ZY4800／26／50液压支架平衡千斤顶损坏原因分析与改进.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI COAL S CI E NCE TECHNOL OGY 2 0 1 0年 第 2期 N o．2 2 0 1 0 Z Y4 8 0 0 ／ 2 6 ／ 5 0液压支架平衡千斤顶损坏原因分析与改进 闫振 生 冀中能源机械装备有限公 司邢 台机械厂 ， 河北 邢 台 0 5 4 0 0 0 摘要 分析了 Z Y 4 8 0 0 ／ 2 6 ／ 5 0液压支 架中平衡千斤 顶损坏的原因 ， 指 出了支架结构设计及千斤 顶生 产加 工过程 中的不 足 之处 ． 提出了改进措施 ， 并 简单介绍 了平衡 千斤顶在液压支架中的作用以及液压支 架使用时的正确操作方法。 关键 词 液压支架 ； 平衡千斤 顶； 损坏 ； 改进 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 6 2 5 7 2 2 O 1 O O 2 0 0 3 4 一O 2 Da ma g e A n a l y s i s a n d I mp r o v e me n t o f Z Y 4 8 0 0 ／ 2 6 ／ 5 0 Hy d r a u l i c S u p p o r t ’ s E q u i l i b r i u m J a c k Ya n Zh e n s h e n g Xi n g t a i M a c hi n e r y Fa c t o r y，J i z h o n g En e r g y Ma c h i n e r y Eq u i p me n t Co ．，Lt d ．，Xi n g t a i ，H e b e i 0 5 4 0 0 0 A b s t r a c t Th e p a p e r h a s ma d e a n a n a l y s i s o f d a ma g e c a u s e s o f Z y 4 8 0 0 ／ 2 6 ／ 5 0 h y d r a u l i c s u p p o r t ’ S e q u i l i b r i u m j a e k ，p o i n t e d o u t t h e s h o r t a g e o f s u p p o r t s t r u c t u r e d e s i g n a n d t h e p r o d u c t i o n p r o c e s s o f e q u i l i b r i u m j a c k ,p r o p o s e d t h e i mp r o v e me n t me a s u r e s a n d i n t r o d u c e d t h e r o l e o f e q u i l i b r i u m j a c k p l a y e d i n h y d r a u l i c s u p p o r t a n d t h e c o r r e c t o p e r a t i o n me t h o d o f e q u i l i b r i u m j a c k ． Ke y wo r d s h y d r a u l i c s u p p o r t ；e q u i l i b r i u m j a c k；d a ma g e ；i rep r o v e 1 概 述 国产 5 m一次采全高综采支 架 ， 是冀 中能源东庞矿 综 合机械化采煤 的支柱设备 。 目前 ， 该 矿 5 m支架主要 的架 型是 Z Y4 8 0 o ／ 2 6 ／ 5 O和 Z Y5 O o O ／ 2 5 ／ 5 O 。其 中的 Z Y4 8 O 0 ／ 2 6 ／ 5 0液压支架在使 用一 段时 间之后 ， 有 时会 出现平衡 千 斤 顶无法 回收的故 障 ， 原 因是 活塞脱 落 、 活塞杆 拉断 。这 不仅影响 了支架 的支护状 态 ， 也 影响 了生产 进尺 和进度 ， 造成 了煤矿的经济损失 。 2 损坏情况及原 因分析 1 我们在对损坏 的平衡千斤顶检修时 ， 发现断裂 的情 况主要有两种 1 断裂处在 活塞与 活塞 杆的结 合 面 ； 这种情 况约 占 总数 的 8 5 左右 ， 属于折断。 2 断裂处在半环位置 。这种情况约 占总数的 1 5 左 右 ， 属于拉断 。 2 我们对 损坏 的活塞杆进行 了材质 化验 、 硬 度检测 。 结果显示 ， 第 一种情 况 的 活塞 杆材 质 和硬 度 均不存 在 问 题 ， 而第二种情况 的活塞杆断裂处 硬度 明显偏 低。我们在 对 z Y4 8 O O ／ 2 6 ／ 5 O液压支架 的结构 进行 分析 时 ， 发现 其结 构设计本 身存在一定缺陷。 Z Y 4 8 o 0 ／ 2 6 ／ 5 0 液 压支架 见 图 1 的设 计 缺陷主 要有 34 3处 1 支架最低位 置的背 角设 计过小 。支架 的设计高度 为 2 ． 6 m～5 ． 0 m， 支架在 2 ． 6 m最低使用高度时 ， 背角 顶 梁与掩护梁 的夹 角 不 足 6 。 。而 液压 支 架设 计 规范 中要 求 ， 掩护式支架在最小使用高度时 ， 背角一般在 2 O 。 左右。 2 平衡 千斤顶行程短 。