24型掩护式液压支架研制.pdf

第 6 期 总第 1 6 3 期 2 0 1 0年 1 2月 机 械 工 程 与自 动 化 MECHANI CAL ENGI NEERI NG ＆ AUT0MAT1 0N No． 6 De c ． 文章编号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 1 O 0 6 0 1 7 0 0 2 浅谈 Z Y 6 4 O O ／ 1 2 ／ 2 4型掩护式液压支架研制 孙晓 亮，朱庆波 ，张少秋 ，王悦 勇，薛仁龙 三一重型装备有 限公 司，辽 宁 沈 阳 1 1 0 0 2 7 摘要 介绍 了Z Y6 4 0 0 ／ 1 2 ／ 2 4型掩 护式液压支架的研制过程 ， 创造性地 在同一平 面内设计 了两个顶梁角度 ， 分 析 了立柱的垂直夹角和前连杆 受力等 问题 ，同时给 出了支架的主要技术参数和相应的配套设备 。 关 键 词 液压 支 架 ；研 制 ；配 套 设备 中图分类号 T D3 5 5 ． 4 文献标识码B 0 引 言 联合采煤 机组是 以综 采成套设 备 采煤机 、 刮板输 送机 、 液压支 架 优化 配置 和高度 自动化 控制为基 础 的 一 个完 整的 、高产 高效的采煤 、运 煤和支 护系统 。 液压支架是联合采煤机组综采设备的关键设备， 其 功能是 有效地 支撑 和控制工 作 面顶板 ，保 证工 人操 作和机器运转所必须的安全工作空间。随着联合采煤 机组综 采设备 的使用 ，液压支 架 的设 计工作 显得 尤为 重要 。本文 就Z Y6 4 O 0 ／ 1 2 ／ 2 4型 掩 护式 液压 支 架 的设 计进 行 了研 究 。 1 煤层 赋存 条件 某煤 矿煤层 厚度 为 0 ． 9 m～2 ． 3 r r t ， 其 中大部分 厚 度 为1 ． 3 m～ 1 ． 6 m， 煤 层倾角 平均 3 。 ，工作 面长度 为 1 6 0 i n ， 水量较 多 ， 埋 藏深 度2 0 0 m， 煤层硬度 为厂 一2 ， 夹矸 情况不 详 ， 片帮情 况一般 ， 低 瓦斯 ， 无 发火期 。 顶 底板 条件 直接顶 主要 为泥岩 ，直接底 主要 为砂质泥 岩 ，老顶 主要为泥 岩 ，老底 主要 为砂 质泥岩 。 2 Z Y 6 4 0 0 ／ 1 2 ／ 2 4 支 架 的设 计 2 ． 1液压 支 架的选型设 计 根据该矿 综采工 作面 的生产 能力 和地质条 件 ，结 合该地 区 同一采 区的支架 阻力6 4 0 0 k N，经论证 采用 两柱 掩护式整 体刚性 顶梁 ，两侧 为活 动侧护板 ，底座 上设抬底 千斤 顶 ，液 压 系统 采用本 架手 动操纵 方式 。 初 步 确 定 液 压 支 架 主 要 参 数 为 立 柱 缸 径 为 3 2 O mm／ 02 3 0 mm； 额定 工作 阻力 为6 4 0 0 k N； 中心 距为1 ． 5 m；最大／ 最小高度为2 4 0 0 mm／ 1 1 0 0 mm， [ [J Z Y6 4 0 0 ／ 1 1 ／ 2 4型两 柱掩 护式 液 压 支架 。采 煤机 选 收稿 日期2 0 1 O - 0 3 2 9 ；修 回日期 2 0 1 0 - 0 6 2 0 作者简介 孙晓亮 1 9 8 4 一 ． 男 ． 辽宁铁岭人， 助工 ， 本科。 MG1 7 0 ／ 4 l 】 一W D，刮板输 送机选S GZ 6 3 0 ／ 2 2 0 。 采用 P r o ／ E软件对 Z Y6 4 0 0 ／ 1 1 ／ 2 4 型 两柱掩 护式 液 压支架进 行骨 架造 型 ，并创 造 性地利 用P r o ／ E 软件 骨架 的 “ 复 制几 何”特 性在 同一平 面内设计 了两 个顶 梁 角度 根 据 MT／ T 5 5 6 1 9 9 6 液 压支架设 计规 范 规定 ， 支架在 最大 高度 时顶梁应 能下俯 1 0 。 ～1 5 。 ， 最 小 使用高度时顶梁能上仰5 。 ～1 0 。 。这样在同一平面内能 简单 地测量 出平 衡千斤 顶 的最 短封 闭尺寸 和最长封 闭 尺寸 。 本 文采用 三一 重装 自主专 利 的液 压支架计 算机辅 助设 计软 件 界 面 见 图 1 对 整个 支架 进行 等安 全裕 度 优化设 计 ，使 其使 用寿命 大大 提高 。 