支架快速升降平臺的研究與應用

高海泉， 張小虎

（山西煤炭進出口集團左云韓家洼煤業， 山西 大同 037100）

引言

隨著科技的進步和煤炭產業的不斷發展，煤礦設備也向大型化、重型化方向發展，為現代化礦井高產高效奠定了基礎。綜采工作面單個支架重量達到十幾噸，甚至幾十噸。實現機械化的同時，笨重的支架也為工作面搬家倒面帶來問題。能否快速高效的實現搬家倒面成了制約煤礦高產高效的重要因素。支架是綜采工作面比重最大的設備，能實現支架快速搬運，就能大大提高搬家倒面效率。

韓家洼煤業22206 綜采工作面切眼沿走向布置，全長200 m，工作面安裝支架135 架，支架型號為ZFG8000/18/35。該工作面安裝用支架已升井檢修完畢，支架運輸路線為:地面→井底車場→輔運大巷→22206 順槽→22206 工作面。分析其支架運輸的各個環節，支架在井底車場的吊裝轉運過程，流程多，投入的人力、物力多，而且存在安全隱患。支架在地面裝車后經斜井用絞車牽引運至井底車場，由于平板車與地面有300 mm 的高差，膠輪車無法將支架直接叉裝搬運，需將平板車運至吊裝硐室，用吊車將支架卸車后用膠輪車叉裝搬運。因此，研制一種能夠實現支架的快速轉運裝置，實現支架的快速搬運，能夠加快搬家倒面進度，顯得尤為重要。

1 升降平臺的組成和工作原理

如果能夠將運至井底車場的平板車降低300 mm，使平板車板面與井底車場地面等高，膠輪車就可以將支架直接叉裝搬運，省去吊裝過程，即節約時間，又減少用工。根據實際工況要求，研制了一臺升降平臺，可以實現支架平板車的快速升降，避免了吊裝轉運過程。

1.1 升降平臺的組成

升降平臺主要由平臺、承載油缸、油缸護罩等組成。平臺是直接承載構件，將負載的重量分配到承載油缸上，用18 號工字鋼和20 mm 厚的鋼板焊接而成。升降平臺共有四根承載油缸，分布在平臺的四個角上，油缸缸徑110 mm，行程600 mm，用于承載平臺的負載，并實現升降功能。油缸護罩分兩個部分，上部與平臺焊接在一起，下部固定在油缸底座上，上下部套接在一起，承載油缸來自側向的推力被轉變成油缸護罩上下兩部分的摩擦力，避免損壞承載油缸，升降平臺見圖1。

圖1 升降平臺

1.2 升降平臺的工作原理

升降平臺的核心是液壓同步控制系統。該系統通過分流集流閥同步控制技術同步控制四個承載油缸來實現，其原理圖如下頁圖2 所示。油箱1 里的液壓油經過濾器2 被定量液壓泵3 吸出，經加壓后的高壓油為整個液壓系統提供動力，為防止系統過載在主回路中安裝溢流閥4，三位四通換向閥5 同時控制通往四根承載油缸液壓支路的進出油方向，分流集流閥調節進出四個承載油缸的液壓油流量，確保四個承載油缸保持位移同步。液控單向閥9 可以實現平臺作業過程中間停止，避免突發事故。

升降平臺舉升時，高壓油經三位四通換向閥左位、分流集流閥6 分流，再經分流集流閥7、8 分流后經液控換向閥進入四個承載油缸的無桿腔，使承載油缸伸出，平臺升起。通過兩級分流，將高壓油等量的流入承載油缸，實現油缸舉升同步。當停止供液后，液控單向閥可以將流入承載油缸的液壓油鎖住，避免油缸突然降落發生事故。升降平臺下降時，高壓油經三位四通換向閥右位進入四個承載油缸的有桿腔，同時將液控單向閥反向導通，由于分流集流閥的集流功能，將無桿腔的液壓油經過兩級集流后等量的流回油箱1，實現油缸下降同步。由于分流集流閥能夠將液壓油等量的分配到各承載油缸，即使每個承載油缸承載的載荷不一樣，即發生偏載，但進入承載油缸的液壓油相等，伸出量一樣，所以能夠實現平臺舉升的同步。同樣，分流集流閥也有集流功能，可以將等量的液壓油回流到油箱內，實現平臺的同步下降。

圖2 四缸同步控制液壓回路原理圖

2 升降平臺的應用

分流集流閥同步控制回路的分流和集流功能的實現不受外界載荷、油路、執行元件等的影響[1]，而且分流集流閥有很好的糾偏功能，所以同步精度高。試驗證明，采用分流集流閥同步控制回路，在偏載情況下同步精度在98%以上，在空載和重載情況下同步精度在99%以上，同步精度都能滿足平臺工況要求。

相比原先吊裝轉運，采用升降平臺轉運支架省去了吊裝環節，只需將平臺降下就可以實現叉裝作業，每臺支架可以節省30 min 時間。

3 結論

韓家洼煤業針對支架轉運工況，研制了一種快速升降平臺，其采用分流集流閥同步控制技術同步控制四根承載油缸來實現平臺升降。通過對同步回路原理進行分析和工業試驗，證明采用分流集流閥同步控制技術，在空載、滿載和偏載工況下都能滿足平臺同步精度要求。而且相對吊裝流程每次可以節省30 min，明顯縮短了支架搬運時間，大大提高搬家倒面效率，具有推廣意義。