王常軍

（山煤國(guó)際能源集團(tuán)煤業(yè)分公司蒲縣豹子溝煤業(yè)，山西 臨汾041200）

1 項(xiàng)目概況

液壓支架用于煤礦開(kāi)采中，是一種利用液體壓力產(chǎn)生支撐力并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)移設(shè)來(lái)進(jìn)行頂板支護(hù)和管理的一種液壓動(dòng)力裝置，是綜合機(jī)械化采煤不可缺少的配套機(jī)械設(shè)備。山煤國(guó)際能源集團(tuán)股份有限公司煤業(yè)分公司蒲縣豹子溝煤業(yè)綜采10105工作面使用的液壓支架在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在伸縮長(zhǎng)度不夠，伸縮過(guò)程無(wú)法完全同步，一體性不足等問(wèn)題，嚴(yán)重影響到支護(hù)的效果，從而影響煤礦開(kāi)采效率及開(kāi)采安全。因此，對(duì)液壓支架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提供一種智能化液壓支架。

2 智能化液壓支架裝置的設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)分析

針對(duì)當(dāng)前豹子溝煤業(yè)井下液壓支架存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種新型智能化液壓支架，該智能化液壓支架結(jié)構(gòu)如圖1所示[1-2]。

圖1 智能化液壓支架整體結(jié)構(gòu)示意圖

固定板的頂部固定連接有兩個(gè)液壓筒，液壓筒的左側(cè)嵌入設(shè)置有上升管，液壓筒之間嵌入設(shè)置有連通管，液壓筒的內(nèi)壁均無(wú)縫滑動(dòng)有活塞板，活塞板的頂部均嵌入設(shè)置有伸縮筒，且伸縮筒之間嵌入設(shè)置有連通管，伸縮筒的內(nèi)壁均無(wú)縫滑動(dòng)有活塞塊，活塞塊的頂部固定連接有伸縮桿，伸縮桿的頂部固定連接在墊板的底部，液壓筒的左側(cè)固定連接有套環(huán)，伸縮筒的左側(cè)嵌入設(shè)置有下降管，液壓筒的內(nèi)壁均套接有墊環(huán)，液壓筒的頂部和伸縮筒的內(nèi)壁均設(shè)有兩個(gè)密封環(huán)和若干個(gè)固定螺釘，且四個(gè)密封環(huán)通過(guò)固定螺釘分別固定連接在兩個(gè)液壓筒的頂部和兩個(gè)伸縮筒的內(nèi)壁，密封環(huán)之間嵌套黏接有橡膠環(huán)，伸縮筒的底部均嵌套黏接有定位環(huán)，伸縮筒的內(nèi)壁均嵌套黏接有限位環(huán)，如圖2所示[3-4]。

圖2 圖1中A處的放大示意圖

如下頁(yè)圖3所示，伸縮筒無(wú)縫貫穿在密封環(huán)和橡膠環(huán)的中間，且伸縮筒的底部設(shè)有開(kāi)孔，并且伸縮筒與墊板保持垂直，伸縮桿與伸縮筒活動(dòng)套接，伸縮桿能夠在伸縮筒中進(jìn)行伸縮，伸縮筒也能夠在液壓筒中進(jìn)行伸縮，伸縮桿和伸縮筒都能夠進(jìn)行伸縮，伸縮桿和伸縮筒伸縮的長(zhǎng)度能夠進(jìn)行疊加，具有伸縮長(zhǎng)度大的優(yōu)點(diǎn)。

伸縮桿無(wú)縫貫穿在密封環(huán)和橡膠環(huán)的中間，并且伸縮桿位于液壓筒中，密封環(huán)和橡膠環(huán)環(huán)繞在伸縮桿和伸縮筒的四周，且密封環(huán)之間設(shè)有缺口，并且橡膠環(huán)與密封環(huán)的缺口相配適，橡膠環(huán)能夠增加密封環(huán)與伸縮筒的密封性，密封環(huán)將橡膠環(huán)夾住能夠避免橡膠環(huán)過(guò)度變形，進(jìn)而保證密封環(huán)與伸縮筒的密封性，具有密封性好的優(yōu)點(diǎn)。

