張智勇

（開灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司設(shè)備管理中心，河北 唐山 063000）

液壓支架雙伸縮立柱是將支架頂梁和底座連接起來的主要部件。它安裝在支架上承受一定外部壓力，當(dāng)產(chǎn)生負(fù)荷時(shí)各級缸筒具有相同的承載力，而這種相同的承載力再由相應(yīng)的單向閥將兩個(gè)壓力室分隔開的。從這一方面來說，這就要求雙伸縮立柱具有一定的強(qiáng)度和壽命長的特點(diǎn)。但在具體使用中它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工精度高，這樣促使了購買成本高，即便是這樣在煤礦生產(chǎn)中也被廣泛使用。

1 雙伸縮立柱的基本結(jié)構(gòu)

筆者將其基本結(jié)構(gòu)分析如下。它的結(jié)構(gòu)主要有外缸、中缸和活柱兩個(gè)缸體一個(gè)柱體等組合而成。說起外缸它是有缸底焊接在一起的缸筒組成。在它的上端裝有導(dǎo)向套，可以起到限制和引導(dǎo)的作用，用來對密封元件支撐。

中缸就是與柱塞焊接或旋入一起的缸筒。在它的上面同樣有旋入或集成的導(dǎo)向套，用來對密封元件支撐。

活柱是配有導(dǎo)向環(huán)和外置動(dòng)態(tài)活塞密封，在生產(chǎn)中把活柱塞腔和環(huán)形腔分隔開。

底閥用于雙伸縮立柱，主要是用來控制立柱二級缸與小柱的伸縮。在升柱時(shí)由固定的接口向下腔供液，達(dá)到一定程度時(shí)中缸體伸出，此時(shí)液力推開中缸下部的底閥使小柱逐漸伸出。而在降柱時(shí)，再由另一個(gè)接口進(jìn)入液體，此時(shí)中缸降縮至缸底，頂桿將底閥頂開使小柱下降。

2 雙伸縮立柱的工作原理

雙伸縮立柱它是由控制閥組連接到立柱下腔口，來完成初撐力與工作阻力。并由控制二級缸與活柱的伸縮程序，來加以保證控制兩級缸獲得相同的恒定工作阻力。

另外，液壓支架雙伸縮立柱在工作中實(shí)現(xiàn)立柱伸出，立柱負(fù)載的工作特性。在工作中，雙伸縮立柱通過外缸上的固定接口，壓力液被引導(dǎo)至中缸底端，使中缸首先伸出。當(dāng)活柱一直伸出到支架頂梁頂住頂板，并且形成初撐壓力。當(dāng)壓力液的動(dòng)力進(jìn)入活塞腔時(shí)，再到達(dá)支架基座，此時(shí)依據(jù)活塞相應(yīng)的面積關(guān)系，在各個(gè)活塞腔內(nèi)產(chǎn)生壓力。在工作中，當(dāng)調(diào)定壓力超過限制時(shí)壓力液可以排除，中缸就縮回。

表1 液壓支架雙伸縮立柱的參數(shù)

3 雙伸縮立柱的參數(shù)

筆者將液壓支架雙伸縮立柱的參數(shù)集合于表1，請參考。

4 雙伸縮立柱的控制形式

我們知道，當(dāng)雙伸縮立柱工作時(shí)隨著頂板壓力繼續(xù)增加,讓立柱下腔壓力超過支架的安全閥壓力,這時(shí)安全閥打開、溢流,立柱逐漸下縮,使頂板壓力減小,立柱下腔壓力降低。反之也是這樣。

但在實(shí)際工作中，液壓支架雙伸縮立柱的控制形式一般是二級伸縮。我們根據(jù)支架的工作要求，它的活塞腔應(yīng)該承受較大的工作阻力。而在支架超載時(shí)，還要滿足可縮性，主要目的是在自動(dòng)下縮過程中能保持對頂板的支撐能力。這樣我們可以用圖1的二級伸縮缸的控制方式表示。

圖1 二級伸縮缸的控制方式

從圖1中的a圖中我們可以看出，當(dāng)一級的缸下腔進(jìn)油的時(shí)候，它的一級缸體優(yōu)先出來，當(dāng)它的壓力值達(dá)到一定的時(shí)候，我們打開單向閥，此時(shí)二級缸體伸出。再當(dāng)接觸到頂板以后，閥門4關(guān)閉，接著閥門5的單向閥就會(huì)關(guān)閉，就會(huì)形成獨(dú)立的兩個(gè)閉鎖腔。

而從b圖中我們可以看到缸筒1和活柱2等與活塞桿3形成液壓缸，并由控制閥5、6限壓。同樣的當(dāng)控制閥5、6的安全閥調(diào)定值相等時(shí)，立柱就可形成二級阻力。

從圖1中的c圖中，二級缸就是液壓加長桿，立柱工作阻力由一級缸控制閥中安全閥限定，有4個(gè)工作油口。立柱的工作阻力與式（6）相同。

結(jié)語

經(jīng)過上面的論述，我們可以得出液壓支架的雙伸縮立柱作為液壓支架的一個(gè)核心部件，它的結(jié)構(gòu)及控制形式比較復(fù)雜。當(dāng)它出現(xiàn)故障時(shí)候，就會(huì)直接影響到支架對頂板的支護(hù)強(qiáng)度，關(guān)系到整個(gè)工作面的安全。這就要求我們在實(shí)際的工作中切實(shí)遵守使用規(guī)則，確保立柱的正常工作。

[1]任潔.液壓支架立柱的參數(shù)化建模及流固耦合分析[D].太原理工大學(xué)，2011.

[2]白志峰.大缸徑雙伸縮立柱在沖擊載荷下的強(qiáng)度分析[D].西安科技大學(xué)，2010.

[3]李翠赟.液壓支架等初撐力等壓雙伸縮立柱的研究[D].山東科技大學(xué)，2007.