一種用于大型液壓支架銷軸拔出的液壓拔銷器

孔憲國，趙姣紅

(重慶大江工業有限公司慶江機器廠，重慶 401320)

液壓支架是煤礦采煤常用的支護設備，我公司是生產液壓支架的專業廠家。液壓支架是靠銷軸連接的四連桿機構。隨著液壓支架規格型號越來越大，各個結構部件之間的連接銷軸也越來越大，銷軸大小由原來的φ80 ×400 增大到現在的φ190 ×750，銷軸的裝配固然麻煩，而銷軸的拆卸也是一個非常棘手的問題。

針對市場上大型液壓支架的需求量日益增大，大型液壓支架的生產量相繼增大。大型液壓支架體積大、重量大，在制造過程中返修、在發貨時、在銷售到煤礦下井時，都需要將大型液壓支架拆開成部件，以方便返修、運輸、下井，因此研制一種專門的拔銷器來解決支架的拆卸難題，對我廠及國內同行各廠都具有重要的現實意義。

1 工況分析

仔細考察分析拔銷器欲使用的工況，是設計工裝成功的第一步。我們設計的工裝，有時車間不用，就其原因，主要就是設計出的工裝不適合現場工況要求，工裝設計太過于理論化，工裝使用的精度前提在現實中無法保證，以致操作者不會用你的工裝。

為避免這種情況，這就要求設計者必須到車間實際了解工況，并征求操作者建議，方可設計出滿意的工裝來。

1.1 銷軸在支架結構中的連接

如圖1 所示，支架結構件頂梁、掩護梁、連桿、底座之間的連接靠銷軸連接，使支架成為四連桿機構。怎樣將裝好的銷軸從結構件中容易地拔出?這是我們要研究的課題。

1.2 銷軸的結構大小

如圖2 所示，銷軸是一根?φ190 ×750 的園柱，其端面作有M30 的螺紋孔。我們就利用這螺紋連接孔，設計一簡單的拔銷裝置，將銷軸從支架中拔出。

2 設計思路

2.1 拔銷器動力的分析

銷軸的拔出不同于銷軸的裝入。銷軸裝入時，是先將兩結構件的孔對正，再將銷軸打入。由于銷軸孔和銷軸外園之間有1 mm 的間隙，銷軸打入時不需要太大的力。而銷軸在拔出時，由于結構件重量大，如ZZ13000 支架，光頂梁就有6 噸重，結構件壓住銷軸的一端;另外，由于支架兩結構件的不同軸，銷軸在拔出時，必須有足夠大的動力。考慮到制造廠和用戶煤礦都有高壓泵站，用高壓液壓缸作動力可滿足我們的需要。

2.2 拔銷器結構的分析

由于銷軸長度750 mm，如果采用一次拔出，勢必造成液壓缸行程很大，從而增大了拔銷器的體積和重量。使拔銷器在裝上和拆下時顯得費力。故考慮采用分步拔銷方式，利用液壓缸伸出，縮回，再伸出，再縮回來將銷軸從結構件中一步一步拔出。

2.3 拔銷器防滑的分析

銷軸在拔出時，必然有一個力作用在銷軸周圍的側板上，欲使拔銷器緊貼在側板上，保證拔銷器在拔銷時不打滑，拔銷器端面應做成活動連接，并在端面上加工有防滑槽，并施加一予緊力，使拔銷器緊貼在支架側板上。見圖3。

圖3 拔銷器防滑

3 液壓拔銷器的設計

3.1 液壓拔銷器結構圖

由上述的分析，不難畫出液壓拔銷器的結構圖。見圖4。

圖4 液壓拔銷器結構

3.2 液壓拔銷器效果圖

由拔銷器平面結構圖，畫得它的三維效果圖，見圖5。

圖5 三維效果圖

3.3 液壓拔銷器的結構組成

液壓拔銷器由連接頭和缸座組成的螺孔連接器、通過螺栓及帶肩螺母與缸座連接的推移缸、手動換向閥及高壓膠管、由三瓣盤、活動支承爪、長螺母、接桿、環箍、立板座等組成的支承外套。

3.4 液壓拔銷器工作原理

1)根據產品銷軸螺孔大小選擇拔銷器連接螺栓。

2)將連接螺栓裝在拔銷器末端。

3)將行車或其他起吊裝置將拔銷器吊起。

4)將連接螺栓與產品銷軸螺孔相連接，見圖6。5)將操縱閥接口與高壓軟管相接。

6)搬動操縱閥，推移缸無桿腔進液，有桿腔回液，使支承外套右移。

7)將操縱閥搬到中位，將支承套中的三根螺桿拉出，并使卡爪端面緊貼支架側板，并擰緊螺母，使卡爪對側板施加一預緊力。

8)與步驟6 相反的方向，搬動操縱閥，有桿腔進液，無桿腔回液，這時，推移缸活塞桿及與它相連的外支承套不動，推移缸缸筒相對于活塞桿朝遠離銷軸的方向移動，銷軸在缸筒的帶動下被拔出。

當銷軸拔出長度大于推移缸行程時，可在卡爪端面墊木塊，采用分步方式將銷軸從支架中一步一步地拔出。拔銷器的具體工作原理見視頻仿真文件“液壓拔銷器拔銷過程仿真.wmv“(含背景音樂)。

圖6 銷軸螺孔相連接

4 結束語

通過對液壓拔銷器的設計和仿真，并在我廠生產實踐中得到運用，該拔銷器取得了如下的技術效果:

1)結構簡單，操作方便，拔卸銷軸省力省時，避免了工人的繁重勞動;

2)通過螺孔連接器與產品銷軸端面螺孔相連，由于液壓力是逐漸增大的特點，避免了銷軸端面螺孔被損壞;

3)通過更換螺孔連接器的連接螺栓，能夠拔各種螺紋規格的銷軸，具有通用性。

4)該項技術正在申報國家專利。

［1］苑春迎，羅靜.汽車發動機缸體曲軸孔專用機床鏜削結構設計［J］.四川兵工學報，2011，32(11):92 -95.

［2］陳奎生. 液壓與氣壓傳動［M］. 武漢:武漢理工大學出版社，2001.

［3］趙均海，汪夢甫.彈性力學及有限元［M］.武漢:武漢理工大學出版社，2008.

［4］葉修梓，陳超祥. CosmosMotion，SolidWorks 原版系列培訓教程［M］.北京:機械工業出版社，2007.

［5］葉修梓，陳超祥. 管道與布線［M］. 北京:機械工業出版社，2007.

［6］模具設計制造技術教育叢書編委會.模具制造工藝與裝備［M］.北京:機械工業出版社，2003.