龐有利

（晉能控股裝備制造集團(tuán)中央機(jī)廠，山西 大同 037001）

引言

隨著礦井采煤機(jī)械化、智能化程度的不斷提升，液壓支架正朝著多樣化發(fā)展，安全性能逐步提升，在數(shù)字化礦山建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用[1-2]。目前對(duì)于液壓支架的研究主要趨向于研究電液控制系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)管路選擇[3-4]，但是對(duì)于液壓支架的管路安裝，快速連接頭裝配工作研究程度不夠，還需進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)改造。因此結(jié)合液壓支架裝配經(jīng)驗(yàn)，以某車間加工的MZJ3200/19/40 雙伸縮立柱門式支架為例，在實(shí)際裝配過程中，發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)的液壓控制管路快速接頭（LSQ-DL4-04）存在密封不合理[5-6]，漏液嚴(yán)重的現(xiàn)象。為了達(dá)到高產(chǎn)高效的目的，及時(shí)完成生產(chǎn)任務(wù)，對(duì)管路連接頭進(jìn)行優(yōu)化改造。

1 研究內(nèi)容

依據(jù)某車間加工的MZJ3200/19/40 雙伸縮立柱門式支架運(yùn)行過程中所面臨的問題，對(duì)門式支架控制管路快速接頭進(jìn)行技術(shù)改造。首先分析了雙伸縮立柱門式支架結(jié)構(gòu)。其次依據(jù)支架實(shí)際運(yùn)行過程，分析了導(dǎo)致門式液壓支架控制管路快速連接頭產(chǎn)生漏液故障的根源，最后通過故障原因分析，經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐研究，提出了一種適用于門式支架控制管路快速接頭的技術(shù)改造方案。

1.1 雙伸縮立柱門式液壓支架結(jié)構(gòu)的分析

雙伸縮立柱門式液壓支架在巷道中超前支護(hù)斷面示意圖如圖1 所示。門式液壓支架主要由主體結(jié)構(gòu)件、執(zhí)行元件、控制元件以及輔助裝置四部分組成。組成構(gòu)件作用如表1 所示。

表1 門式支架主要組成構(gòu)件

圖1 門式支架巷道超前支護(hù)斷面示意圖

適用條件：用于回風(fēng)道，巷道為矩形斷面，巷道掘高范圍為3.5～3.8 m，寬度范圍為4.6～5.5 m，門式支架適應(yīng)順槽巷道兩幫頂板落差不大于400 m。順槽巷道無法支撐成套裝備滿足綜放工作面回風(fēng)順槽巷超前段機(jī)械化無反復(fù)支護(hù)。

門式支架的橫梁中下部的下表面及升降平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的上表面都布置有定位卡齒，避免防爆柴油機(jī)履帶式運(yùn)輸車在運(yùn)輸門式支架過程中竄動(dòng)。立柱底郁設(shè)有圓形柱靴（Φ=500 mm），柱靴與立柱底部采用球形餃接。柱靴材料采用ZG30Cr06，柱靴底部帶防滑錐釘。立柱進(jìn)回液采用板式快插接頭?？觳褰涌跒樗膭?dòng)能快插接口DN12.5。

1.2 門式支架主要技術(shù)要求

1）門式支架在回風(fēng)順槽巷道布置時(shí)，第一架門式支架距機(jī)尾煤壁線不小于1 200 m，同時(shí)門式支架的架間距為1 800 cm，保證回撤支架時(shí)，門式支架能在升降平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上轉(zhuǎn)動(dòng)到位。

2）橫梁與立柱采用銷軸連接，在橫梁支撐頂板時(shí)應(yīng)保證銷軸不受力。在巷道變形產(chǎn)重時(shí)，可方便拆卸。

3）在回風(fēng)順槽順槽巷道超前支護(hù)時(shí)，每個(gè)門式支架應(yīng)與相鄰的單跨支護(hù)裝置間用Φ18×64的礦用圓環(huán)鏈條相互連接，防止支護(hù)過程中單跨支護(hù)裝置傾倒，鏈條上加裝防倒緊鏈器，可實(shí)現(xiàn)架間距調(diào)節(jié)。

4）所有控制褐采用不銹鋼產(chǎn)品。立柱液控單向閥采用流量量200 L/min，安全閥采用500 L/min 大流量，開啟壓力執(zhí)行技術(shù)參數(shù)表，每個(gè)立柱帶一個(gè)指針式抗震壓力表，控制系統(tǒng)接口均采用KJ 系列。

