煤礦液壓支架立柱加工工藝改進

孫鵬宇

（唐山開灤鐵拓重型機械制造有限責任公司，河北 唐山 063100）

1 液壓支架立柱概述

煤礦用液壓支架的立柱作為支架類中最為重要的一個受力部件，對它的使用性、可靠性等起著十分重要的作用。由于煤礦井下環(huán)境比較，液壓支架的立柱在使用一段時間后就會出現(xiàn)不同程度的問題，經(jīng)過反復(fù)的維修使用也會出現(xiàn)零部件的老化，甚至是跟不上生產(chǎn)的需要。在這種情況下，作為企業(yè)一線生產(chǎn)線的每個人都要有重新對液壓支架立柱加工工藝改進的想法，目的是讓立柱及時準確地適應(yīng)企業(yè)的生產(chǎn)需要，提高經(jīng)濟效益。本文就是將一般性立柱改為雙伸縮性結(jié)構(gòu)工藝的論證介紹。

2 液壓支架立柱一般性結(jié)構(gòu)介紹分析

在目前我們使用的液壓支架立柱中，它的結(jié)構(gòu)一般是由液壓缸、活塞、缸體、缸蓋和活塞桿等重要部分組成。而在這些部件中，立柱和千斤頂在結(jié)構(gòu)上的差異取決于活塞桿。這是因為在立柱承受頂板載荷較大時，它的迫降力就會較少。在實際工作設(shè)計中，我們要把活塞桿盡量做得細些以便滿足需要。

再拿缸體來說吧， 缸體是立柱的承壓部件。一般來說，液壓支架上的立柱和千斤頂缸體一般都用合金無縫鋼管做成。我們知道，缸體的內(nèi)表面是活塞的密封表面，要求很高的加工精度。

3 液壓支架立柱雙伸縮結(jié)構(gòu)介紹、功能與工作原理分析

3.1 液壓支架立柱雙伸縮結(jié)構(gòu)介紹。液壓支架立柱雙伸縮結(jié)構(gòu)一般是由外液壓缸、中液壓缸、底閥、液壓缸活塞等部分組成，具體如下圖1所示。同時，雙伸縮立柱主要有外缸體、中缸體、活柱體、密封件等部件組成。它的主要技術(shù)參數(shù)如圖2所示。

3.2液壓支架立柱雙伸縮結(jié)構(gòu)工作原理。首先我們先看它的雙立柱上升架。在實際工作中，當立柱的操縱閥手柄處于“升”的標記時候，它的高壓液體由閥經(jīng)過高壓膠管總成打開液控向單閥控制通向這個立柱活塞腔的進液口，這個時候，剛才說的那個高壓液體就會再次進入立柱活塞腔，這樣立柱就會急速上升，然后立柱活柱腔的液體經(jīng)液控單向閥，再有操縱閥到主回液管路最終流回泵站油箱。

在工作中，如果說立柱一級缸用完后，高壓液體就會打開二級缸活塞底部的底閥進入二級缸活塞腔，使二級缸內(nèi)的活柱上升。這樣依次循環(huán)工作。

其次是它的雙立柱下降架。同樣地，在工作中當立柱處于“降柱”的時候，它的高壓液體就會由操縱閥組經(jīng)高壓膠管、液控單向閥進入立柱一二級缸的活柱腔。另外當一級缸運作為零時，底閥和一級缸缸底剛性接觸，然后再以機械的方式把底閥打開，這樣二級缸活塞腔的液體就會通過底閥、等直接到泵站油箱。

4 液壓支架雙伸縮立柱改進措施設(shè)計

下面筆者就結(jié)合自身的工作經(jīng)驗，談?wù)勔簤褐Ъ茈p伸縮立柱改進措施設(shè)計工作。供大家參考借鑒使用。

4.1 立柱缸徑方面的設(shè)計。筆者給出立柱缸體內(nèi)徑計算方式為：D—立柱缸體內(nèi)徑（m）；F1—支架實際支護阻力（kN）； n—每架立柱數(shù)，n=2； Pa—安全閥的調(diào)整壓力，Pa=40MPa 另設(shè)R—頂板對支架的載荷，本設(shè)計為3200kN，其中，F(xiàn)1—實際支護阻力（kN）； f—頂梁與頂板之間的摩擦系數(shù)，一般取0.1～0.3，本設(shè)計取0.3；a—最低位置時立柱傾角，本設(shè)計為28.75°；W—掩護梁上矸石阻力 。矸石阻力W的計算方式為，設(shè)Wx、Wy—x、y方向矸石作用力 ，其中H—最大采高本設(shè)計為1.6m；Fx—支架最低位置時掩護梁在x方向的投影面積。我們按照國家標準選取比計算值大的標準值作為內(nèi)徑，選取立柱的基本參數(shù)為：

外缸內(nèi)徑設(shè)置D/mm為 250 ；中缸外徑設(shè)置D1 /mm為240 ；中缸內(nèi)徑設(shè)置D2 /mm為 200 ；活柱外徑D3設(shè)置 /mm為185 ，這樣我們就會得出，立柱總工作阻力系列選取P=3200kN。 4.2立柱缸體壁厚的計算。我們在計算缸體壁厚的方式。同樣地我們?nèi)ˇ?30mm ，缸底球半徑為125mm ；加長桿固定銷直徑25mm ；柱頭球半徑70mm 。

結(jié)語

通過以上分析論證我們可得到，要避免一級活塞與導向套接觸保證一級活塞力量，并且向上傳遞，其實只要采取雙底閥的方式來操作工藝的方式來完善。經(jīng)過這樣的改進與實驗，雙伸縮立柱液壓支架可真正達到足夠的初撐力，徹底消除潛在的安全隱患，提高經(jīng)濟效益。

[1]劉欣科.多行程多倍力液壓支架立柱試驗臺設(shè)計與研究[J].液壓與氣動2013（8）.