基于液壓原理的大型礦用支架缸拆卸機設計

商順強，尹國柱

（河南工程技術學校，河南 焦作 454000）

基于液壓原理的大型礦用支架缸拆卸機設計

商順強，尹國柱

（河南工程技術學校，河南 焦作 454000）

針對當前礦用液壓支架缸拆卸難的問題，基于液壓原理，設計了專用拆卸機，對拆卸機的核心螺母旋轉機構、液壓系統進行了理論設計及工作原理論述。

支架缸；拆卸機；液壓馬達；機構

液壓支架缸是現代煤炭生產行業的重要元件，在使用一段時間后（一般為1年或1年半左右），必須進行檢修。但目前，在生產現場，對支架缸，特別是大型支架缸的檢修，其拆卸過程仍采用人工拆卸的方式，勞動強度大，工作效率低。特別是對于銹蝕嚴重的缸體，人工方式根本無法完成螺母的拆卸。因此，設計、制造專用設備成為解決問題的關鍵。

1 拆卸機總體設計方案

液壓缸拆卸的關鍵點——液壓缸缸蓋大螺帽拆卸，而本產品的主要功用就是進行液壓缸缸蓋大螺帽的拆和裝。拆裝機整機由機身、螺母旋轉機構、底托架等組成，整機結構如圖1所示。螺母旋轉機構是拆卸機的核心部分，其產生大扭矩對支架缸螺母進行強力拆卸；底托架作用是對待拆卸支架缸體固定。

圖1 整機示意圖

2 螺母旋轉機構

螺母旋轉機構是拆裝機的核心部分，螺母旋轉機構的設計是將液壓原理與機械原理巧妙的結合，利用液壓作用，使螺旋機構產生大扭矩旋轉運動，從而對銹蝕的缸蓋螺母進行拆卸。螺母旋轉機構如圖2所示，其主要由擺動缸、液壓馬達、棘輪、棘爪等部件構成。

圖2 螺母旋轉機構

當工作扭矩較小時（缸體螺母無銹蝕），僅由液壓馬達工作，可以快速轉動提高拆卸效率；當工作扭矩較大時（銹蝕較為嚴重或嚴重），在開啟液壓馬達的同時，開啟液壓擺動缸組，擺動缸組帶動棘輪棘爪機構開始工作。此時，液壓馬達與液壓擺動缸組共同克服拆卸旋轉阻力。一般來說，在實際拆缸時，在拆卸的最初1～2絲時才使用擺動缸組（進行大扭矩拆卸）。

在結構上，馬達旋轉與棘輪機構同軸，該軸為螺母旋轉機構的主軸。棘輪機構的旋轉由擺動缸組來帶動，工作動力由液壓系統提供。在拆卸初期，動力（扭矩M）由馬達和擺動缸組共同提供。液壓馬達扭矩設為TM，擺動缸組扭矩設為Tb，則合力矩T=TM+Tb，因此T為設備輸出最大扭矩。

F為單缸推力，kN；

L為為擺動缸中心到主軸中心距，m。

在拆卸過程中，一旦缸體螺母開始旋轉，拆卸動力(扭矩M)僅由液壓馬達提供即可。馬達采用徑向阻塞馬達，系統動力輸出由液壓控制閥來控制，簡便、可靠。

3 液壓系統設計

整機主軸采用液壓馬達、擺動缸組雙驅動方式工作，因此，液壓系統在設計上分為兩路。一路是液壓馬達驅動系統，用于實現小扭矩快速拆卸；另一路是擺動缸組液壓系統，用于實現低速大扭矩拆卸。

馬達液壓系統如圖3所示，該系統由馬達、換向閥、溢流閥等組成，由泵站向該系統提供液壓油。換向閥用來控制馬達的轉動方向，溢流閥用于調壓保護系統。

圖3 馬達液壓系統示意圖

擺動缸液壓系統由左右擺動缸、流量閥組、手動換向閥、溢流閥等組成，系統液壓油由液壓泵站提供。系統原理圖如圖4所示。

圖4 擺動缸組液壓系統示意圖

在該系統中，巧妙設計了與左右兩缸連接的四個流量閥組，用來保障兩缸工作時擺動行程的一致性。換向閥用來控制兩缸的移動方向，溢流閥用于調壓保護系統。

4 拆卸機的主要技術參數

設計過程中，拆卸機的主要技術參數如表1所示。

表1 拆卸機的主要技術參數

5 結束語

該設備將棘輪棘爪、擺動液壓缸、液壓馬達有機巧妙結合，組成螺母旋轉機構，可以進行大扭矩輸出，實現強力旋轉拆卸，特別是對于銹死螺母；液壓系統設計可以進行馬達單獨工作或馬達與擺動缸組聯合工作，以實現強力、快速拆卸。

設備投入生產以來，多家用戶反應，產品的應用使得企業生產效率大幅提高，工人的體力工作量下降，對支架缸維修質量大大提高。

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LargeMiningontheBasisofthePrincipleofthe HydraulicSupportCylinderDisassemblyMachineDesign

SHANGShun-qiang，YINGuo-zhu
（Henanengineeringtechnicalschool，JiaozuoHenan454000，China）

Inviewofthecurrentmininghydraulicsupportcylinderdisassemblyproblem，basedonthehydraulic principle，designofspecialdisassemblymachine，discussedthedemolitionmachinecorenutrotatingmechanism，hydraulicsystemdesigntheoryandprincipleofwork.

supportcylinder；demolitionmachine；hydraulicmotor；mechanism

TD355

B

1672-545X（2014）04-0087-02

2014-01-05

商順強（1973—），河南濟源人，講師，工程碩士，長期從事煤礦機械的教學與研究工作。