王昌豪WANG Chang-hao

（山東泰安煤礦機械有限公司，泰安271000）

0 引言

2013年，山東泰安煤礦機械有限公司接到了王樓煤礦80臺ZY5000/15/32掩護式液壓支架的生產(chǎn)任務(wù)，要求制作工期為三個月。在本次設(shè)備制作中，礦方提出原有支架使用中進、出井維護比較麻煩，費時費力，同時伴有安全隱患，要求本次設(shè)計對ZY5000/15/32支架的前梁、頂梁進行改造，以達到其最佳使用要求。

1 液壓支架的工作原理

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

2 設(shè)計思路

ZY5000/15/32型掩護式液壓支架由前梁、頂梁、掩護梁、底座、前后連桿、推移機構(gòu)、防護裝置及液壓系統(tǒng)等組成，本次技術(shù)優(yōu)化主要是針對前梁與頂梁之間的連接關(guān)系。在支架原設(shè)計中，前梁與頂梁之間有兩處連接位置：支架在運輸過程中的連接、支架正常工作時的連接，在設(shè)計優(yōu)化后只需一處連接位置就能完全實現(xiàn)支架在運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)過以下過程：支架各零部件制作完成后進行組裝打壓試驗，串聯(lián)保壓，要求動作靈活自如，工作準確可靠，不得有蹩卡和滲漏現(xiàn)象。試驗完畢后將支架縮至最小尺寸，這時前梁不能降到與頂梁成90°位置，導致前梁伸出部分較大，不便于運輸，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)罐籠運輸?shù)骄?，到達工作面后，安裝人員再將運輸銷軸拆下，改換成正常工作銷軸連接。而在設(shè)計優(yōu)化后，前梁與頂梁只需一種銷軸連接（取消運輸銷軸），支架就可以實現(xiàn)前梁與頂梁成90°關(guān)系，支架從安裝到運輸?shù)骄滓膊恍柚貜筒鹦?，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)濟效益。

3 本次優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)、工藝

①優(yōu)化前梁、頂梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計，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，便于運輸。

②在不改變原前梁千斤頂?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、收縮后所能達到正常工作位置。

③前梁千斤頂與前梁的連接銷軸由原來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，同時將連接銷軸直徑減小，使支架正常工作時由原來的銷軸受力變?yōu)榍Ы镯旑^部球面接觸受力，從而增強受力效果，減少了銷軸損壞的頻率。

4 結(jié)束語

優(yōu)化后的ZY5000/15/32型掩護式液壓支架在實際應(yīng)用中，運行穩(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)約了大量的時間，從而增加了經(jīng)濟效益。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，銷軸在井下時間長了容易變形、生銹，銷軸很難拆除，就需要使用氣割割掉銷軸，由于井底是個危險環(huán)境，如果動火，容易造成嚴重事故；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)用一段時間后再也不會出現(xiàn)銷軸彎曲變形的事情了，同時也減少了工人的工作量，避免了安全隱患。

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