图 1 液 压 支 架 计 算 机辅 助 设 计 软 件 根据 要求 设计 Z Y6 4 。 O ／ 1 1 ／ 2 4型两 柱掩 护式 液 压 支架，将各铰接点参数输入液压支架计算机辅助设计 软件中。 经过计算， 可以得到Z Y6 4 0 0 ／ 1 1 ／ 2 4型两柱掩 护式液压支架的各种数据。 通过对这些数据的分析， 注 意 到立 柱 的高 度范 围在 8 7 0 IT l m2 0 5 5 mm之 间。针 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 0年第 6 期 孙晓亮，等 浅谈 Z Y6 4 0 0 ／ 1 2 ／ 2 4型掩护式液压支架研 制 1 7 1‘ 对所 选用 的立 柱 缸径 3 2 0 mm／ 2 3 0 mm计 算 得知 高 度 范 围只能 达到 8 7 0 mm 1 6 2 3 mm，达 不 到 双伸 缩 立柱 的伸缩 比 。 2 ． 2液压 支架 的设 计优 化 单 伸缩 带机械加 长杆立 柱结 构 比较 简单 ，调高 范 围较 大 ，操作 人员 可根据工 作 面煤 层 高度 的变化及 时 调整 机械加 长杆 的高 度 以满 足支 护要求 ，但 如果调 整 不及时，支架会被压死或顶空。而双伸缩立柱调高范 围大 ，操作方便灵活 ，因此一般选用双伸缩立柱。 调整 Z Y6 4 0 0 ／ 1 1 ／ 2 4型 液压支 架的参 数进行计 算 ，使其能够选用双伸缩立柱。分析数据发现 支架 在 最低工 作 高度 时立柱 的垂 直夹角是 4 O ． 9 。 在 这个工 作 状态 时 ， 一般 立柱轴 线与顶 梁 的垂 直夹 角小 于 3 0 。 ， 此时立柱的垂直夹角太大，造成顶梁前端 比压、底座 前 端 比压较 大 ，尤 其是 前连杆 力过大 ，具 体数 据见表 1 。由表 1 可 知 ，支架在 1 ． 6 H I 的高度 时前 连杆力 达到 6 4 2 4 k N，超过 了额定工作 阻力 6 4 0 0 k N。 表 1 Z Y6 4 0 0 ／ I 1 ／ 2 4的前连杆力 支架高度 mm 前连杆力 k N 支架高度 ram 前连杆力 k N 2 4 0 0 4 0 7 8 ． 5 8 8 1 7 0 0 6 l 4 2 ． 7 5 3 2 3 0 0 4 5 2 3 ． 4 4 0 1 6 0 0 6 4 2 4 ． 0 4 6 2 2 0 0 4 8 4 3 ． 4 6 2 l 5 0 0 6 6 9 9 ． 9 6 7 2 l O 0 5 1 O 8 ． 1 7 8 l 4 0 0 6 9 5 3 ． 1 1 7 2 0 0 0 5 3 5 5 ． 6 2 7 l 3 0 0 7 l 6 1 ． 9 3 2 1 9 0 0 5 6 O 5 ． 9 6 5 l 2 0 0 7 3 0 2 ． 8 7 3 1 8 0 0 5 8 6 8 ． 0 8 1 1 1 0 0 7 3 5 3 ． 5 3 4 2 ． 3液 压 支 架 的 优 化 结 果 针对 以 上 发 现 的 问 题 ，将 支 架 最 低 高 度 增 加 1 0 0 mm， 支 架型号 更改为Z Y6 4 O O ／ 1 2 ／ 2 4 ， 同 时优化 四 连杆机构 ，使立柱垂直夹角和四连杆角度、掩护梁背 角都 比较好， 还能选用双伸缩立柱。输人Z Y6 4 0 0 ／ 1 2 ／ 2 4 相关 参数 ，得到相 关数据 。分 析数 据 ，发 现立柱 垂 直夹 角在最低 工作 高度时 是 3 0 ． 5 。 ，基本 符合条 件 。 表 2为 Z Y6 4 0 0 ／ 1 2 ／ 2 4的前 连杆力 表 。前连 杆力 在使用 范 围内没有超 过额 定工作 阻力 ，支架在 最低 高 度不使用 ，且前连杆力跨度较大 ，不影响连杆受力。 2 ． 4 液压 支 架主要 技 术参数及 配套设 备 z Y6 4 O 0 ／ 1 2 ／ 2 4液压支架的主要技术参数如下 支 架高度 ram 1 2 O 0 ～2 4 0 0 ； 支架宽 度 ram 1 4 3 O ～1 6 0 0 ； 支架 中心距 ram 1 5 0 0 ； 初 撑力 k N 5 0 6 6 ； 工作 阻力 k N 6 4 0 0 ； 支 护强度 MP a 0 ． 8 3 ～O ． 9 5 ； 操 纵方式 本 架手动 。 