ZY5000/15/32掩護(hù)式液壓支架的優(yōu)化設(shè)計(jì)

王昌豪WANG Chang-hao

（山東泰安煤礦機(jī)械有限公司，泰安271000）

0 引言

2013年，山東泰安煤礦機(jī)械有限公司接到了王樓煤礦80臺(tái)ZY5000/15/32掩護(hù)式液壓支架的生產(chǎn)任務(wù)，要求制作工期為三個(gè)月。在本次設(shè)備制作中，礦方提出原有支架使用中進(jìn)、出井維護(hù)比較麻煩，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)伴有安全隱患，要求本次設(shè)計(jì)對(duì)ZY5000/15/32支架的前梁、頂梁進(jìn)行改造，以達(dá)到其最佳使用要求。

1 液壓支架的工作原理

液壓支架在工作過(guò)程，必須具備升、降、推、移四個(gè)基本動(dòng)作，這些動(dòng)作是利用泵站提供的高壓乳化液通過(guò)工作性質(zhì)不同的幾個(gè)液壓缸來(lái)完成的。升柱：當(dāng)需要液壓支架上升支護(hù)頂板時(shí)，高壓乳化液進(jìn)入立柱的下活塞腔，另一腔回液，推動(dòng)活塞上升，是與活塞桿相連的頂梁緊緊接觸頂板。降柱：當(dāng)需要降柱時(shí)，高壓乳化液進(jìn)入立柱的上活塞腔，另一腔回液，推動(dòng)活塞下降，頂梁脫離接觸接觸頂板。支架和輸送機(jī)前移：支架和輸送機(jī)的前移都是由底座上的推移千斤頂來(lái)完成。當(dāng)需要支架前移時(shí)，先降柱卸載，然后高壓液進(jìn)入推移千斤頂?shù)幕钊麠U腔，另一腔回液，以輸送機(jī)為支點(diǎn)，缸體前移，把整個(gè)支架拉向煤壁。

2 設(shè)計(jì)思路

ZY5000/15/32型掩護(hù)式液壓支架由前梁、頂梁、掩護(hù)梁、底座、前后連桿、推移機(jī)構(gòu)、防護(hù)裝置及液壓系統(tǒng)等組成，本次技術(shù)優(yōu)化主要是針對(duì)前梁與頂梁之間的連接關(guān)系。在支架原設(shè)計(jì)中，前梁與頂梁之間有兩處連接位置：支架在運(yùn)輸過(guò)程中的連接、支架正常工作時(shí)的連接，在設(shè)計(jì)優(yōu)化后只需一處連接位置就能完全實(shí)現(xiàn)支架在運(yùn)輸及正常工作兩種狀態(tài)。如圖1所示。

在優(yōu)化前，支架從制造完成到井底正常工作需經(jīng)過(guò)以下過(guò)程：支架各零部件制作完成后進(jìn)行組裝打壓試驗(yàn)，串聯(lián)保壓，要求動(dòng)作靈活自如，工作準(zhǔn)確可靠，不得有蹩卡和滲漏現(xiàn)象。試驗(yàn)完畢后將支架縮至最小尺寸，這時(shí)前梁不能降到與頂梁成90°位置，導(dǎo)致前梁伸出部分較大，不便于運(yùn)輸，需拆下前梁與頂梁之間的正常工作連接銷軸，將前梁與頂梁用運(yùn)輸銷軸連接，這樣前梁就能完全降下，減少支架占有空間，順利經(jīng)罐籠運(yùn)輸?shù)骄?，到達(dá)工作面后，安裝人員再將運(yùn)輸銷軸拆下，改換成正常工作銷軸連接。而在設(shè)計(jì)優(yōu)化后，前梁與頂梁只需一種銷軸連接（取消運(yùn)輸銷軸），支架就可以實(shí)現(xiàn)前梁與頂梁成90°關(guān)系，支架從安裝到運(yùn)輸?shù)骄滓膊恍柚貜?fù)拆卸，減少了安裝人員的工作量及安全隱患，提高了支架安裝的效率，從而提高了煤礦的經(jīng)濟(jì)效益。

3 本次優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)、工藝

①優(yōu)化前梁、頂梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少銷軸連接孔的數(shù)量，使前梁直接降到與頂梁成垂直位置，便于運(yùn)輸。

②在不改變?cè)傲呵Ы镯數(shù)幕A(chǔ)上改變千斤頂在前梁、頂梁上的連接座的位置，從而保證前梁在千斤頂伸長(zhǎng)、收縮后所能達(dá)到正常工作位置。

③前梁千斤頂與前梁的連接銷軸由原來(lái)的兩根銷軸改為一根銷軸連接。

④將前梁千斤頂?shù)念^部由方形改為球面型、連接座改為球面窩狀，同時(shí)將連接銷軸直徑減小，使支架正常工作時(shí)由原來(lái)的銷軸受力變?yōu)榍Ы镯旑^部球面接觸受力，從而增強(qiáng)受力效果，減少了銷軸損壞的頻率。

4 結(jié)束語(yǔ)

優(yōu)化后的ZY5000/15/32型掩護(hù)式液壓支架在實(shí)際應(yīng)用中，運(yùn)行穩(wěn)定，安裝方便、安全，大大減少了使用方的困難，為使用方節(jié)約了大量的時(shí)間，從而增加了經(jīng)濟(jì)效益。如果支架需要出井維修，再也不用把前梁千斤頂銷軸卸下，直接就能把前梁落下，原來(lái)前梁千斤頂是靠銷軸受力，銷軸直徑與連接孔直徑幾乎一般大，銷軸在井下時(shí)間長(zhǎng)了容易變形、生銹，銷軸很難拆除，就需要使用氣割割掉銷軸，由于井底是個(gè)危險(xiǎn)環(huán)境，如果動(dòng)火，容易造成嚴(yán)重事故；而現(xiàn)在前梁千斤頂不需要銷軸受力，銷軸直徑小于連接孔的直徑（相差較大），支架應(yīng)用一段時(shí)間后再也不會(huì)出現(xiàn)銷軸彎曲變形的事情了，同時(shí)也減少了工人的工作量，避免了安全隱患。

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[2]沙寶銀，姜金球，趙巖.液壓支架檢測(cè)檢驗(yàn)技術(shù)綜述[J].煤炭工程，2012（01）.

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