李雁民

(大同煤炭技師學(xué)院，山西 大同 037003)

ZZS6000/17/37A型液壓支架液控系統(tǒng)的改型設(shè)計(jì)

李雁民

(大同煤炭技師學(xué)院，山西 大同 037003)

為滿足頂板破碎且周期來(lái)壓明顯以及煤壁易片幫的工作面使用要求，ZZS6000/17/37A型液壓支架在結(jié)構(gòu)件上進(jìn)行了局部改進(jìn)，然而，在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)該支架的液控系統(tǒng)存在諸多弊端，現(xiàn)對(duì)此進(jìn)行相應(yīng)的改型設(shè)計(jì)，并對(duì)比了改型前后的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

液壓支架；液控系統(tǒng)；改型設(shè)計(jì)；效益

0 引言

ZZS6000/17/37A型支撐掩護(hù)式液壓支架是一種性能穩(wěn)定、適用廣泛的高產(chǎn)高效工作面綜采設(shè)備。該支架在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用了緊湊型短四連桿機(jī)構(gòu)和固定側(cè)護(hù)板結(jié)構(gòu)。為提高支架頂梁前端的支護(hù)能力，采用了復(fù)合前梁鉸接主體頂梁的組合頂梁結(jié)構(gòu)，在控制系統(tǒng)中采用了快速移架系統(tǒng)，支架降、移、升一個(gè)操作循環(huán)時(shí)間不超過(guò)12 s。該支架的技術(shù)特征如表1所示。

表1 ZZS6000/17/37A型液壓支架技術(shù)特征

ZZS6000/17/37A型支撐掩護(hù)式液壓支架研制成功近20年來(lái)，根據(jù)不同綜采工作面的地質(zhì)條件和生產(chǎn)要求，在局部結(jié)構(gòu)和液控系統(tǒng)方面已進(jìn)行了多次改型設(shè)計(jì)。在為了滿足頂板破碎且周期來(lái)壓明顯以及煤壁易片幫工作面使用要求的改型設(shè)計(jì)中，該支架需配備超前支護(hù)和密集支護(hù)，即用伸縮梁和護(hù)幫裝置代替原有的楔形梁裝置，將原有的固定側(cè)護(hù)板結(jié)構(gòu)改為活動(dòng)側(cè)護(hù)板結(jié)構(gòu)。然而，在該支架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)成功改型設(shè)計(jì)之后，支架液控系統(tǒng)在實(shí)際使用中卻出現(xiàn)了一些弊端。

1 液控系統(tǒng)存在的弊端

(1) 操縱閥安設(shè)在底座前過(guò)橋后面，兩前立柱的中間，操縱閥手柄指向支架后方，而主進(jìn)、回液三通及噴霧進(jìn)水三通設(shè)置在頂梁上后立柱的前方，連接的高壓膠管規(guī)格為φ25，長(zhǎng)度5 500 mm，膠管要經(jīng)過(guò)掩護(hù)梁、前連桿到底座，然后通過(guò)底座上的暗箱通道到達(dá)操縱閥，除管路冗長(zhǎng)外，φ25高壓膠管?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)中要求彎度半徑不得小于R200，而升降支架的過(guò)程中易形成死彎，因而會(huì)對(duì)高壓膠管造成不必要的損壞。

(2) 操縱閥工作腔與前過(guò)橋之間的距離僅有120 mm，與左右前立柱之間的距離僅有180 mm，所以連接操縱閥工作腔的高壓膠管都要安裝彎頭，這樣每個(gè)彎頭的接口方向都指向支架兩側(cè)面，而φ25高壓膠管到達(dá)后無(wú)法形成有效的彎度與其進(jìn)行連接。

(3) 在支架降到最低位置的時(shí)候，前梁千斤頂?shù)膯蜗蜴i與操縱閥明顯干涉，互相擠壓，造成相關(guān)液壓元件被損壞。

2 液控系統(tǒng)的改型設(shè)計(jì)

(1) 對(duì)該支架改型設(shè)計(jì)前后的總體流量進(jìn)行了對(duì)比測(cè)算，原支架中只有立柱、推移千斤頂和楔形梁千斤頂3種液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而改型后的支架有立柱、推移千斤頂、側(cè)護(hù)千斤頂、前梁千斤頂、伸縮千斤頂、護(hù)幫千斤頂6種液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，確定整體流量是進(jìn)行重新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。通過(guò)測(cè)算得出：原支架液控系統(tǒng)中的φ25高壓膠管完全可以被φ19高壓膠管替代，對(duì)于改型設(shè)計(jì)后支架的整體流量不會(huì)造成任何影響。

