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。由于煤礦井下環境比較，液壓支架的立柱在使用一段時間后就會出現不同程度的問題，經過反復的維修使用也會出現零部件的老化，甚至是跟不上生產的需要。在這種情況下，作為企業一線生產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企業的生產需要，提高經濟效益。本文就是將一般性立柱改為雙伸縮性結構工藝的論證介紹。

2 液壓支架立柱一般性結構介紹分析

在目前我們使用的液壓支架立柱中，它的結構一般是由液壓缸、活塞、缸體、缸蓋和活塞桿等重要部分組成。而在這些部件中，立柱和千斤頂在結構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構介紹、功能與工作原理分析

3.1 液壓支架立柱雙伸縮結構介紹。液壓支架立柱雙伸縮結構一般是由外液壓缸、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。它的主要技術參數如圖2所示。

3.2液壓支架立柱雙伸縮結構工作原理。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，使二級缸內的活柱上升。這樣依次循環工作。

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計

下面筆者就結合自身的工作經驗，談談液壓支架雙伸縮立柱改進措施設計工作。供大家參考借鑒使用。

4.1 立柱缸徑方面的設計。筆者給出立柱缸體內徑計算方式為：D—立柱缸體內徑（m）；F1—支架實際支護阻力（kN）； n—每架立柱數，n=2； Pa—安全閥的調整壓力，Pa=40MPa 另設R—頂板對支架的載荷，本設計為3200kN，其中，F1—實際支護阻力（kN）； f—頂梁與頂板之間的摩擦系數，一般取0.1～0.3，本設計取0.3；a—最低位置時立柱傾角，本設計為28.75°；W—掩護梁上矸石阻力 。矸石阻力W的計算方式為，設Wx、Wy—x、y方向矸石作用力 ，其中H—最大采高本設計為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徑，選取立柱的基本參數為：

外缸內徑設置D/mm為 250 ；中缸外徑設置D1 /mm為240 ；中缸內徑設置D2 /mm為 200 ；活柱外徑D3設置 /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。同樣地我們取δ=30mm ，缸底球半徑為125mm ；加長桿固定銷直徑25mm ；柱頭球半徑70mm 。

結語

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，提高經濟效益。

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