ZZS6000/17/37A型液壓支架液控系統的改型設計

李雁民

(大同煤炭技師學院，山西 大同 037003)

ZZS6000/17/37A型液壓支架液控系統的改型設計

李雁民

(大同煤炭技師學院，山西 大同 037003)

為滿足頂板破碎且周期來壓明顯以及煤壁易片幫的工作面使用要求，ZZS6000/17/37A型液壓支架在結構件上進行了局部改進，然而，在實際使用中發現該支架的液控系統存在諸多弊端，現對此進行相應的改型設計，并對比了改型前后的經濟和社會效益。

液壓支架；液控系統；改型設計；效益

0 引言

ZZS6000/17/37A型支撐掩護式液壓支架是一種性能穩定、適用廣泛的高產高效工作面綜采設備。該支架在結構設計上采用了緊湊型短四連桿機構和固定側護板結構。為提高支架頂梁前端的支護能力，采用了復合前梁鉸接主體頂梁的組合頂梁結構，在控制系統中采用了快速移架系統，支架降、移、升一個操作循環時間不超過12 s。該支架的技術特征如表1所示。

表1 ZZS6000/17/37A型液壓支架技術特征

ZZS6000/17/37A型支撐掩護式液壓支架研制成功近20年來，根據不同綜采工作面的地質條件和生產要求，在局部結構和液控系統方面已進行了多次改型設計。在為了滿足頂板破碎且周期來壓明顯以及煤壁易片幫工作面使用要求的改型設計中，該支架需配備超前支護和密集支護，即用伸縮梁和護幫裝置代替原有的楔形梁裝置，將原有的固定側護板結構改為活動側護板結構。然而，在該支架結構系統成功改型設計之后，支架液控系統在實際使用中卻出現了一些弊端。

1 液控系統存在的弊端

(1) 操縱閥安設在底座前過橋后面，兩前立柱的中間，操縱閥手柄指向支架后方，而主進、回液三通及噴霧進水三通設置在頂梁上后立柱的前方，連接的高壓膠管規格為φ25，長度5 500 mm，膠管要經過掩護梁、前連桿到底座，然后通過底座上的暗箱通道到達操縱閥，除管路冗長外，φ25高壓膠管國家標準中要求彎度半徑不得小于R200，而升降支架的過程中易形成死彎，因而會對高壓膠管造成不必要的損壞。

(2) 操縱閥工作腔與前過橋之間的距離僅有120 mm，與左右前立柱之間的距離僅有180 mm，所以連接操縱閥工作腔的高壓膠管都要安裝彎頭，這樣每個彎頭的接口方向都指向支架兩側面，而φ25高壓膠管到達后無法形成有效的彎度與其進行連接。

(3) 在支架降到最低位置的時候，前梁千斤頂的單向鎖與操縱閥明顯干涉，互相擠壓，造成相關液壓元件被損壞。

2 液控系統的改型設計

(1) 對該支架改型設計前后的總體流量進行了對比測算，原支架中只有立柱、推移千斤頂和楔形梁千斤頂3種液壓執行機構，而改型后的支架有立柱、推移千斤頂、側護千斤頂、前梁千斤頂、伸縮千斤頂、護幫千斤頂6種液壓執行機構，確定整體流量是進行重新設計的關鍵。通過測算得出：原支架液控系統中的φ25高壓膠管完全可以被φ19高壓膠管替代，對于改型設計后支架的整體流量不會造成任何影響。

(2) 取消原設計中的主、進回液管路三通以及φ25球形截止閥、φ25回液斷路閥，改為使用φ38平面截止閥、φ31.5平面截止閥。

(3) 對噴霧系統進行局部改動，取消原設計中的噴霧三通，噴霧系統改為使用φ25平面截止閥。

(4) 將支架系統的φ38平面截止閥、φ31.5平面截止閥和噴霧系統的φ25平面截止閥的安裝位置由頂梁后立柱前方移動到了底座后過橋處。

(5) 前梁千斤頂單向鎖的安裝位置由支架頂梁前立柱的中間改到了支架左前后立柱的中間。

3 改型設計前后的效益對比

本次對ZZS6000/17/37A型液壓支架液控系統的局部改型，不僅簡化了原有液控系統繁瑣的設計，而且改善了相關液壓閥件和高壓膠管不便于安裝的現狀。此外，該支架重新設計后的液控系統所采用液壓元件和高壓膠管全部為現階段的通用配件，大大提高了以上配件與各綜采工作面同型號支架相關配件的互換性與通用性。

3.1 經濟效益

該支架液壓管路系統改型設計后，簡化了液控系統，方便了操作維護，淘汰了特殊型式的液壓配件，使用了通用液壓元件，經濟效益比較可觀，這主要體現在液壓管路系統中高壓膠管及特殊型式液壓元件的使用上。下面我們只對改型設計前后發生變化的液壓元件作一比較，簡單計算其經濟效益。以單架計算：φ25高壓膠管設計前每架使用11 m，設計后取消，改為使用φ19高壓膠管，每架僅使用4.4 m，φ25高壓膠管63元/m，11×63=693元，φ19高壓膠管40元/m，4.4×40=176元，每架高壓膠管節省資金693-176=517元；取消φ25回液斷路閥1件285元，取消φ25球形截止閥1件270元，每架節省555元；取消進、回液三通和噴霧三通各1件，增加φ38/19、φ31.5/19、φ25/13平面截止閥各1件，進回液三通及噴霧三通500元/件，平面截止閥280元/件，每架節省資金1 500-840=660。液壓閥件合計每架節省資金555+660=1 215元。

綜上所述：改型設計后的支架液控系統每架可節省資金總額517+1 215=1 732元。

3.2 社會效益

ZZS6000/17/37A型支撐掩護式液壓支架液控系統在改型設計后，經過各項嚴格的產品性能試驗，所有技術性能指標均達到原設計要求。該支架液壓控制系統的改造，既有利于綜采工作面的操作維護使用，又降低了產品的制造和維修成本，同時也規范了該液壓支架部分液壓元件及高壓膠管的規格標準，促進了液壓支架在使用中的標準化統一管理。對用戶進行的為期3個月的回訪和反饋證明，該支架液壓控制系統的改型設計是比較成功的，在給井下綜采工作面支護設備的正常運行提供了可靠保證的同時，還增強了該產品在市場中的競爭力。

4 結語

液壓控制系統作為液壓支架的核心，其型式設計和管路布置一直是各研發部門所注重的一個重要因素。在液壓支架的制造和使用過程中，只有結合生產實際，本著安全高效、經濟方便的原則，不斷地對其進行改型設計，才能最大限度地滿足安全生產的需求。

[1]成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2000

[2]李壯云.液壓元件與系統[M].北京：機械工業出版社，1999

2014-02-26

李雁民(1974—)，男，山西原平人，講師，從事礦山設備運行與維修的理論教學工作。