ZF15000液压系统故障分析及技术改造.pdf

科技信息 ZF15000/28/52型放顶煤液压支架是同煤集团现有最大的低位放 顶煤设备， 该型液压支架体积大、 重量重， 液压系统比较复杂， 整个支架 共有立柱、 千斤顶21件。在塔山煤矿井下实际使用过程中， 发现存在 以下三方面的问题。一、 升架速度和承载压力不同； 二、 立柱安全阀的 安装位置存在安全隐患； 三、 乳化液净化装置有缺陷。针对这些问题， 经过技术人员的现场检验和对技术资料的分析研究， 对ZF15000/28/52 型液压支架液压系统进行了一系列的技术改造。 一、 塔山矿综采工作面共放置120架15000型支架， 每架宽1.7米总 长度达200多米。排除管路渗漏， 机械故障的因素， 压力液经过每个支 架， 压力表显示胶管内压力随胶管长度的增加而下降， 这就意味着支架 的承载力也在逐渐降低， 同时由于胶管内压力下降， 立柱升起的速度也 相应减慢。实验统计数据显示正常情况下， 每架的升起时间是大约一 分钟而第一百二十架的升起时间增加到一分二十秒； 初承力由31.4MP 减小到29.5MP。分析计算显示这种下降呈现线性关系。造成这种现 象的原因是由于压力液流经太长管路的内耗引起的。 针对这一问题， 根据用户需求， 通过多次实验设计了一套双向进、 回液系统。就是在原有的进、 回液系统基础上， 增加进、 回液管路， 即每 三架液压支架增加进、 回液三通各一件， 同时在前连杆上焊接连接耳 板。改造后， 在综采工作面可以用两台泵同时对液压支架施压， 解决了 系统压力不足的问题， 从而极大地提高了液压支架的工作效率。示意 图如下 二、 ZF15000/28/52型液压支架立柱安全阀最大通过流量1000L， 安 全阀安装方式是安全阀顶端垂直地面与阀座相连接， 底端竖直向上。 高压乳化液通过安全阀的阀座时内部极限压力可升至31.4MP,如果阀 座部分有任何微小的变化， 重达四十公斤的安全阀会在高压液体的冲 击下向上瞬时高速射出， 射出的阀体最可能划伤立柱面， 进而导致系统 漏液影响整个液压支架的正常工作。再者就是安全阀射出落下时极易 对井下操作人员造成人身伤害。塔山煤矿安全隐患排查时曾经发现过 这一现象， 所幸没有造成安全事故。 为了消除因设计结构引起的事故隐患， 技术人员经过仔细研究， 对 其进行了改造。示意图如下 首先重新设计制造了新阀座与接头座， 以改变高压液体的流动方 向， 使安全阀的安装由向上变为向下， 这样即使发生安全阀意外射出， 也不会对设备、 人员造成伤害。 三、 ZF15000/28/52液压支架的压力液在从泵站流进每个支架之前 都会通过一个过滤器， 然后流入到支架的液压系统， 在压力液的作用 下， 支架打开升起进入工作状态。工作完毕， 开启操纵阀泄压， 乳化液 回流到液箱。如此反复循环过滤器一定程度就会被细小的颗粒阻塞， 造成胶管内相同时间通过的乳化液流量减少， 从而引起压力下降， 最终 影响支架的承载能力。唯一的方法是更换过滤器， 然而如果要更换过 滤器， 就必须将一个工作面的全部支架停下来。但是在采掘过程中， 煤 层的结构是瞬息万变的， 一点支架全部泄压那是相当危险的。再者， 频 繁更换过滤器也会造成时间上的延误。 根据矿方反映的情况及实际使用中出现的问题， 经过技术人员数 次到塔山矿井下检查， 以及实验室内的模拟实验， 最终设计制造了一套 反冲洗装置过滤器， 简单示意如下 在ZF15000/28/52液压支架顶梁活侧护板一侧， 加装反冲洗过滤 器。首先， 在该侧前连杆上焊接反冲洗过滤器连接板， 在前连杆下侧焊 接13直通。位置如下图所示， 将反冲洗过滤器安装在连接板上， 用胶 管将反冲洗过滤器与直通连接， 再将液压系统出液口与反冲洗过滤器 用胶管连接， 然后利用回液将过滤器中的残留物冲回到液箱底部沉淀 起来。增设反冲洗过滤器后的液压支架有了净化系统介质乳化液的功 能， 不但能够有效排出液压系统内的杂质， 而且减少了更换频率节约了 时间， 为液压支架正常运行提供了一定的保障。 经改造的ZF15000/28/52液压支架在塔山矿投入使用后效果良好， 至今没发生过任何液压系统的故障。 ZF15000/28/52液压支架是同煤集团目前最大的放顶煤液压支架， 随着集团公司千万吨矿井的建设， 大型液压支架必将在更多的工作面 投入使用， 因此该支架具有十分广阔的应用前景。 参考文献 ［1］ 成大先. 机械设计手册 .化学工业出版社 ［2］ 雷天觉. 液压工程手册 .机械工业出版社 ［3］ 邢福康， 蔡坫， 刘玉堂等编著. 煤矿支护设备手册 .煤炭工业出 版社 ZF15000/28/52型放顶煤液压支架 液压系统故障分析及技术改造 同煤集团力泰公司姚蕴慧 ［ 摘要 ］本文扼要介绍了ZF15000/28/52型液压支架液压系统的常见故障及改进技术。 ［关键词］液压支架双向进回液装置安全阀反冲洗装置 343