ZQY2800液壓支架調(diào)架梁定位結(jié)構(gòu)改進(jìn)

魏春華

（重慶松藻礦山機(jī)械廠，重慶401445）

ZQY2800液壓支架調(diào)架梁定位結(jié)構(gòu)改進(jìn)

魏春華

（重慶松藻礦山機(jī)械廠，重慶401445）

ZQY2800液壓支架調(diào)架梁銷軸存在較大的彎曲變形，給支架的使用和維修帶來了較大的困難，為此對調(diào)架梁的定位結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)；只讓銷軸承受較小拉力，不讓銷軸承受推力，從而改善了銷軸受力情況，提高了支架的可靠性，減少了支架的維修量。

支架；調(diào)架梁；定位結(jié)構(gòu)；改進(jìn)

0 引言

調(diào)架梁是液壓支架的重要部件，在大傾角工作面中起著調(diào)整支架間距和防滑的作用，ZQY2800支架主要用在大傾角工作面上。2012年我廠承接了280臺ZQY2800支架的維修業(yè)務(wù)，但是在拆卸過程中發(fā)現(xiàn)每臺支架的調(diào)架梁定位銷軸都存在著較大的彎曲變形，導(dǎo)致調(diào)架梁無法拆除，必須使用氣割將底座下面割開后才能對支架進(jìn)行解體，不但浪費(fèi)了大量的人力物力，而且在氣割時，需要將支架立起來進(jìn)行氣割和拆卸銷軸，再用行車將支架固定以防支架倒下傷人，增加了修理的安全風(fēng)險。

1 原調(diào)架梁定位結(jié)構(gòu)形式及受力分析

圖1

由圖2中的結(jié)構(gòu)可以看出，調(diào)架梁側(cè)面所受的力全部由直徑為φ22的銷軸承受，從而導(dǎo)致銷軸承受的剪切力較大，基本上每根銷軸都存在或大或小的彎曲變形。

根據(jù)圖2我們可以建立力學(xué)模型，并對銷軸的受力進(jìn)行分析。

圖2

銷軸的受力如圖3所示，銷軸中段相對于上下2個端面，沿m-m和n-n 2個面向左錯動，這種有2個剪切面的情況在力學(xué)上稱為雙剪切，剪切面所受的力為Fs=F/2。

單側(cè)的受力面積A=πr2=3.14×11×11=379.94 mm2，材料在剪斷前可以承受的最大剪力τ=70 MPa。

根據(jù)剪力的公式：Fs=Aτ=70×379.94N=26595N≈26.6 kN（約2.66 t）。F=2Fs=53.2 kN（約5.32 t)。

圖3

每臺支架的重量約7 t，并且支架在移動過程中存在著沖擊載荷，銷軸的受力遠(yuǎn)超過剪切強(qiáng)度，因此會存在彎曲變形的情況。

2 結(jié)構(gòu)改進(jìn)

2.1 改進(jìn)方案的確定

現(xiàn)在的問題是銷軸受力過大，導(dǎo)致受力彎曲，修理時無法拆下，原來銷軸設(shè)計(jì)的作用有兩個：一是承受推力，承受調(diào)架梁側(cè)面的推力（較大）；二是承受拉力，防止調(diào)架梁滑出（較小）。最后確定的方案是：只讓銷軸承受較小的拉力，不讓銷軸承受推力，改善銷軸的受力情況，以提高支架使用的可靠性和大幅度減少支架的維修量。

2.2 改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)

原來在調(diào)架梁和底座之間有43 mm的間隙，我們在這個位置焊接了一個墊圈，這樣調(diào)架梁的推力就由墊圈承擔(dān)，銷軸基本上不受剪切力的作用。

圖4

2.3 改進(jìn)后的受力情況分析

改進(jìn)后調(diào)架梁的力由墊圈承擔(dān)，墊圈所受的力為推力，因此只要不超過材料的屈服強(qiáng)度極限，就不會產(chǎn)生變形，銷軸也不會受力。

屈服強(qiáng)度公式為σs=F/A，σs=785 MPa，A=π（70×70-50×50）=7 536 mm2。因此F=σs·A=785×7 536=5 915 760= 591.7 kN（約59 t）。

每個調(diào)架梁由2個墊圈支撐，因此可以承受的最大推力為F= 591.7×2 kN=1183 kN（約118 t），完全可以滿足使用要求。

圖5

3 改進(jìn)效果

通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)，改善了銷軸的受力情況，現(xiàn)在的銷軸基本上不受力，消除了銷軸彎曲的情況，損壞率從100%降到0。

改進(jìn)前拆卸每個調(diào)架梁固定端銷軸需要1名焊工、1名鉗工和1個行車工配合，約需要1h。改進(jìn)后，由于銷軸不會彎曲，只需要1個鉗工，幾分鐘即可以拆卸，每臺支架可以節(jié)省單人3 h，每套支架100臺左右，約節(jié)省300 h。同時每臺支架可以減少4根銷軸的加工成本。通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)，減少了設(shè)備的故障率，既保證了煤礦的正常生產(chǎn)及安全生產(chǎn)，同時也給地面的維修帶來了極大的方便，銷軸不會彎曲，減少了翻轉(zhuǎn)底座和氣割等的工時。

4 結(jié)語

通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)，解決了調(diào)架梁銷軸受力過大及調(diào)架梁銷軸彎曲的問題，提高了液壓支架使用的安全性，減少了液壓支架在工作面使用時的事故率，保證了煤礦的正常、安全生產(chǎn)。同時也大幅度地減少了支架維修量、修理時間和修理成本，降低了維修工人的勞動強(qiáng)度，提高了維修效率。

（編輯：啟 迪）

TD 421

B

1002－2333（2014）04－0234－02

魏春華（1984—），男，助理工程師，從事液壓支架、采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)等技術(shù)工作。

2014-02-04