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        ZF13000/25/38型放頂煤液壓支架的再制造技術(shù)研究

        2019-09-02 01:35:14
        同煤科技 2019年4期
        關(guān)鍵詞:尾梁缸體立柱

        張 輝

        0 引言

        為了使液壓支架可靠地工作,減少非生產(chǎn)停歇時間,充分發(fā)揮設(shè)備效能,延長使用壽命,及時的修理液壓支架是必須進(jìn)行的。從實際生產(chǎn)使用情況分析,優(yōu)化改造原支架設(shè)計是大修液壓支架最重要的一環(huán)。

        ZF13000/25/38 型放頂煤液壓支架為大采高高端放頂煤液壓支架,正四連桿機(jī)構(gòu),最大高度3.8 m,最小高度2.5 m,支護(hù)強(qiáng)度1.23 MPa,泵站壓力31.4 MPa,工作阻力13 000 kN,操縱方式為本架操縱。

        由于ZF13000/25/38 在實際使用過程中存在高壓液噴出等問題,在設(shè)計結(jié)構(gòu)中存在缺陷與不足[1-2],存在一些安全隱患,因此本文對支架立柱、尾梁千斤、導(dǎo)向套等部分進(jìn)行了一系列設(shè)計改造,取得了良好的效果。

        1 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點

        1.1 立柱

        ZF13000/25/38 支架立柱缸口結(jié)構(gòu)大部分為卡環(huán)式結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)在使用過程中,如果導(dǎo)向套位置的外動蕾型圈損壞,高壓液會從缸口直接噴出,這就在生產(chǎn)實際中存在安全隱患,容易造成安全事故的發(fā)生,為了應(yīng)對用戶要求,提高安全性能,站在再制造、安全性能及節(jié)約成本的角度考慮,決定利用舊活柱,節(jié)約成本,重新設(shè)計制造缸體和導(dǎo)向套,從而達(dá)到預(yù)期目的,保證液壓支架的安全使用。

        圖1 新立柱結(jié)構(gòu)

        1.2 重新設(shè)計缸體

        原立柱缸體如圖2所示,其缸口為卡環(huán)結(jié)構(gòu),重新設(shè)計缸體不僅要求保證其原有立柱的行程和工作阻力,而且還要保證其安全性、可靠性。新缸體缸底采用整體模鍛結(jié)構(gòu),優(yōu)化了千升安全閥安裝座,增加千升安全閥護(hù)罩,不僅提高其安全性能,而且在使用上更加有效、可靠。

        蕾形圈在壓力作用下通過密封圈上部的變形,使密封唇被推向金屬的表面,產(chǎn)生接觸應(yīng)力,隨著液體壓力的增加,密封唇變形值也隨之增大,接觸壓力也就增大,產(chǎn)生自封效果[3]。在原結(jié)構(gòu)中蕾形圈受到立柱腔內(nèi)高壓夜體直接沖擊,隨著瞬間沖擊力次數(shù)逐漸增多,接觸壓力越來越大,蕾形圈達(dá)到接觸壓力極限后可能會出現(xiàn)受損或撕裂,形成立柱漏液,后果極為嚴(yán)重。所以,新缸口位置設(shè)計為梯形螺紋和外動蕾型圈配合,結(jié)構(gòu)如圖3所示。該結(jié)構(gòu)優(yōu)點為高壓液先通過螺紋緩沖后才與外動蕾型圈接觸,避免高壓液體直接沖擊蕾型圈,減小了外動蕾型圈受到的瞬間沖擊力,增加密封使用壽命和使用中的安全性能,避免了高壓液體噴出而帶來的安全隱患,從而達(dá)到了安全使用的目的,保障了井下液壓支架在使用時的安全性。

