單體液壓支柱三用閥拆卸裝置的研制與應用

高寶安 王繼偉 高家旺

（棗莊大興礦業有限責任公司，山東 棗莊 277319）

1 概況

單體液壓支柱是煤礦井下重要的支護材料之一，根據《煤礦安全規程》第一百條要求:“單體液壓支柱，在采煤工作面回采結束后或者使用時間超過8 個月后，必須進行檢修。檢修好的支柱，還必須進行壓力試驗，合格后方可使用。” 據不完全統計，大興公司一年要有13000 多棵單體液壓支柱需要升井檢修，而檢修支柱必須拆卸三用閥。一般情況下，在下井使用時間較短的單體液壓支柱三用閥容易拆卸，使用時間稍長的三用閥拆卸極其困難。因為三用閥與單體活柱進液孔是緊密連接的，再加上采煤工作面淋水中含氟量大、條件差等其他不利因素，加劇了三用閥外部的腐蝕性，其表面形成的污垢促使三用閥與單體活柱孔“熔接”的更緊密。實際工作中，支柱右閥筒的拆卸可以靠絲扣旋轉力自動退出，而左閥筒只有靠人工用尖錘將其砸出，砸出后的閥套普遍存在防飛端鉚頭或“一字”螺栓凹入，把左閥筒絲扣砸壞，造成配件的損壞，增加了噸煤成本。因此，制作一個簡便實用的專用工具至關重要。

2 拆卸裝置的設計

（1）根據左閥筒的直徑、長度及卡板外徑選擇長筒螺母。長筒螺母的主要作用是當作左閥筒上提的支撐點，另一方面是將螺紋桿的作用力持續性地傳遞到左閥筒上，從而將左閥筒拉進螺母套筒的內螺孔里，脫離單體液壓支柱。如圖1 所示。

圖1 結構設計圖

（2）根據左閥筒端的外形制作一個操作方便快捷的卡板，卡板的一面與螺紋桿連接且能互相自由轉動，不受螺紋桿轉動影響。該配件除要求有足夠的機械強度外，還必須連接可靠、結實耐用。

（3）由于梯形絲桿的直徑較大，為便于使用，在梯形絲桿的上端焊一個過渡桿，在過渡桿的另一端作成加厚型六棱，便于手動或風炮氣動扳機操作。

（4）根據右閥筒端部的直孔，選用中碳圓鋼加工一個F 形卡板。在F 形卡板的另一端制作加厚型六棱，便于風炮氣動扳機操作。左右閥筒使用統一型號的套頭。

（5）選用大扭力風炮扳手及鉻鉬合金鋼套頭。

3 加工制作

（1） 選 用Φ80×150mm 中 碳 圓 鋼， 加 工M68×150mm 長筒螺母，螺紋絲壁厚不小于8mm，保證使其有足夠的強度。如圖2 所示。

圖2 長筒螺母（單位：mm）

（2） 選 用Φ70×70mm 中 碳 圓 鋼， 加 工M68×70mm 梯形螺紋桿，在梯形絲桿的下端側面8.5mm 位置鉆Φ5×22mm 孔，并攻M6 絲扣。如圖3 所示。

圖3 梯形絲桿（單位：mm）

（3） 在M68×70mm 梯 形 絲 桿 底 部 鉆Φ21×16mm 孔，在孔深6mm 位置Φ21 外壁上加工Φ5×2mm 的凹槽。如圖4 所示。

圖4 梯形絲桿（單位：mm）

（4）選用Φ20×26mm 中碳圓鋼，在圓鋼一端5mm 位置加工Φ5×2mm 凹槽。將Φ20×26mm圓鋼的一端與卡板焊接，Φ20×26mm 凹槽端插入梯形絲桿的下端Φ21×16mm 的孔內，再從M68×70mm 絲桿的側面孔中放進Φ4mm×15 個小鋼球，然后用M6 螺栓將絲孔封堵。如圖5 所示。

圖5 梯形絲桿與卡板（單位：mm）

（5）在Φ27×150mm 圓鋼一端制作M24 加厚型六棱，在距六棱端部30mm 位置鉆Φ13mm 通孔（留作手把用），Φ27×150mm 圓鋼的另一端與梯形絲桿上端焊接。本裝置加工和組裝完成。如圖6所示。

圖6 三用閥拆卸裝置（單位：mm）

（6）根據右閥筒端部Φ27 的直孔，選用Φ25中碳圓鋼加工一個F 形扳手，在F 形扳手另一端加工M24 加厚型六棱，連接風動工具套筒，同時又可與左閥筒統一使用。如圖7 所示。

圖7 F 形扳手（單位：mm）

（7）選用工業級1/2 大扭力氣風炮動扳機子及CR-MO 鉻鉬合金鋼套筒頭24mm。

4 拆卸裝置的使用方法

（1）將M24 套筒裝在風炮的端部，風炮選擇反轉，將F 形扳手卡在右閥筒孔內，扣動風炮反向旋轉。2s 即可將右閥筒從單體液壓支柱上卸下。

（2）將拉拔器六棱插入風炮套筒內，調節拉拔器卡板到絲母端口處，用卡板順著左閥筒兩側的直口將閥筒完全卡住，扣動風炮反向旋轉。3s 即可將左閥筒從單體液壓支柱上卸下。

（3）將風炮正旋轉，拉拔器卡板返回到絲母端口處，卸下左閥筒。10s 即可完成一次循環操作。如需繼續使用，可重復此操作方式。

5 工效及經濟分析

（1）通過液壓支柱三用閥拆卸裝置在大興公司投入使用效果與原始拆卸方法比對分析，改造前三用閥拆卸平均每小時20 多個，改造后三用閥拆卸平均每小時130 多個，工作效率提高了6 倍多。

（2）改造前三用閥拆卸必須靠尖錘砸，閥套損壞率達到80%以上，一年損壞10000 多個。按照閥套每個11.8 元計算，全年需要投入材料費12 萬余元。改造后除個別閥套使用磨損，閥套損壞率僅有5%左右，全年減少閥套材料費投入11 萬余元。