一種雙級伸縮式液壓支柱的設計及使用

(浙江衢州煤礦機械總廠股份有限公司，浙江 衢州324000)

引言

SDWSG系列單體液壓支柱（以下簡稱支柱）是一種由兩組伸縮機構疊加組成的新型高外注式單體液壓支柱。其功能、用途和操作方法與普通DW型外注式單體液壓支柱基本相同。其特點是結構新穎、伸縮方式靈活、支護行程和承載能力大、抗彎能力強、支護范圍廣、工作效率高，可替代多種普通規格的DW型外注式單體液壓支柱。

1 SDWSG系列單體液壓支柱結構特征與工作原理

1.1 SDWSG系列單體液壓支柱結構特征

SDWSG系列單體液壓支柱，主要由頂蓋、三用閥、活柱體、復位彈簧、手把體、油缸、限位鋼絲、活塞、Y型密封圈、底座體等零部件組成，其結構見圖1。FSW3.15/50型三用閥結構特征見圖2。

1.2 SDWSG系列單體液壓支柱工作原理

SDWSG系列單體液壓支柱工作原理包括升柱、初撐、承載穩壓和降柱四個過程，現分別概述如下。

（1）升柱、初撐

升柱時將管路系統中的注液槍插入三用閥注液孔中，掛好鎖緊套，操作注液槍，泵站高壓液經注液槍頂開三用閥中的球形單向閥，進入支柱內腔，使活柱向上升出，支柱逐漸增高。

圖1 SDWSG系列單體液壓支柱結構圖

當支柱頂蓋撐住鉸接頂梁并使其貼緊工作面頂板后，支柱不再升高，此時松開注液槍手把切斷泵站來的高壓液，三用閥單向閥關閉，支柱內腔液壓保持或接近泵壓，給頂板施加了一定的初撐力，支柱進入承載狀態。

（2）承載穩壓

隨著采煤工作面的推進，工作面頂板作用在支柱上的載荷逐漸增大，當支柱所承受的載荷超過額定工作阻力時，支柱內腔高壓液體作用在安全閥墊上的力超過安全閥彈簧預先調定給予六角導向套的壓緊力時，使安全閥針、安全閥墊和六角導向套一起軸向移動，安全閥被打開，內腔液體外溢，支柱下縮，使頂板壓力重新得到平衡。當支柱所受載荷低于額定工作阻力時，在安全閥彈簧的作用下，安全閥關閉，液體停止外溢，支柱載荷不再降低，保證支柱對頂板的支撐力基本恒定。旋動三用閥的調壓螺釘，給予安全閥彈簧不同的預緊力便可使支柱獲得不同的工作阻力。

（3）降柱

支柱回收時，將卸載手把插入三用閥右閥筒的卸載孔中，轉動卸載手把，迫使閥套、連接螺桿、注油閥體等整體軸向移動，卸載閥墊離開左閥筒的密封面，卸載閥被打開，支柱內腔工作液經左閥筒噴入采空區，活柱在自重和復位彈簧作用下回縮，完成支柱回收。卸載手把轉回原位時，閥套等零件在卸載閥彈簧作用下恢復原位，使卸載閥墊和左閥筒密封面仍然形成密封，工作液停止外噴，支柱停止回縮。

2 SDWSG系列系列單體液壓支柱適用范圍及適用條件

2.1 SDWSG系列外注式單體液壓支柱適用范圍

SDWSG系列外注式單體液壓支柱一般適用于機械化采煤工作面頂板支護，綜合機械化采煤工作面的端頭支護及其它臨時性支護。也可用于非煤礦山采礦工作面頂板支護。

圖2 FSW3.15/50型三閉閥結構圖

2.2 使用SDWSG系列外注式單體液壓支柱的注意事項

（1）煤層傾角小于25°的緩傾斜回采工作面，如采取一定的安全措施，使用范圍可擴大到25°～35°的傾斜回采工作面。

（2）底板抗壓強度應達到15 MPa 以上。在底板較軟的情況下使用，支柱壓入底板的深度，以不惡化頂板的完整性及不影響支柱的回收為限。否則，應采取“穿鞋”或加大底座等措施。

