大修后液压支架异常响声的机理探讨

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1、大修后液压支架异常响声的机理探讨韩智诚在公司的修理车间一架大修后的液压支架旁围了很多人，这架液压支架正在做动作试验。当支架上升到一定位置时，出现了很大的响声。装配工人和技术人员都在议论是什么原因。这种异常的响声不像是憋卡的声音。从它的连续性和均匀性很像是一种振动的声响。我们只升前立柱时，没有响声。这种声响出现在仅升后立柱，而且当后立柱的活柱伸到接近一半行程时出现的。将支架降到最低位置，重新升起时，也是在后立柱的活柱升起到同样位置时出现了响动。无疑，响声与两根后立柱有关。我们将两根后立柱同时解体，并立即发现了问题。是两根立柱

2、的底阀有相异的地方。之所以很快发现底阀相异，是和我公司一次经历有关。这在我公司的另一篇“某矿ZZ6400/22/45液压支架底阀损坏比例大的原因探讨”文中叙述过。在该文中，我们提到在修理某矿的ZZ6400/22/45液压支架中，拆检该套支架的立柱时发现底阀有近80%发生损坏,阀芯杆弯曲变形。少量情况严重的阀芯杆变形到卡在孔中不能动作。这是一个非正常现象。特别是阀芯杆不能动作的底阀因关不上，立柱的活柱活塞腔压力降低92%。不言而喻，这样的立柱如果比例大的话，将大大降低整套支架的支护性能。而且使用现场中不易发现原因。在该文中，

3、我们还分析到这样大比例的损坏是由于上一家修理单位强行将立柱上的SL4.04底阀开启压力调成7Mpa所致。这家修理单位还是比较认真的，他们是依照MT313-92《液压支架立柱技术条件》3.3.3.3款规定“……当立柱缸径在200mm以上时，底阀的开启压力不得低于7MPa。”执行的。问题是他们只是将SL4.04底阀强行转动调压螺钉，而没有进行验证。我们对这种底阀进行了解体分析，认为它的开启压力最大只能调成4MPa。强行调成7MPa后，底阀弹簧的可压缩量很小，不能满足阀芯杆的行程是4mm,.的需要。在现场，我们发现过型号也标为S

4、L4.04的底阀，它将弹簧及阀体进行了修改，这种底阀可以调成7MPa。两种底阀外形几乎一样。只是后一种，阀体稍长一些，不仔细比较，很难发现。正因为有了这样的经历，我们很快发现装在出现异常响声的两个后立柱就是分别安装着上述这样的两种底阀。响声出现在后立柱的活柱伸出阶段，液就是底阀开启的状态，响声与底阀有关无疑。另一方面，我们注意到异常响声是出现在支架的升起阶段。那么在支架的升起过程中，支架的受力状况有无变化呢？答案是：有。我们花了一定的时间对支架在空负荷（即只存在支架构件自重）状态下的受力情况进行了分析。我们能看到的有关液压

5、支架的参考书，对液压支架的受力分析都是在顶板压力下分析的。空负荷状态下的受力对支架的设计者来说是没有用处的。但是对我们却不然。作为支架的修理单位，完工的支架在出厂时能做的动作试验都是在空负荷下进行的。在这种状态下，往往会出现一些常识上看起来是异常的现象。当然，其中一些异常的现象确实是修理的质量存在问题。但也有一些是部件的性能都在要求只能，而略有差异而带来的一些看似异常的现象。要准确的判断和解释，支架在空负荷（即只存在支架构件自重）状态下的受力情况分析显得特别重要。从支架的正面看，支架是完全对称的。这样，我们首先将受力状况简

6、化成从支架侧面看的平面体系内。我们将顶梁组件、掩护梁组件、前连杆、后连杆作为四个分离体。支架的后立柱，从运动图上看，基本是垂直的，所以和后立柱铰接的结点其受力方向是已知的。后立柱不再做分离体分析。而前立柱和水平线有一定的夹角，受自重的影响，和前立柱铰接的结点其受力方向是个变量。但考虑到这个夹角不大，前立柱自重的作用点和铰接点的距离很小。为简化计算，前立柱也不再做分离体分析。和前立柱铰接的结点其受力方向简化为沿着立柱的轴线方向。（图1）图1经过这样的简化，我们可以在每个结点设定力的大小和方向两个参数，一共有8个未知数。有可从

7、4个分离体中以每个结点的力距平衡得出8个方程式。这样，形成了一个8元一次方程组。理论上看，自然是有解的。我们可以利用矩阵的形式得到解。我们也试图这样做。但是由于众多的三角函数运算，是求解变的非常繁琐。我们利用Excel的功能，很快地用试算法得出了结果。为：Z9200/24/50液压支架降到最低位置时，前立柱受力为125KN;后立柱受力为42KN。支架升到最高位置时，前立柱受力为108KN;后立柱受力为89KN。也就是说，在支架升架的过程中，前立柱的受力逐渐小，由125KN渐小至108KN。后立柱的受力逐渐大，由42KN增大

8、至89KN。反之，在支架降架的过程中，前立柱的受力由108KN增大至125KN，后立柱的受力由,89KN渐小至42KN。至此，我们对液压支架在自重情况下的分析基本上有了结果，可以按这个结果来分析出现的各种现象。但操作工提出了一个现象。他们发现，当支架处在某一位置时，前立柱不动，只升后立柱，或后立柱不动只