圖3 裝置伸縮筒的伸縮示意圖

墊環(huán)位于上升管和連通管的上方，且限位環(huán)位于另一根連通管的下方，連通管將兩個(gè)伸縮筒連通在一起，使兩個(gè)伸縮筒能夠同步完成伸縮，自動(dòng)將兩根伸縮桿的壓力調(diào)節(jié)至一致，具有智能化的優(yōu)點(diǎn)，并且定位環(huán)抵在液壓筒的內(nèi)壁，下降管的長(zhǎng)度大于伸縮筒的長(zhǎng)度，且限位環(huán)被伸縮桿活動(dòng)貫穿，并且下降管活動(dòng)貫穿在套環(huán)的中間，伸縮筒底部的兩側(cè)均開(kāi)口設(shè)置有流水孔，且流水孔位于定位環(huán)的下方。

2.2 工作原理分析

該智能化液壓支架工作原理[5-6]：將加壓設(shè)備與下降管和上升管相連，加壓設(shè)備同步通過(guò)下降管和上升管施加壓力，活塞塊的壓力向下與液壓油的壓力抵消，活塞塊就會(huì)抵在伸縮筒的底部隨后，液壓油通過(guò)上升管注入液壓筒中，將液壓筒中填充滿(mǎn)液壓油，液壓油將活塞板向上推動(dòng)，活塞板帶動(dòng)伸縮筒等結(jié)構(gòu)同步向上移動(dòng)，當(dāng)活塞板上升到最高時(shí)下降管的壓力消失，液壓油在推動(dòng)活塞塊在伸縮筒中向上移動(dòng)，使伸縮桿和墊板向上移動(dòng)，當(dāng)活塞塊抵在限位環(huán)的底部時(shí)完成上升工作如圖3所示，收縮時(shí)，加壓設(shè)備通過(guò)下降管施加壓力，上升管的壓力消失，液壓油將活塞塊向下推動(dòng)，當(dāng)伸縮桿全部收縮進(jìn)伸縮筒后，液壓油通過(guò)伸縮筒底部的流水孔進(jìn)入液壓筒中，液壓油就會(huì)推動(dòng)活塞板向下移動(dòng)，當(dāng)活塞板抵在墊環(huán)頂部時(shí)，完成下降工作。

2.3 特點(diǎn)分析

1）本新型裝置的伸縮桿能夠在伸縮筒中進(jìn)行伸縮，伸縮筒也能夠在液壓筒中進(jìn)行伸縮，伸縮桿和伸縮筒都能夠進(jìn)行伸縮，伸縮桿和伸縮筒伸縮的長(zhǎng)度能夠進(jìn)行疊加，具有伸縮長(zhǎng)度大的優(yōu)點(diǎn)。

2）連通管將兩個(gè)伸縮筒連通在一起，使兩個(gè)伸縮筒能夠同步完成伸縮，自動(dòng)將兩根伸縮桿的壓力調(diào)節(jié)至一致，具有智能化的優(yōu)點(diǎn)。

3）橡膠環(huán)能夠增加密封環(huán)與伸縮筒的密封性，密封環(huán)將橡膠環(huán)夾住能夠避免橡膠環(huán)過(guò)度變形，進(jìn)而進(jìn)一步的保證密封環(huán)與伸縮筒的密封性，具有密封性好的優(yōu)點(diǎn)。

3 應(yīng)用效果分析

將設(shè)計(jì)的智能化液壓支架應(yīng)用于豹子溝煤業(yè)10105工作面，從應(yīng)用結(jié)果可知，智能化液壓支架有效地完成了頂板支護(hù)任務(wù)，不僅伸縮過(guò)程完全同步，而且沒(méi)有出現(xiàn)因其質(zhì)量導(dǎo)致的安全隱患和安全事故。智能化液壓支架的應(yīng)用效果理想，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。