支架在最高和最低位置 时， 平 衡千斤 顶伸出最长 ， 行 程已到极 限 。支架一旦 出现“ 高射 炮” 状态时， 极易出现千斤顶上腔没有高压液体， 造成千斤 顶活塞 与导 向套 的直接刚性接触 ， 拉坏千斤顶 。 圈 1 Z Y4 8 0 0 ／ 2 6 ／ 5 0总 图 3 掩护 梁前端 需改 进。支架在 最 高和最 低位 置时 ， 平衡 千斤 顶 的缸 口已经 和 掩护梁 前端加 强 板 接 触 见 图 2 ， 图 2改进前的结构 考虑到制作误差及井下支 架会 出现“ 高 射炮” 状 态 ， 这 样会造成加强板和平衡千斤 顶缸 口干 涉 ， 从 而在缸 口处形 成杠杆支点 ， 而这 时千 斤顶 活 塞杆 伸 出最长 ， 前 端与 顶粱 铰接处受力较大时 ， 就会 出现 活塞杆在 与活 塞接触 端面折 断现象 ， 这也是平衡千斤顶损坏 的主要原因 。 至于拉断 的活塞杆 ， 原 因是 在 活塞 杆生 产制 作 时 ， 车 间为 了减少工序 ， 直接将 p 1 3 0 mm 圆钢进行 调质 处理 ， 而 活塞杆半环处外径仅为 5 7 ram 见 图 3 由于活塞杆 调质 时心部硬度偏低 ， 这就导致生产 加工 时活塞杆 表面 的淬硬 层被切 削掉 ， 而半环处硬度 明显偏低 的现 象。 当活 塞杆 承 受较大轴 向载荷时 ， 就容易被拉 断。 l L ～ 。 ／／ 图 3活塞杆结构示意 图 3 改进 措 施 1 改进掩护梁前端结构 将掩护梁前端结构改为如 图 4所示 图 4改 进 后 的 结 构 将加强板移进小 箱体 内部 ， 距 离盖 板 5 0 mm， 这 样不 仅没有降低结构强度 ， 而且避 免 了平衡 千斤顶 缸 口和掩护 梁前端 的干涉 ， 也就从根本上解 决了活塞杆折断现象 。 2 改进活塞杆结构 活塞杆结构见 图 3所示 ， 活塞与 活塞杆接 合 面处 为 台 阶面， 易形成应 力集 中。我们 将该 接合 面改 为 R 3圆弧过 渡 ， 同时在活塞上倒大角让开 圆弧 。这样可有 效避 免应力 集 中， 增强接合面 的强度 。 3 加强 活塞杆 制作 的工序管理 在活塞杆制作过 程中 ， 严 格按照先粗加工 留 5 mm 加 工量 调质处理 精加 工 磨 削 镀铬 的工 艺 步骤 ， 不允许将 原料直 接处理再 加工 出产品 。这样 可有效 提高活 塞杆 心部 硬 度 ， 也不 会 出现将 淬 硬层 切 削 掉 的 现 象 。 4 增 加平衡千斤顶的行程 加 大平 衡 千斤 顶 的行 程 ， 使 支架 处 于“ 高射 炮 ” 状态 时 ， 平衡 千斤顶 有一定 的液压行 程余 量 。这样 就不 会 出现 活塞和导 向套 的刚性接触 。平衡千斤 顶行 程加长 ， 势必影 响千斤顶 的最 短长度 ， 而千斤 顶 的最 短长度 也决定 着顶梁 下俯 的角度 ， 决定着支 架的适 应性 。在 考虑强 度允许 的情 况下 ， 通过改进 活塞、 导向套 和活塞杆 的结构 设计 ， 增 加 了 2 0 mm 的行 程。这样 顶梁和掩护梁背角 为 1 8 0 。 时 ， 平衡千 斤顶还有 2 0 mm的液压行程余量 不考虑制作误差 ， 结构 上 的改进有效 地保证 了支架的适应 性。 4 改 进 效 果 改进掩护 梁前端 结构 以及 改进制 作工艺 、 结构 和行程 的平衡千斤顶 检修支 架 以及新 补充 支架 重新 投人 工作 面 后 ， 操作工普遍 反 映 良好 ， 再无平 衡 缸 口和掩 护梁 前端 的 干涉现象 ， 平衡 活塞杆损坏现 象几近 消失 。这 不仅保证 了 工作面 的正常 出煤 ， 而且最大 程度地 降低 了维 修工时 和费 用 ， 提高 了经济效益 。 5 结 语 平衡千斤顶在掩护式液压支 架使用 过程 中 ， 起着 调节 顶梁和掩护梁 角度 ； 调 整 顶梁 与顶 板 的接触 状态 ； 调节 顶 梁合力支 撑点 的位 置 ； 使 支 架处 于 合理 的工 作状 态 等 作 用 。平衡千斤顶 的合理设计及正 确使用 ， 是保 证支架 处于 最佳支护状 态 的前提 。使 用过 程 中 ， 应 首先 调整 支架 ， 使 之处于正常支护状态 。在开始 降架时 ， 必 须 同时操作操 纵 阀来调整平衡 ， 使顶梁近水平 下降 ， 并进 行擦 顶移架 ， 这样 掩护梁上不易 留有浮 矸 ； 支 架升 架操 作 时 ， 适 度 收缩调 整 平衡千斤顶 ， 以保 证顶 梁接 顶 时能 够 同时接 触顶 板 ， 使 支 架顶梁受力均 匀 ， 即在升架及 降架时必须 同时操作平衡 。 另外 ， 支架工应 根 据采煤 高 度 ， 及 时调 整 立柱 二级 油 缸的长度 ， 严禁 出现立 柱不 够高 度 时 ， 为 了顶 梁接 触 顶板 而将顶梁上翘 ， 使 支架 处 于假支 撑 状态 ， 使支 架初 撑力 不 足 。同时采煤机过后及时移 架 ， 控制 顶板 ， 尽 量避 免片帮 、 冒顶的 出现 ， 一旦 出现 冒顶或 片帮 ， 应及 时勾 顶 ， 在顶 梁上 部支撑坑木等 防止顶梁上翘 。 以上这些 措施 ， 是 保 证 支架 处 于 正 常 工 作 状态 的关 键 ， 支架工应 当熟练掌握 ， 做到制度化 、 规 范化 。 作者简介 闫振生 1 9 7 2 一 ， 男 ， 1 9 9 6年毕 业 于河北 科技 大学 焊 接专业 ， 现为冀 中能源机械装备有 限公 司邢 台机械厂工程师 。 收稿 日期 2 0 1 0 0 3 1 8 编辑 胡 中祺 3 5