        圖2 原立柱缸體

        圖3 設(shè)計后缸體

        1.3 重新設(shè)計導(dǎo)向套

        圖4 導(dǎo)向套、缸蓋

        圖5 新導(dǎo)向套

        原立柱缸口位置由導(dǎo)向套和缸蓋兩部分組成,如圖4所示,蕾形圈位于導(dǎo)向套上,直接受腔內(nèi)高壓液體沖擊,缸口位置處進(jìn)行了重新設(shè)計,導(dǎo)向套自然要進(jìn)行重新設(shè)計。新導(dǎo)向套如圖5 所示,該結(jié)構(gòu)將導(dǎo)向套壓蓋合為一個整體,與缸口螺紋結(jié)構(gòu)配合,緩沖密封圈所受壓力,防止漏液,并且導(dǎo)向套最大外圓與缸口接觸,即使有高壓液噴出,導(dǎo)向套外沿也能起到緩沖和保護(hù)作用,有效地解決了高壓液噴射帶來的安全隱患問題,在結(jié)構(gòu)上對高液壓噴出問題起到了進(jìn)一步的保障作用,為在今后的同類型支架設(shè)計上起到了數(shù)據(jù)性參考作用。

        1.4 上腔接頭座設(shè)計

        將上腔接頭座由原KJ13 接口改為KJ16 接口,改造后能夠減小升立柱時上腔的背壓,有效的避免壓力過大上腔膠管脫出問題,有效的保證了支架的安全性能,保證了安全使用、安全操作。

        重新設(shè)計制造的立柱,通過模擬實驗,制造的立柱進(jìn)行了打壓實驗測試,完全滿足使用要求,也滿足安全、可靠性,現(xiàn)該立柱已經(jīng)在東周窯礦下井使用,未發(fā)生損壞和安全事故,達(dá)到了安全使用的效果。

        2 尾梁千斤頂改造

        尾梁千斤頂在使用過程中,活塞桿部分在幾乎在后部刮板機(jī)正上方,在放煤量大的時候,運(yùn)輸?shù)拿簤K或矸石會碰傷活塞桿鍍層,從而影響尾梁千斤正常使用,甚至使其失去功能。鑒于這種情況,經(jīng)過實際的調(diào)研分析與反復(fù)試驗,將尾梁千斤頂反裝到支架上,從而達(dá)到避免碰傷活塞桿的目的,避免了設(shè)備因碰傷而造成損失。反裝后尾梁千斤頂上下腔接頭座相應(yīng)的做了改造,從而有效地解決了因放煤引起煤塊與矸石對活塞桿碰撞的問題,取得了良好的效果,達(dá)到了安全、可靠、保障。如圖6、圖7所示,。

        圖6 尾梁千斤頂原結(jié)構(gòu)

        圖7 改造后尾梁千斤頂

        3 底座前端拉架孔及堵改造

        原設(shè)計底座前端拉架孔,在井下使用中煤粉和煤泥從該孔處進(jìn)入底座內(nèi)部,造成耳軸和堵無法拆卸,因此在拆卸過程中比較費(fèi)事費(fèi)力。造成了很大的工作量,因此在大修中將拉架孔用堵板焊接。為了安裝拆解方便底座側(cè)面的堵,根據(jù)實際情況對其進(jìn)行了改造,其作用是防止煤及其雜物進(jìn)入底座內(nèi)部,避免在拆卸過程中造成費(fèi)力、費(fèi)時的問題,另外為節(jié)約成本,提高生產(chǎn)效率,經(jīng)分析研究,故將該零件改為鑄鋼件,并在堵端面增加兩個工藝孔,便于安裝拆解時旋轉(zhuǎn),同時也能夠根據(jù)工藝孔的方向判斷堵是否安裝到位,為今后該方面設(shè)計創(chuàng)造了新思路,也為今后在設(shè)計支架時遇到此類問題,提供了技術(shù)資料,同時也在實際的使用效果中取得了比較好的效果。

        4 結(jié)語

        本文針對ZF13000/25/38 型液壓支架在使用中遇到的問題,對立柱缸口處及其配合處的導(dǎo)向套、缸蓋,尾梁千斤頂及其上腔接頭、等部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改造,不僅優(yōu)化了ZF13000 支架的部分結(jié)構(gòu)設(shè)計,提高了生產(chǎn)效率,節(jié)約了使用成本,支架修理后也達(dá)到了安全可靠的使用目的。另外在修理制新時,利用了舊活柱重新編寫加工工藝制造新件,大大降低了制造成本。

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