淺析液壓支架的發展趨勢

陳　真　楊永福（卡特彼勒（鄭州）有限公司，河南　鄭州　450103）

淺析液壓支架的發展趨勢

陳真楊永福
（卡特彼勒（鄭州）有限公司，河南鄭州450103）

液壓支架作為綜合機械化采煤作業中非常重要的一項設備，在采煤作業中具有非常重要的作用。近年來在科學技術的快速發展下，我國液壓支架取得了較快的發展，許多方面已達到國際領先水平，有效的推動礦產行業的快速發展。本文從液壓支架的發展入手，分析了國內液壓支架與國外技術的差距，并進一步對液壓支架的發展前景進行了具體的闡述。

液壓支架；發展；前景

1　液壓支架發展

液壓支架其動力主要采用高壓液體，主要由油缸、閥件及金屬構件所組成，屬于支撐和控制頂板的采煤工作面設備。不僅具有較高的強度和可靠性，而且支護性能較好，能夠快速進行移動。目前液壓支架已成為采煤工作面的核心設備，近年來，對液壓支架的研發力度也在不斷增強，其所帶來的經濟效益越來越明顯。在液壓支架不斷發展過程中，以液壓支架作為主體的支護技術已越來越成熟，所研制出來的液壓支架種類也越來越多樣化，有效的滿足了各類煤層開采支護的需要。

我國自20世紀60年代液壓支架的研發就已開始，在70年代時通過從國外引入一部分液壓支架，在對其進行使用過程中不斷的摸索及總結經驗，從而制造出了與我國基本情況相適應的各種類型的液壓支架。在80年代時，我國液壓支架的研發進入了快速發展時期，各種新型的液壓支架不斷面世，并在各大中型煤礦中得以廣泛的應用，取得了非常好的經濟效益。在90年代時開始，我國加大了對物種液壓支架的研制，端頭支架、填充支架、強力支持及放頂煤支架等不斷的研制出來，液壓支架的發展取得了突破性的進展。隨著計算機技術和自動化技術的快速發展，我國液壓支架開始向數字化控制、程序控制、自動化控制等方向發展。

2　國內液壓支架與國外技術的差距

2.1控制系統方面。相較為國外一些發達國家，在液壓支架控制系統的研發方面我國一直處于較為落后的狀態，這不僅對移設速度提高帶來了較大的影響，而且也不利于綜采經濟效益的實現。液壓支架控制系統是提高綜采經濟效益和社會效益的重要手段，而且國外已從最初的手動直控操作系統、先導控制系統發展到現在的電液控制系統，而且全工作面電液壓控制系統及可編程電液控制系統在一些發達國家已都開始投入使用，相較于控制系統來講，我國在液壓支架系統上部分還停留在手動控制系統，在電液控制系統的應用上與發達國家也存在著較大的差距。

2.2液壓元件方面。相較為液壓支架的發展來看，液壓元件的研發具有滯后性。液壓元件的可靠性直接決定了液壓支架工作的可靠性，而液壓支架中的液壓元件的技術性能也是液壓支架工作效率和經濟效益的重要保障。目前國外的液壓支架多以液控單向閥、大流量安全閥、初撐力保持閥及產柱快速回液閥為主，同時在液壓元件的尺寸、材料、結構和熱處理和表面處理等各個方面的研發也不斷加強，液壓元件具有較高的靈敏度、較強的進排液能力、較好的密封性及抗沖擊載荷能力，能夠滿足各種不同液壓支架的工作性能要求。對比于國外液壓元件的發展，我國液壓元件的研發具有落后性，目前許多產品還沿用20世紀80年代的產品，沒有形成系統化、通用化和標準化。

2.3加工制造方面。目前我國國產的液壓支架其技術水平與國外先進國家相比還存在較多的差距，無論是從結構材料的屈服極限還是閥類材料、加工工藝等方面與發達國家相比都存在較大的差距。

3　液壓支架發展前景

3.1高科技在液壓支架上的應用。近年來，科學技術取得了較快的發展，而且在各行各業中都得以廣泛的應用，特別是各項先進技術的綜合應用，對各行各業的發展起到了極其重要的推動作用。液壓支架作為綜采工作面的重要設備之一，其主要以輸出的力和速度為目的，液壓支架的構成屬于閉環系統，在液壓支架中涉及各種先進的技術，目前故障診斷技術已被引入到液壓支架中來，這有效的確保了液壓支架使用過程中的安全性，有效的延長了液壓支架的使用壽命，對液壓支架工作效率的提高起到了十分重要的作用。

3.2液壓支架設計理念的更新。液壓支架的快速發展是一場革命性的工作。由于液壓支架的工作條件比較惡劣，液壓支架所處的人、機環境的相互關系問題顯得更加重要。液壓支架綠色設計是將工藝方法、產品結構、材料選擇、外觀造型和色彩搭配按照一定規律，液壓支架采取藝術的方法加以巧妙融合，液壓支架設計充分體現人機環境系統的和諧統一。這種液壓支架綠色設計，它不僅考慮資源和環境，也要滿足液壓支架的經濟發展需要，是人類可持續發展戰略在液壓支架設計中的體現。如：液壓支架在設計過程中采用多目標模糊化設計，液壓支架要求移架速度快、支撐力大、用料少、重量輕等，液壓支架每個目標確定一個函數，即液壓支架得多個設計目標函數，然后液壓支架組合優化，確定液壓支架設計的最佳方案，促進液壓支架的快速發展。

3.3架型發展。隨著高產高效礦井建設的不斷發展和完善，從而使得煤礦生產對長壁綜采設備生產能力和可靠性就提出來更高的要求和目標，支架將會朝著大工作阻力、高可靠性方向高速發展。一次采全高普通支架繼續向著兩柱掩護式發展，并將進一步擴大適用范圍，促進液壓支架的快速發展。

3.4材料的升級換代。目前液壓支架開始向大工作阻力及高可靠性的方向發展，這就對支架質量提出了較高的要求。所以在支架材料上選擇上宜采用高強度鋼材，同時還要解決加工和焊接問題，通過對焊接工藝進行優化，從而有效的提高焊接接頭的綜合機械性能和承載能力，以便于能夠更好的滿足高可靠性支架設計的需要，確保支架在使用過程中的安全性。

結語

目前在礦業企業中，液壓支架已成為采煤工作面的核心設備，隨著當前液壓支架研發力度的不斷加強，我國液壓支架的種類不斷增多，而且特種液壓支架已開始研發出來并開始在各類煤層開采中進行應用，并取得了非常好的經濟效益和社會效益，對推動煤礦行業的快速發展起到了極其重要的作用。在液壓支架的應用過程中，液壓支架技術不斷的成熟和完善，這對于促進液壓支架的快速發展奠定了良好的基礎。

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