楊巍　趙鐵成　郝勝禮

摘 要：本文針對刨煤機液壓支架推移缸的阻尼差動回路在工作中存在的檢修維護困難問題進行了分析，并制定的合理的改進方案。經(jīng)過有效的改進，減少了液壓支架阻尼差動回路的故障影響，提高了支架工作的穩(wěn)定性。

關鍵詞：阻尼閥 差動回路 流速

前言

液壓支架是刨煤機組成套設備的重要組成部分，采用電液控制方式，將原來的手工操作改為自動控制、程序化操作，使液壓支架與其他采煤設備協(xié)調運行。但在實際使用過程中，電液控制支架也暴露出一些問題，本文就這些問題進行探討并提出改進方案。

一、提出問題：

小青礦W2-701刨煤工作面使用ZY5200/08/18D液壓支架，初采過程中發(fā)現(xiàn)這套支架推移缸液壓系統(tǒng)存在問題。在生產過程中，推移缸的阻尼差動回路系統(tǒng)阻尼閥至液控單向閥之間連接B12.5×1.3M高壓膠管，有120架出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，使推移缸不能正常向前推移輸送機。同時，在檢修過程中發(fā)現(xiàn)阻尼閥故障率很高，而且它處支架電磁閥上和所有管路的集中處，支架內高度僅有400MM左右，處理維護極其困難，不僅耗時費力，稍有不小心就造成人身事故。

二、分析問題：

小青礦使用刨煤設備，利用PMCR電液控制支架自動排序和推移運行軌道。工作時刨頭開始刨削煤壁，刨頭通過后1-8#支架推移缸向前推移運輸機。推移距離由主控臺設定，上行刨深50mm.70mm.下行刨深30mm.50mm。由于各支架液壓系統(tǒng)各種原因造成推移距離不同，達不到刨深。電控系統(tǒng)還有自動補償保護功能，在延時進行自動補償推移，使各推移缸達到設定刨深距離。將輸送機推直保證工作面始終保持直線。以實現(xiàn)系統(tǒng)的“定量給進.定量刨煤”的功能。由于推移缸差動回路中的阻尼閥損壞，把相臨三支架阻尼閥甩掉。造成三組支架推移缸推移刨深過大，把刨頭卡位，發(fā)生斷鏈事故。

下面我們分析一下推移缸的阻尼差動回路（圖1）：

液壓支架推移運輸機時，高壓乳化液P經(jīng)管路流經(jīng)阻尼閥，分成兩條液路：一條液路流經(jīng)單向閥反向封閉不能通過；一條液路經(jīng)節(jié)流口通過。高壓液經(jīng)節(jié)流口時由于通流截面變小，產生液阻現(xiàn)象。使液流通過后壓力降低，通過阻尼閥后壓力降為P1 。高壓液P1 進入液控單向閥，推開單向閥經(jīng)A口流出 。高壓液P1一路經(jīng)管路直接進入液壓缸活塞腔。一路進入交替閥單向閥將閥球推向右腔，同時封閉右腔液路。高壓液P1經(jīng)中間管路進入液壓缸活塞桿腔。液壓缸兩腔同時進液，由于活塞腔與活塞桿腔面積不同。注入的壓力相等，故作用力不等?；钊趦汕蛔饔昧Σ钔苿酉孪蛲膺\動（即差動），輸出推力和速度。活塞桿腔排出液體流入活塞腔。

經(jīng)上述可知，阻尼閥內的流速不超過規(guī)定流速（在支架系統(tǒng)中，管路流速一般不超過9m/s），而經(jīng)節(jié)流口流出高壓液的超快流速使人感到驚訝，同時也就找到了高壓膠管滲漏的原因。根據(jù)液體動力學中的液流連續(xù)性方程，液體在管路中流動時，流經(jīng)管道每一個截面的流量是相等的，并且同一管道中各個截面的平均流速與過流截面積成反比，管徑細的地方流速大，管徑粗的地方流速小。高壓液體從阻尼閥左側進入閥體，到單向閥內徑D（內徑為9mm）處，流速為4.95m/s，經(jīng)節(jié)流口d（內徑為1mm）流出時，流速達到401.27m/s。節(jié)流口為圓柱形，高速水流噴出時形成圓柱射流，當高速水流與高壓膠管內壁發(fā)生碰撞時，會產生極高的沖擊動壓和渦流。由于液壓系統(tǒng)每一瞬間產生的壓力和流量是波動的，導致水射流為連續(xù)脈沖運動的液流，膠管內壁表面受到脈動負荷影響，逐漸疲勞破損進而被擊穿損壞。

三、問題解決

處理方案如下：

1.在阻尼閥出口處增設一個DN13彎頭。由于彎頭內壁有一定的弧度可以使引導高速流體的流向，使高速的流體質點不直接沖擊高壓膠管內壁，從而延長高壓膠管的使用壽命。

高壓乳化液P經(jīng)管路進入液控單向閥，推開單向閥經(jīng)A口進入阻尼閥。分成兩條液路：一條液路流經(jīng)單向閥反向封閉不能通過。另一條液路經(jīng)節(jié)流口通過。高壓液經(jīng)節(jié)流口時通流截面變小，產生液阻現(xiàn)象。使液流通過時壓力降低，通過阻尼閥后壓力降為P1。高壓液P1一路經(jīng)管路進入液壓缸活塞腔。一路進入交替單向閥將閥球推向右腔，同時封閉右腔液路。高壓液P1經(jīng)中間管路進入推移缸活塞桿腔。通過圖示，可以說明阻尼閥改變安設位置工作原理沒有改變。另外，液控單向閥位置在支架左立柱前，位置靠向支架前部，方便檢修阻尼閥。

四、改進效果

1、改造后的支架阻尼閥連接的高壓膠管在沒有出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。按每根DN13×1.3m高壓膠管價格為98元計算，每月可節(jié)約11760元；

2、阻尼閥安設位置改變后，降低了人員勞動強度，提高了安全系數(shù)，工作效率提高10倍。結論

隨著集團公司刨煤工作面的廣泛設計施工，，對刨煤工作面使用設備性能的要求也將會越來越高。電液控制支架性能對工作面產量和安全的影響顯得尤為突出。不斷增強對支架液壓系統(tǒng)的工作原理、使用方法的研究，穩(wěn)妥改善工作性能，延長其使用壽命，保障設備正常運行，具有十分重要意義。

作者簡介：

楊巍，1977年7月，男，遼寧省法庫縣人，畢業(yè)于鐵法技校 ，技師，從事綜采設備維修工作多年.