（3）頂板冒落情況較好，冒落后不影響支柱的回收。

（4）在分層開采人工假頂工作面或在地質構造較復雜的條件下使用時，應采取安全措施。

（5）在煤質較松軟的炮采工作面使用時，應對活柱體外表面采取保護措施，以防崩壞，且不能當貼幫柱用。

（6）支柱與木頂梁配合或作點柱使用時，應將頂蓋換成柱帽，以免造成回柱困難。

（7）使用場所應具備向支柱供液的泵站系統和包括注液槍在內的管路系統，供液壓力為15-20 MPa，流量應不小于75 L/min。

（8）煤質較硬的炮采工作面，以及周期來壓特別強烈或有沖擊地壓的工作面，支柱不宜使用。

（9）工作面采高太低(或支柱選型不當，最小高度過大），不能保證頂板下沉后支柱安全回收所需最小高度的，支柱不宜使用。

（10）不同工作特性（包括不同工作阻力）的支柱，不能在同一工作面混用。

3 SDWSG系列單體液壓支柱拆裝維修

3.1 SDWSG系列單體液壓支柱拆解流程及方法

（1）拆三用閥：擰下右閥筒，用右閥筒大端面輕擊閥套端面，將左閥套部件從閥孔中拔出，擰回右閥筒。

（2）拆頂蓋：向內敲擊彈性圓柱銷，三個彈性圓柱銷均脫離銷孔后，卸下頂蓋。

（3）拆活柱體：敲出手把體連接鋼絲，從缸體上的三用閥孔中鉤下復位彈簧，將活柱體連同手把體從油缸中抽出，然后，拆下活柱上的手把體，用M12 螺栓擰入密封柱中心螺孔，拉出密封柱和復位彈簧，拆下活柱筒上的限位鋼絲圈，最后用專用工具拆下活柱上的活塞。

（4）拆下段：敲出缸蓋和底座上的連接鋼絲，從缸體上的三用閥孔中鉤下復位彈簧，將底座和復位彈簧從油缸中拆下，再抽出油缸和手把體。

（5）拆密封件：拆下手把閥體、底座、活塞、活柱等部件上的導向環和全部密封件。

3.2 SDWSG系列單體液壓支柱的組裝

支柱組裝可按拆解流程逆序進行，但應注意如下事項：

（1）組裝前所有零部件均應清洗干凈，配合部位的毛刺、磕碰應清除干凈；組裝過程中應采取有效措施，防止異物進入支柱內腔。

（2）檢查所有密封件，損傷、老化及其它失效的密封件一律更換。

（3）所有連接配合面均應涂潤滑油或防銹油。

（4）安裝三用閥時，三用閥對準φ42 閥孔中心，利用手掌爆發力順勢推擊到位或用右閥筒輕輕敲擊裝入，不允許用榔頭敲打裝入。

（5）活柱體三個彈性圓柱銷孔孔口必須保持圓角，以免裝入手把體時損壞防塵圈。

（6）防擠圈應裝在密封圈的低壓側。

（7）安裝頂蓋（柱帽）時，彈性圓柱銷應敲擊到位不許露頭，其開口應垂直于支柱軸向方向。

（8）連接鋼絲應打入槽中，不允許外露，連接鋼絲槽口用油漆膩子或玻璃膠封死。

3.3 SDWSG系列單體液壓支柱的維修

支柱維修應按MT/T 549-1996 《單體液壓支柱維修規程》的規定進行，支柱配套三用閥的維修應由專業廠家進行。

3.4 SDWSG系列單體液壓支柱的試驗

三用閥組裝后，應按MT 112.2-2008《礦用單體液壓支柱第二部分：閥》標準的相關要求進行試驗，并根據支柱額定工作阻力調定開啟壓力，合格后方可使用。

支柱維修組裝后，應對MT/T 549-1996《單體液壓支柱維修規程》中規定的檢驗項目及性能要求，按MT 112.1-2006《礦用單體液壓支柱第一部分：通用要求》規定的試驗方法進行試驗，合格后方可下井使用。

4 結語

SDWSG系列單體液壓支柱是一種結構新穎、伸縮方式靈活、支護行程長、支護范圍廣、承載能力大、抗彎能力強、工作效率高的雙伸縮液壓支柱，適用于煤礦一般機械化采煤工作面頂板支護，綜合機械化采煤工作面的端頭支護以及其它臨時性支護，也可用于非煤礦山采礦工作面頂板支護。經過我們的試驗，SDWSG系列單體液壓支柱試驗的各項數據符合MT 112.1-2006 《礦用單體液壓支柱第一部分：通用要求》和T 112.2-2008《礦用單體液壓支柱 第二部分：閥》標準的要求。