配套设备如下 采煤 机 MG1 7 0 ／ 4 1 1 一WD； 刮板 输送机 S GZ 6 3 0 ／ 2 2 0 。 表 2 Z Y6 4 0 0 ／ 1 2 ／ 2 4的前连杆力 支架高度 mm 前连杆力 k N 支架高度 mm 前连杆力 k N 2 4 0 0 2 8 2 9 ． 0 2 1 l 7 0 0 4 8 3 8 ． 3 1 1 2 3 0 0 3 1 O 1 ． 9 3 l 1 6 0 0 5 2 6 0 ． 7 3 0 2 2 0 0 3 3 3 0 ． 5 3 7 1 5 0 0 5 7 0 0 ． 0 7 1 2 1 0 0 3 5 6 0 ． 0 7 4 1 4 0 0 6 l 2 6 ． 9 0 5 2 0 0 0 3 8 1 5 ． 4 5 5 l 3 0 0 6 5 0 3 ． 5 4 2 1 9 0 0 4 l l O ． 6 l 7 1 2 0 0 6 7 8 9 ． 8 2 l 1 8 0 0 4 4 5 1 ． 8 6 8 3 结 语 1 创 造性地在 同一 个平 面上设 计 了支 架在最 大 高度时顶梁应能下俯 1 5 。 ，在最小高度时顶梁能上仰 1 O 。 ，这 对平衡 千斤 顶的选 择起 到 了比较 直观 的作用 。 2 具 体的各部 件尺 寸 尚未 完善 ，需要在 后续工 作 中按 照相关标 准进行 设计 ，以达到综 采工作 面的安 全 使用要 求 。 参考文献 [ 1 ] 王国法． 液压支架技术[ M] ． 北京 煤炭工业出版社 ， 1 9 9 9 ． E 2 ] 李 国军． 煤矿 矿 山 综采 液压支架设备选型设计 、 工况分 析检 测及液压支 架安全 运行维护检 修实用 手册[ M] ． 北 京 中国煤炭出版社 ， 2 0 0 7 ． [ 3 ] 王 锦 ， 王招． Z Z 7 2 0 0 ／ 2 0 ． 5 ／ 3 4型支撑 掩护式 液压支 架设 计研究E J ] ． 煤矿机械 ， 2 0 0 0 7 5 - 6 ． D i s c u s s i o n o n De v e l o p me n t o f Z Y6 4 0 0 ／ 1 2 ／ 2 4 S h i e l d Hy d r a u l i c S u p p o r t S UN Xi a o l i a n g ，ZHU Qi n g b o ，ZHANG S h a o q i u。WANG Yu e y o n g。XUE Re n l o n g Sh e n y a n g Sa ny He a v y Eq uipme n t Co ． ， Lt d． ， S he n y a n g 1 1 0 02 7， China Ab s t r a c t Th e p a p e r d e s c r i b e s t h e d e s i g n p r o c e s s o f Z Y6 4 0 0 ／ 1 2 ／ 2 4 s h i e l d h y d r a u l i c s u p p o r t wh o s e t o p b e a m i s c r e a t i v e l y d e s i g n e d wi t h t wo a n g l e s i n t h e s a me p l a n e ．P a r a me t e r s s u c h a s t h e v e r t i c a l a n g l e o f h y d r a u l i c l e g s a n d t h e f o r c e o f f r o n t c o n n e c t i n g r o d a r e a n a l y z e d ． Th e n，t h e ma i n t e c h n i c a l p a r a me t e r s a n d c o r r e s p o n d i n g ma t c h i n g e q u i p me n t a r e p r e s e n t e d ． Ke y wo r dshy dr a ul i c s up po r t ； d e ve l op me nt；ma t c hi ng e qu i p me nt 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m