紧囤 ， 导致 螺钉 前后 断裂 ， 在 钻 攻牙 的过程 ， 由于 没有 控 制好孔 的有效 深度 ， 致使此 类质量事 故发 生 。因为此 类原 因导 致 的此 类质 量事故是 最容 易发生 的。所 以 ， 此 类质 量事故 既有 可能 是 由于设计 师 的失误造 成 ， 也 有可 能是 制造加 工不 足导 致 ， 此 因素造 成 的质 量 事故 比较 容 易被 忽 略 ， 此 类 72 净卫生 ； 另一方面又保障了设备的稳定安全连续生产 ， 消除制 动 打滑 的安全 隐患 。 6 结束语 通过以上方式维修液压缸 ， 能够使设备维护的综合 成本降低 ， 并能节省更多的材料费用 ， 解决设备 的跑冒 滴 漏 问题 ， 并 能够 降 低环 境 污染 ， 是 节 能减 排项 目的实 际举措 在 实际工作 运用 中 ． 应根据 液压缸 的工作 环境 、 使用条件 、 各个零部件质量条件深入分析产生故障的原 因， 采取针对性措施， 提高使用寿命 ， 减少安全隐患。 参 考 文 献 【 1 】 阎 中成． 多绳 摩擦 提升 机存 在 问题浅 析 『 J 】 ． 机械 管理 开 发， 2 0 0 7 1 ． f 2 】 液压维修实用技术手册 编写委员会． 液压维修 实用技术手 册[ M】 ． 江苏科学技术出版社， 2 0 1 0 ． 【 3 】 王益群， 等． 液压 工程师技术手册[ M] ． 北京 化学工业 出版社， 201 0 因素也比较难排除 ， 需要对螺纹孔逐一排除 ， 找出问题 螺纹孔所在。 2 ． 4使 用不 合理 液压缸的主要作用实现直线运动 ，在各种不 同导 向结构 下 ， 液 压缸 能允许 承 载的侧 向力 是不 一样 。实 际 使 用 中 ， 由于 设备 机 架变 形 等 因素 ， 造 成液 压缸 活 塞杆 承受 了 巨大 的侧 向力 ，按 常 规结 构 设计 的液压 缸 是满 足实际使用要求 的。巨大的侧 向力传递到缸盖螺钉 l 上 ， 使缸盖螺钉既承受 了拉压方 向的力 ， 也承受 了剪切 力， 这样 的工况下 ， 螺钉强度 已经大大减低了 ， 螺钉寿 命也 大大 减低 了 。 3 结论 ’ 质量事故的发生，是产 品供应者及用户都不原因 看 到的 现象 ， 所 以 事故 发生 后 ， 因本着 解 决 问题 的心 态 去分析问题 ，偶尔的不可遇见 的质量事故就成为我们 大家 的共 同财 富 ，促使 设 计师 设计 产 品时更 应 注意设 计 的产 品满 足顾 客 的实 际 要求 ，制 造 者 提高 产 品质 量 的 监控 意识 ， 用 户完善 自己的订 货要求 。 参考 文 献 【 l 】 成大先． 机械设计 手册【 M] ． 北京 化学工业出版社 ， 2 0 0 8 ． [ 2 ] 刘愈馅． 液_『 _j三 仲 阀 、 液压机械【 M】 ． 北京 华北通用 机械出版 社 ． 2 0 0 5 ． [ 3 ] 西 安 重 型 机 械 研 究所 ． 重 型机 械标 准【 M】 ． 西 安 陕 西 省 出版 社 总 社 ． 1 9 8 7 ． 1 4l 雷 天 觉 ． 液 压 工 程 手 册[ M] ． 北 京 机 械 z _, lk出 版社 ， 1 9 9 0 ．