綜采液壓支架試驗臺的設計制造及工作原理

摘 要：綜采工作面液壓支架試驗是生產和檢修支架工程中不可缺少的檢測工作，遵照執行能源部《關于綜采液壓支架的檢測標準》和國家《機械設計標準手冊》設計制造支架檢測試驗裝置，經主管部門驗收，無論是液壓原理，還是承載主體的機械性能等技術指標，均符合要求，對指甲檢測達標，運行可靠，為企業節約資金，更為檢修工作在質量、速度上提供了可靠的保障。

關鍵詞：液壓支架；液壓系統；液壓支架試驗臺；承載加壓主體

煤礦綜采液壓支架是綜采支護的重要設備，對于支架的設計、制造、使用安裝、檢修都有著十分嚴格的技術標準要求，安全可靠的操作性能是確保穩定生產的前提。所以，高質量、高標準的檢修和檢測試驗是液壓支架的唯一。

1 液壓試驗臺的設計原則

我廠是承修鶴崗分公司綜采液壓支架的主要單位之一，擔負著全公司三分之一的液壓支架檢修工程，為確保支架各項性能達到整機技術要求，整機出廠的檢驗設備已經成為支架檢修工程快捷、搞笑、安全的有效措施。但是外購一套工作阻力在2800～10600 KN之間的內加載式液壓支架檢測試驗臺需資金80萬左右。為節約資金，為解我們企業的燃眉之急，我們組織全廠工程技術人員，查找有關技術資料，嚴格遵守機械制造行業的各項技術標準，嚴格按照《煤礦液壓支架檢修標準》MT312-200《液壓支架通用技術條件》，以內加載的方式使支架在不同荷載作用時能夠滿足支架出廠性能試驗的功能和要求，自行設計制造一臺綜采液壓支架檢測試驗臺。

2 液壓試驗臺的設計原理

2.1 加壓承載主體的設計原理

對支架試驗臺采用內加載的形式設計

支架試驗主體分上下二箱為主體結構，采用厚度100mm （δ100）的錳鋼板為主板（16Mn），箱體周邊及內部加強筋為δ20 16Mn鋼板，上下箱體連接為四根φ300mm.40cr圓鋼立柱，使得上下箱體承載受力均布。箱體上部為適應較多架型的高度，設計為可調節的形式，配套安裝的各種卡環、耳坐無論是材質、工藝嚴格執行國家標準選擇加工處理，采用直流逆變二氧化碳焊接的方式，焊接時為保障主體結構尺寸的要求，采用分期、分段的焊接方法，有效的控制了工件的變形，從而保證安裝時上下箱，四根立柱平面位移公差在設計的7mm之內。見承載主體結構見圖1

2.2 試驗臺液壓系統的工作原理，見圖2

采用壓力傳感計數機采集，增加了設備的檢測精度，方便技術歸檔查閱。

空載試驗：先啟動乳化液泵，排除管道空氣后，將截止閥、管接頭均關閉，如低壓表顯示的值為2Mpa左右（2Mpa是溢流閥1決定的，超過此值，溢流閥即卸壓釋放），說明乳化液泵系統工作正常。同時，它也是對試驗工件的低壓密封試驗，如果發生泄漏，那就無需做下步增壓試驗了。

2.3 液壓支架加載試驗工作原理及檢測方法

2.3.1 液壓操作的工作原理

連接液壓試驗機與支架的管路，先使電磁閥工作在左位時，進行大流量進液使被測液壓元件沖滿，然后進行增壓，此時增壓缸左側進液，右缸回液，觀察P2壓力表的壓力會逐漸增大起來，如果增壓缸的活塞向右移動的形成完畢P2 的壓力表的壓力仍升不到試驗要求壓力，那么可使電磁閥工作在右位，此時增壓缸的右腔進液，左腔回液P2的壓力會繼續增高，直至增高到實驗所需的壓力。

2.3.2 空載形成試驗

將被測的液壓支架穩固在試驗臺承載中心位置，使支架、承載主體手里均勻，按支架一般試驗方法要求反復操作支架，使支架反復升降、推拉等，每一動作不得少于3次，其速度不大于200mm/min，檢查各項動作是否準確。靈活、無澀帶、憋卡，所有管路液壓元件無外漏現象。

2.3.3 最低啟動壓力試驗

立柱在空載的工作狀況下逐漸升壓，分別測試記錄各級缸、活塞和活塞桿腔的起動壓力（在無背壓狀況下），測定活塞桿腔的啟動壓力，活塞桿腔的啟動壓力不得超過7.5Mpa（不計算底閥的壓力損失）。

2.3.4 活塞腔的密封性能試驗

將立柱升至2/3全行程，進行加壓在1Mpa和110%額定工作壓力下穩定5min，在相同溫度和壓力下不得下降或滲漏。

2.3.5 強度試驗

①立柱升至最大行程，活塞腔內加壓至額定泵壓的125%，持續4-5min，導向套和活塞限位等機構不得產生永久變形和破壞，②將立柱升至最大行程進行加壓，以110%的額定工作荷載進行加壓持續4-5min，立柱、支架頂梁、連桿等機構不得產生永久變形和損壞。

2.3.6 安全閥測試

向被測閥供液加壓至壓力110%以上，使安全閥連續釋放、溢流，控制操縱閥每2min開啟一次，操作3次。

以上過程操作完畢后通過壓力傳感系統進行數據采集，進行綜合技術分析，記錄。

經過我們近半年多對試驗臺進行的市價操作測試，針對各種型號的支架試驗支架316架（支架阻力在2800-4800kN），試驗臺液壓操作部分運行狀態穩定，各部分液壓元件動作靈敏、可靠，壓力傳感器系統的數據采集，誤差能控制在技術要求之內，試驗臺承載主體經過100Mpa壓力試驗，表面目測檢查，無裂縫、開焊、變形等不正常現象。

實踐證明此套液壓支架試驗臺設計制造較為合理、實用，各項技術指標均能達到《煤礦綜采支架的檢測標準》，確保支架檢修工程的質量，提高檢修工程的速度，為企業節約資金45萬元左右，同時也能解決我們檢修完畢不能測試的難題，更為顯著的是此試驗臺通過對我局新引進的大型綜采支架（工作阻力在6800-10600kN）液壓強度等各項技術的試驗都能符合行業標準，是我局目前唯一的一套支架檢測設備，從而也填補了我局此項工程的空白。

綜采液壓支架試驗機的主要參數：型號： ZYS-N-80，加載方式：內加載，額定壓力：80MPa，最高實驗壓力：100MPa，外型尺寸mm 長×寬×高4000×3000×4700最大允許設備實驗尺寸mm長×寬×高3000×2120×3390。