礦用液壓支架自動兼?zhèn)涫謩訃婌F控制系統(tǒng)的研制及應(yīng)用

摘要：設(shè)計了可同時實現(xiàn)自動與手動噴霧方式的液壓系統(tǒng)控制回路，使得液壓支架可通過執(zhí)行某一特定動作時開啟自動噴霧或通過人為干預(yù)開啟手動噴霧，且兩種控制方式相互獨立，互不影響，并無需執(zhí)行“關(guān)噴霧”的動作。

關(guān)鍵詞：液壓支架；噴霧；研制；應(yīng)用

1.概述

煤炭生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的粉塵，采煤機和掘進機截割過程及液壓支架在放煤和降架、移架過程中的粉塵，是形成工作面粉塵的主要根源，大量的粉塵，是危害工人健康和安全的重大隱患。粉塵災(zāi)害是粉塵作業(yè)場所安全生產(chǎn)的突出問題，也是影響煤礦安全生產(chǎn)的重大隱患，一方面是它的爆炸性，爆炸能量大，且能引起連續(xù)爆炸，而爆炸前又毫無征兆，危害性極大；粉塵爆炸破壞性很大，尤其是爆炸后產(chǎn)生的大量一氧化碳，人在短時間內(nèi)就可中毒死亡，另一方面，粉塵還能引起井下作業(yè)人員患矽肺病等肺部疾病。

目前，我國比較普遍通用的綜采液壓支架噴霧系統(tǒng)大部分均采用手控和液控的方式，手控的優(yōu)缺點無需贅述，液控自動噴霧方式主要為移支架噴霧或降立柱噴霧，即在拉支架或降立柱過程中噴霧裝置自動打開。而傳統(tǒng)液壓控制回路中手控或液控自動噴霧只能實現(xiàn)其一，不能同時兼?zhèn)洌换蚴窃谝嚎刈詣訃婌F中只能實現(xiàn)噴霧自動開啟，不能實現(xiàn)自動關(guān)閉。而本次文章中介紹的控制回路既能兼?zhèn)涫挚睾鸵嚎貒婌F，也能實現(xiàn)在支架動作結(jié)束后噴霧自動關(guān)閉。

2.系統(tǒng)組成

單控噴霧控制閥型號：FYP125

噴霧水幕

錐面截止閥型號：FJZ125/31.5

交替換向閥型號：JDF125

換向閥型號：FHS125/31.5

過濾器型號：GLQ125

雙控噴霧控制閥型號：PWKF-25

3. 傳統(tǒng)控制回路

以下為傳統(tǒng)手控和移架噴霧系統(tǒng)控制回路

3.1 手控噴霧系統(tǒng)

此回路完全依靠截止閥的手動開啟和關(guān)閉控制噴霧水幕，操作較單一，便捷性差，且截止閥在通過多次開啟、關(guān)閉后容易產(chǎn)生故障，可靠性差。

3.2 液控自動噴霧系統(tǒng)

此回路為傳統(tǒng)液控系統(tǒng)中的移架噴霧系統(tǒng)，操作換向閥，推移千斤頂上腔與噴霧控制閥同時進液，實現(xiàn)拉架動作，于此同時推動噴霧閥閥芯向左移動使其連通，噴霧水通過截止閥、過濾器、噴霧控制閥從噴霧水幕中噴出，實現(xiàn)了移架噴霧操作。當移架結(jié)束，須將換向閥反向操作，推動噴霧閥閥芯向右移動使其斷開水路，將噴霧關(guān)閉。由于噴霧與推移聯(lián)動，使得在關(guān)閉噴霧時需要反向操作換向閥，推移千斤頂會伸出一點才能將噴霧關(guān)閉，增大了操作難度，且操作較繁瑣。

由此可見，傳統(tǒng)噴霧控制系統(tǒng)中，手控與液控只能選擇其一，難以同時實現(xiàn)，且操作較原始，步驟繁瑣，可靠性低，這就使得在實際應(yīng)用中難以達到用戶需求，急需能夠同時實現(xiàn)手控、液控的新型液壓噴霧控制系統(tǒng)。

4. 改進后控制回路

以下為手控及移架自動噴霧控制回路介紹此噴霧控制系統(tǒng)。

機能圖如下：

手控功能：操作換向閥2控制交替單向閥閥芯向上移動，b、c腔連通，推動單控噴霧閥閥芯向左移動使其連通，噴霧水通過截止閥、過濾器、噴霧控制閥從噴霧水霧中噴出。當操作換向閥2回到中位時，液壓回路中停止進液，此時單控噴霧閥中的復(fù)位彈簧將閥芯推向右邊，斷開了水路的導(dǎo)通，噴霧關(guān)閉。

液控自動噴霧功能：操作換向閥1，推移千斤頂上腔與交替單向閥a腔同時進液，實現(xiàn)拉架動作，于此同時a、c腔連通，推動單控噴霧閥閥芯向左移動使其連通，噴霧水通過截止閥、過濾器、噴霧控制閥從噴霧水幕中噴出，實現(xiàn)了移架噴霧操作。當移架結(jié)束，換向閥1回到中位時，液壓回路中停止進液，此時單控噴霧閥中的復(fù)位彈簧將閥芯推向右邊，斷開了水路的導(dǎo)通，噴霧自動關(guān)閉。

5.結(jié)語

此控制回路中單控噴霧閥為控制水路導(dǎo)通與斷開的重要液控閥，在控制口c獲得壓力信號時，閥導(dǎo)通，控制口c失去壓力信號時，閥內(nèi)的通路斷開。換向閥為單控噴霧控制閥的控制接口提供壓力信號。交替單向閥的作用是將兩換向閥供液口隔開，互不導(dǎo)通，如果不加裝交替閥，則其中一個換向閥供液時會經(jīng)過另一個換向閥直接卸荷，回路中沒有高壓液體。因此，為回路增加交替閥可使手控與液控噴霧同時實現(xiàn)且互不干擾，相互獨立。

該噴霧控制系統(tǒng)已在冀中能源邢臺機械廠為山西古縣金谷煤業(yè)、介休青云煤業(yè)、邢臺東龐礦制作的多套支架中交付使用，根據(jù)用戶反饋，該系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，快速可靠，維護便捷。此套噴霧系統(tǒng)已成為液壓支架控制系統(tǒng)的優(yōu)選設(shè)計。

參考文獻：

[1]楊勇祥編著.煤礦井下現(xiàn)代化輔助運輸[M].1992年。

[2]徐揚光.設(shè)備綜合工程學概論[M].北京：國防工業(yè)出版社，1988.

作者簡介：孫宇（1984-），男，天津靜海縣人，2007年畢業(yè)于河北工業(yè)大學機械學院，現(xiàn)在冀中能源機械裝備集團有限公司邢臺機械廠從事技術(shù)工作，工程師。