標準化在液壓支架立柱千斤頂設計中的應用

劉興亞 劉安鋒 劉明磊

兗礦東華重工有限公司 山東濟寧 273500

企業標準化工作的目的主要是在企業內部對技術、生產、質量工作進行約束和規范，以此將企業生產經營中的有效管理經驗、手段和方法以標準的形式落地、固化，用于指導企業以后的生產經營活動。設計標準化工作能有效促進技術階梯式進步、升級，并最終體現在產品質量及企業經濟效益的提升。

兗礦東華重工有限公司以提高產品質量和效益為中心，在液壓支架產品設計工作中運用標準化手段，改善傳統設計過程缺陷，提高設計質量、效率以及整體產品質量。下面對液壓支架立柱千斤頂設計中的一些標準化方法及過程進行總結。

1 液壓支架立柱千斤頂設計標準化必要性

隨著近年國家煤炭資源的整合、產能的釋放，國內千萬噸級高產煤礦不斷涌現，且產能逐年提升。為滿足產能要求，礦井對于采煤、支護、輸送等關鍵煤機裝備工作穩定性和質量可靠性要求越來越嚴格。同時，在國家推行高端裝備制造的背景下，煤機裝備也向著高端化、品質化方向發展。原有的一些行業規范、企業要求已經不能滿足液壓支架高質量、高標準的需要。因此以標準化手段對液壓支架的生產制造全過程進行約束顯得十分必要。

液壓支架是煤礦綜采工作面的關鍵支護設備，它的主要作用是支護采場頂板，維護安全作業空間，推移工作面采運設備。液壓支架工作過程中的升/降架、打開/收回側護板、推溜、移架、拉后溜、放煤等動作都是由各個對應的立柱、千斤頂提供動力而產生。因此立柱、千斤頂是液壓支架的主要液壓執行元件和承壓構件。為滿足各種支護高度要求、保證開采工作中的支護姿態和各類功能的實現，就造成了液壓支架立柱、千斤頂種類相對較多。

為了提高產品性能、減少產品零部件的類別、提高零部件的通用性，立柱千斤頂設計采用標準化手段對千斤頂外圓直徑、缸徑/桿徑匹配關系、結構連接尺寸、活塞和導向套結構、密封布置方式及技術要求等進行規范。最終制定了《液壓支架用千斤頂標準化》企業標準，包含液壓支架用千斤頂命名方法及圖號編寫規則。同時規范了千斤頂與結構件的關聯結構及尺寸，重新標準化了千斤頂活塞、導向套、接頭、承壓焊縫的結構。

設計人員按照標準化要求設計的零部件要比創新設計可靠許多。在設計輸出時，無論是圖紙的圖幅、標注的字體，還是各個零件圖之間的配合、每個尺寸的規范，都存在一個有據可查的標準。因此，液壓支架立柱千斤頂的標準化，對于規范設計標準，提高設計質量和效率意義顯著，順應煤機裝備的高端化、品質化的發展要求[1]。

2 立柱千斤頂接頭標準化案例介紹

兗州煤業股份有限公司下屬煤礦眾多，各礦使用國內不同煤機制造企業的液壓支架裝備。在立柱千斤頂用焊接接頭及螺紋接頭設計方面，各液壓支架制造商均按照自己需求設計，無統一標準，造成接頭品類較多。接頭種類的多樣性，造成接頭在井下使用過程中損壞后，修復或更換都需要測量損壞件的連接尺寸，以免配套尺寸出錯，導致設計工作量、設計失誤風險的增加，延長了設計周期。

目前，僅兗礦東華重工有限公司液壓支架立柱千斤頂用焊接接頭和螺紋接頭就多達600余種。接頭種類的眾多，帶來了使用混亂和不便于生產儲備的問題。當加急生產需求時，經常因焊接接頭的供貨周期較晚，造成整個生產周期延誤，嚴重影響生產接續。

2.1 標準化目標

立柱千斤頂用接頭標準化工作旨在提高接頭性能和通用性，減少接頭種類，進而提高設計質量和效率，提高立柱千斤頂生產或維修周期。

2.2 標準化方法

依據GB25974.2-2010《煤礦用液壓支架第2部分：立柱和千斤頂技術條件》、MT/T986-2006《礦用U形銷式快速接頭及附件》的標準要求，結合多年設計及使用情況，按照根據可焊性統一接頭材質，根據擋銷、快速接頭、連接閥件結構形式優化接頭外形尺寸的思路，對焊接接頭及螺紋接頭進行重新設計。在滿足不同功能立柱千斤頂的使用要求的前提下，擴大單類接頭使用覆蓋面，實現接頭通用化。

立柱千斤頂用焊接接頭及螺紋接頭的標準化思路確定后，首先通過梳理各類接頭使用要求和原有設計圖樣、收集整理客戶方及生產單位反饋信息，進行接頭的優化改進。然后按照不同功能需求將接頭類零件分為十二大類，確定各類名稱。使用類別代號、系列代號、公稱通徑代表數字、適用缸徑范圍數字、材質代號標識，對各大類下不同型號接頭進行區分命名。

隨后按照公司內部圖紙技術要求編寫規范，統一各類接頭類零件技術要求，形成圖紙原型。最后經圖紙審核及生產驗證后，編制《液壓支架立柱和千斤頂接頭類零件分類命名規范及圖冊》，對接頭類零件術語、定義、分類命名規則等內容進行明確說明，固化設計結構。設計選型手冊建立后，原則上所有焊接接頭及螺紋接頭的設計選型，均依據設計選型手冊執行，并為采購及安裝使用提供依據。如存在特殊需求或功能，現有接頭設計確實不能滿足選型要求時，再另行設計，并對手冊進行修訂完善。

2.3 標準化成效

通過對接頭接口大小、功能要求、連接尺寸、可焊性、擋銷結構等的統一規范設計，初次標準化接頭種類從600余種減少至300余種。經過二次優化，種類減少至110余種，大幅降低了接頭種類。最終達到接頭種類較少、覆蓋面較廣、便于焊接等目的。有效提高立柱千斤頂設計質量、效率，為接頭類零件生產儲備提供了便利，縮短了液壓支架立柱千斤頂生產、維修周期。

3 結語

標準化手段在液壓支架立柱千斤頂設計中的應用，提高了標準化程度，有效規避了很多設計風險，提高了立柱千斤頂設計圖樣輸出速率。作為產品的源頭，設計標準化程度的提升，更好地滿足了生產需求，對企業產品質量的提升和整體運營管理影響重大。同時對于實現產品的快速設計和快速更改，加快產品研制步伐，建設數字化企業研發平臺意義重大，也為立柱千斤頂產品的后續模塊化設計奠定了堅實的基礎。