一種智能化液壓支架的分析與應用

王常軍

（山煤國際能源集團煤業分公司蒲縣豹子溝煤業，山西 臨汾041200）

1 項目概況

液壓支架用于煤礦開采中，是一種利用液體壓力產生支撐力并實現自動移設來進行頂板支護和管理的一種液壓動力裝置，是綜合機械化采煤不可缺少的配套機械設備。山煤國際能源集團股份有限公司煤業分公司蒲縣豹子溝煤業綜采10105工作面使用的液壓支架在使用過程中發現存在伸縮長度不夠，伸縮過程無法完全同步，一體性不足等問題，嚴重影響到支護的效果，從而影響煤礦開采效率及開采安全。因此，對液壓支架進行優化設計，提供一種智能化液壓支架。

2 智能化液壓支架裝置的設計

2.1 結構分析

針對當前豹子溝煤業井下液壓支架存在的問題，設計了一種新型智能化液壓支架，該智能化液壓支架結構如圖1所示[1-2]。

圖1 智能化液壓支架整體結構示意圖

固定板的頂部固定連接有兩個液壓筒，液壓筒的左側嵌入設置有上升管，液壓筒之間嵌入設置有連通管，液壓筒的內壁均無縫滑動有活塞板，活塞板的頂部均嵌入設置有伸縮筒，且伸縮筒之間嵌入設置有連通管，伸縮筒的內壁均無縫滑動有活塞塊，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，液壓筒的左側固定連接有套環，伸縮筒的左側嵌入設置有下降管，液壓筒的內壁均套接有墊環，液壓筒的頂部和伸縮筒的內壁均設有兩個密封環和若干個固定螺釘，且四個密封環通過固定螺釘分別固定連接在兩個液壓筒的頂部和兩個伸縮筒的內壁，密封環之間嵌套黏接有橡膠環，伸縮筒的底部均嵌套黏接有定位環，伸縮筒的內壁均嵌套黏接有限位環，如圖2所示[3-4]。

圖2 圖1中A處的放大示意圖

如下頁圖3所示，伸縮筒無縫貫穿在密封環和橡膠環的中間，且伸縮筒的底部設有開孔，并且伸縮筒與墊板保持垂直，伸縮桿與伸縮筒活動套接，伸縮桿能夠在伸縮筒中進行伸縮，伸縮筒也能夠在液壓筒中進行伸縮，伸縮桿和伸縮筒都能夠進行伸縮，伸縮桿和伸縮筒伸縮的長度能夠進行疊加，具有伸縮長度大的優點。

伸縮桿無縫貫穿在密封環和橡膠環的中間，并且伸縮桿位于液壓筒中，密封環和橡膠環環繞在伸縮桿和伸縮筒的四周，且密封環之間設有缺口，并且橡膠環與密封環的缺口相配適，橡膠環能夠增加密封環與伸縮筒的密封性，密封環將橡膠環夾住能夠避免橡膠環過度變形，進而保證密封環與伸縮筒的密封性，具有密封性好的優點。

圖3 裝置伸縮筒的伸縮示意圖

墊環位于上升管和連通管的上方，且限位環位于另一根連通管的下方，連通管將兩個伸縮筒連通在一起，使兩個伸縮筒能夠同步完成伸縮，自動將兩根伸縮桿的壓力調節至一致，具有智能化的優點，并且定位環抵在液壓筒的內壁，下降管的長度大于伸縮筒的長度，且限位環被伸縮桿活動貫穿，并且下降管活動貫穿在套環的中間，伸縮筒底部的兩側均開口設置有流水孔，且流水孔位于定位環的下方。

2.2 工作原理分析

該智能化液壓支架工作原理[5-6]：將加壓設備與下降管和上升管相連，加壓設備同步通過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，活塞塊就會抵在伸縮筒的底部隨后，液壓油通過上升管注入液壓筒中，將液壓筒中填充滿液壓油，液壓油將活塞板向上推動，活塞板帶動伸縮筒等結構同步向上移動，當活塞板上升到最高時下降管的壓力消失，液壓油在推動活塞塊在伸縮筒中向上移動，使伸縮桿和墊板向上移動，當活塞塊抵在限位環的底部時完成上升工作如圖3所示，收縮時，加壓設備通過下降管施加壓力，上升管的壓力消失，液壓油將活塞塊向下推動，當伸縮桿全部收縮進伸縮筒后，液壓油通過伸縮筒底部的流水孔進入液壓筒中，液壓油就會推動活塞板向下移動，當活塞板抵在墊環頂部時，完成下降工作。

2.3 特點分析

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

2）連通管將兩個伸縮筒連通在一起，使兩個伸縮筒能夠同步完成伸縮，自動將兩根伸縮桿的壓力調節至一致，具有智能化的優點。

3）橡膠環能夠增加密封環與伸縮筒的密封性，密封環將橡膠環夾住能夠避免橡膠環過度變形，進而進一步的保證密封環與伸縮筒的密封性，具有密封性好的優點。

3 應用效果分析

將設計的智能化液壓支架應用于豹子溝煤業10105工作面，從應用結果可知，智能化液壓支架有效地完成了頂板支護任務，不僅伸縮過程完全同步，而且沒有出現因其質量導致的安全隱患和安全事故。智能化液壓支架的應用效果理想，為企業創造了較好的安全效益和經濟效益。