(2) 取消原設(shè)計(jì)中的主、進(jìn)回液管路三通以及φ25球形截止閥、φ25回液斷路閥，改為使用φ38平面截止閥、φ31.5平面截止閥。

(3) 對(duì)噴霧系統(tǒng)進(jìn)行局部改動(dòng)，取消原設(shè)計(jì)中的噴霧三通，噴霧系統(tǒng)改為使用φ25平面截止閥。

(4) 將支架系統(tǒng)的φ38平面截止閥、φ31.5平面截止閥和噴霧系統(tǒng)的φ25平面截止閥的安裝位置由頂梁后立柱前方移動(dòng)到了底座后過(guò)橋處。

(5) 前梁千斤頂單向鎖的安裝位置由支架頂梁前立柱的中間改到了支架左前后立柱的中間。

3 改型設(shè)計(jì)前后的效益對(duì)比

本次對(duì)ZZS6000/17/37A型液壓支架液控系統(tǒng)的局部改型，不僅簡(jiǎn)化了原有液控系統(tǒng)繁瑣的設(shè)計(jì)，而且改善了相關(guān)液壓閥件和高壓膠管不便于安裝的現(xiàn)狀。此外，該支架重新設(shè)計(jì)后的液控系統(tǒng)所采用液壓元件和高壓膠管全部為現(xiàn)階段的通用配件，大大提高了以上配件與各綜采工作面同型號(hào)支架相關(guān)配件的互換性與通用性。

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

該支架液壓管路系統(tǒng)改型設(shè)計(jì)后，簡(jiǎn)化了液控系統(tǒng)，方便了操作維護(hù)，淘汰了特殊型式的液壓配件，使用了通用液壓元件，經(jīng)濟(jì)效益比較可觀，這主要體現(xiàn)在液壓管路系統(tǒng)中高壓膠管及特殊型式液壓元件的使用上。下面我們只對(duì)改型設(shè)計(jì)前后發(fā)生變化的液壓元件作一比較，簡(jiǎn)單計(jì)算其經(jīng)濟(jì)效益。以單架計(jì)算：φ25高壓膠管設(shè)計(jì)前每架使用11 m，設(shè)計(jì)后取消，改為使用φ19高壓膠管，每架僅使用4.4 m，φ25高壓膠管63元/m，11×63=693元，φ19高壓膠管40元/m，4.4×40=176元，每架高壓膠管節(jié)省資金693-176=517元；取消φ25回液斷路閥1件285元，取消φ25球形截止閥1件270元，每架節(jié)省555元；取消進(jìn)、回液三通和噴霧三通各1件，增加φ38/19、φ31.5/19、φ25/13平面截止閥各1件，進(jìn)回液三通及噴霧三通500元/件，平面截止閥280元/件，每架節(jié)省資金1 500-840=660。液壓閥件合計(jì)每架節(jié)省資金555+660=1 215元。

綜上所述：改型設(shè)計(jì)后的支架液控系統(tǒng)每架可節(jié)省資金總額517+1 215=1 732元。

3.2 社會(huì)效益

ZZS6000/17/37A型支撐掩護(hù)式液壓支架液控系統(tǒng)在改型設(shè)計(jì)后，經(jīng)過(guò)各項(xiàng)嚴(yán)格的產(chǎn)品性能試驗(yàn)，所有技術(shù)性能指標(biāo)均達(dá)到原設(shè)計(jì)要求。該支架液壓控制系統(tǒng)的改造，既有利于綜采工作面的操作維護(hù)使用，又降低了產(chǎn)品的制造和維修成本，同時(shí)也規(guī)范了該液壓支架部分液壓元件及高壓膠管的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了液壓支架在使用中的標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一管理。對(duì)用戶進(jìn)行的為期3個(gè)月的回訪和反饋?zhàn)C明，該支架液壓控制系統(tǒng)的改型設(shè)計(jì)是比較成功的，在給井下綜采工作面支護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行提供了可靠保證的同時(shí)，還增強(qiáng)了該產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

4 結(jié)語(yǔ)

液壓控制系統(tǒng)作為液壓支架的核心，其型式設(shè)計(jì)和管路布置一直是各研發(fā)部門(mén)所注重的一個(gè)重要因素。在液壓支架的制造和使用過(guò)程中，只有結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，本著安全高效、經(jīng)濟(jì)方便的原則，不斷地對(duì)其進(jìn)行改型設(shè)計(jì)，才能最大限度地滿足安全生產(chǎn)的需求。

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000

[2]李壯云.液壓元件與系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999

2014-02-26

李雁民(1974—)，男，山西原平人，講師，從事礦山設(shè)備運(yùn)行與維修的理論教學(xué)工作。