5）雙伸縮立柱門式支星頂梁，外形尺寸3 500 m×400 m×430 m。立柱單根質(zhì)量613 kg，外徑273 m，總長1 680 m。

1.3 門式支架漏液分析

礦山井下惡劣，潮濕、腐蝕的環(huán)境，再加上外力作用環(huán)境以及液壓管路本身承壓高，工作面崩管、破管事故時(shí)有發(fā)生，是影響生產(chǎn)的常見故障。究其原因總結(jié)如表2 所示。

表2 門式支架液壓支架漏液分析

2 門式支架快速連接頭優(yōu)化設(shè)計(jì)

為了有效解決管路快速接頭使用上的漏液問題，我們對(duì)支架的管路接頭進(jìn)行了優(yōu)化改造。

2.1 改造前設(shè)計(jì)

在最初的門式支架樣機(jī)裝配中，將原有的膠管和螺紋連接頭安裝后，合下供液開關(guān)，高壓液體通過液壓系統(tǒng)，進(jìn)入液壓管路通過連接頭后，發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)的液壓管路連接頭出現(xiàn)嚴(yán)重的漏液現(xiàn)象，O 形圈密封不合理，其結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 原設(shè)計(jì)液壓管路連接頭示意圖

經(jīng)過思考討論研究之后，提出了幾種方案措施。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求，選用合格的接頭組件高壓膠管總成。升級(jí)改造乳化泵站由工頻改造為變頻的運(yùn)行方式，形成恒壓供液系統(tǒng)。將工作面主供液管路由單管供液更改為雙管環(huán)形供液。從內(nèi)部進(jìn)行根本改造，分別嘗試改變螺紋連接頭的結(jié)構(gòu)，加大螺紋距離，加長連接頭等，同時(shí)將原接頭組件密封件單獨(dú)使用O形圈密封圈，再連接頭上加裝聚四氟乙烯高強(qiáng)度密封擋圈配合，由管路單密封改變?yōu)楣苈泛瓦B接頭雙密封，盡量減小密封件與接頭組件溝槽的配合間隙，縮小O 形密封圈在高壓、反復(fù)沖擊流體中的擠出量，延長密封件的使用壽命。

2.2 改造后設(shè)計(jì)

取得明顯的效果之后，通過改善O 形圈密封重點(diǎn)改進(jìn)方案。將管路連接頭的形狀由之前頂部圓錐體改變?yōu)轫敳块_放圓形，并且在內(nèi)部加工密封槽放置耐高壓橡膠密封圈，使管路和連接頭配合達(dá)到最佳狀態(tài)。在多次嘗試之后，安裝效果良好，密封性更加完善。改造后效果如圖3 所示。

圖3 改造后液壓管路連接頭示意圖

3 創(chuàng)新點(diǎn)

1）該改進(jìn)方案中螺紋連接頭不僅結(jié)構(gòu)簡單，連接方便，還具有良好的密封性。在改進(jìn)快速連接頭密封不合理的過程中，通過改造螺紋連接頭本身的密封性能，有效地提高了供液的效率，保證了乳化液的利用率，節(jié)省了更換其他的零部件而浪費(fèi)的更多工時(shí)，節(jié)省了人力物力，大大降低了生產(chǎn)維修的成本。

2）門式支架液壓管路連接頭密封效果采用雙密封結(jié)構(gòu)。采用了O 形圈密封圈，加裝聚四氟乙烯高強(qiáng)度密封擋圈配合，使得管路和連接頭雙密封，延長了密封件的使用壽命。在多次反復(fù)的試用實(shí)驗(yàn)之后，該螺紋連接頭性能可靠，使用效果良好，保證了供液效果，進(jìn)一步提高了支架裝配的工作效率。

4 結(jié)語

經(jīng)過不斷的技術(shù)改造，徹底解決了門式液壓支架高壓管路快速連接頭漏液和滲液現(xiàn)象，密封件的更換頻次降低95%，大幅度提高了液壓系統(tǒng)的可靠性，確保了支架供液正常。升降推移工作正常，大大地提高了工作效率，節(jié)省了人工及材料投入成本。結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化降低了生產(chǎn)成本，通過解決局部螺紋連接頭的密封性能，從而避免了其他管路等零部件的更換調(diào)配，解決了當(dāng)前存在的問題，最終設(shè)計(jì)改進(jìn)的螺紋連接頭在未來的應(yīng)用上具有較好的推廣和發(fā)展前景。