ZY5000/15/32掩護式液壓支架的優(yōu)化設計

王昌豪WANG Chang-hao

（山東泰安煤礦機械有限公司，泰安271000）

0 引言

2013年，山東泰安煤礦機械有限公司接到了王樓煤礦80臺ZY5000/15/32掩護式液壓支架的生產(chǎn)任務，要求制作工期為三個月。在本次設備制作中，礦方提出原有支架使用中進、出井維護比較麻煩，費時費力，同時伴有安全隱患，要求本次設計對ZY5000/15/32支架的前梁、頂梁進行改造，以達到其最佳使用要求。

1 液壓支架的工作原理

液壓支架在工作過程，必須具備升、降、推、移四個基本動作，這些動作是利用泵站提供的高壓乳化液通過工作性質不同的幾個液壓缸來完成的。升柱：當需要液壓支架上升支護頂板時，高壓乳化液進入立柱的下活塞腔，另一腔回液，推動活塞上升，是與活塞桿相連的頂梁緊緊接觸頂板。降柱：當需要降柱時，高壓乳化液進入立柱的上活塞腔，另一腔回液，推動活塞下降，頂梁脫離接觸接觸頂板。支架和輸送機前移：支架和輸送機的前移都是由底座上的推移千斤頂來完成。當需要支架前移時，先降柱卸載，然后高壓液進入推移千斤頂?shù)幕钊麠U腔，另一腔回液，以輸送機為支點，缸體前移，把整個支架拉向煤壁。

2 設計思路

ZY5000/15/32型掩護式液壓支架由前梁、頂梁、掩護梁、底座、前后連桿、推移機構、防護裝置及液壓系統(tǒng)等組成，本次技術優(yōu)化主要是針對前梁與頂梁之間的連接關系。在支架原設計中，前梁與頂梁之間有兩處連接位置：支架在運輸過程中的連接、支架正常工作時的連接，在設計優(yōu)化后只需一處連接位置就能完全實現(xiàn)支架在運輸及正常工作兩種狀態(tài)。如圖1所示。

在優(yōu)化前，支架從制造完成到井底正常工作需經(jīng)過以下過程：支架各零部件制作完成后進行組裝打壓試驗，串聯(lián)保壓，要求動作靈活自如，工作準確可靠，不得有蹩卡和滲漏現(xiàn)象。試驗完畢后將支架縮至最小尺寸，這時前梁不能降到與頂梁成90°位置，導致前梁伸出部分較大，不便于運輸，需拆下前梁與頂梁之間的正常工作連接銷軸，將前梁與頂梁用運輸銷軸連接，這樣前梁就能完全降下，減少支架占有空間，順利經(jīng)罐籠運輸?shù)骄祝竭_工作面后，安裝人員再將運輸銷軸拆下，改換成正常工作銷軸連接。而在設計優(yōu)化后，前梁與頂梁只需一種銷軸連接（取消運輸銷軸），支架就可以實現(xiàn)前梁與頂梁成90°關系，支架從安裝到運輸?shù)骄滓膊恍柚貜筒鹦叮瑴p少了安裝人員的工作量及安全隱患，提高了支架安裝的效率，從而提高了煤礦的經(jīng)濟效益。

3 本次優(yōu)化設計的關鍵技術、工藝

①優(yōu)化前梁、頂梁的結構設計，減少銷軸連接孔的數(shù)量，使前梁直接降到與頂梁成垂直位置，便于運輸。

②在不改變原前梁千斤頂?shù)幕A上改變千斤頂在前梁、頂梁上的連接座的位置，從而保證前梁在千斤頂伸長、收縮后所能達到正常工作位置。

③前梁千斤頂與前梁的連接銷軸由原來的兩根銷軸改為一根銷軸連接。

④將前梁千斤頂?shù)念^部由方形改為球面型、連接座改為球面窩狀，同時將連接銷軸直徑減小，使支架正常工作時由原來的銷軸受力變?yōu)榍Ы镯旑^部球面接觸受力，從而增強受力效果，減少了銷軸損壞的頻率。

4 結束語

優(yōu)化后的ZY5000/15/32型掩護式液壓支架在實際應用中，運行穩(wěn)定，安裝方便、安全，大大減少了使用方的困難，為使用方節(jié)約了大量的時間，從而增加了經(jīng)濟效益。如果支架需要出井維修，再也不用把前梁千斤頂銷軸卸下，直接就能把前梁落下，原來前梁千斤頂是靠銷軸受力，銷軸直徑與連接孔直徑幾乎一般大，銷軸在井下時間長了容易變形、生銹，銷軸很難拆除，就需要使用氣割割掉銷軸，由于井底是個危險環(huán)境，如果動火，容易造成嚴重事故；而現(xiàn)在前梁千斤頂不需要銷軸受力，銷軸直徑小于連接孔的直徑（相差較大），支架應用一段時間后再也不會出現(xiàn)銷軸彎曲變形的事情了，同時也減少了工人的工作量，避免了安全隱患。

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