液压支柱拆卸系统的研究.pdf

第 3期 2 0 0 9年 9月 水 力采煤 与 管道运 输 HYDR AUL I C COAL MI NI NG ＆ P I PE L I NE T RANS P OR TAT I ON NO ． 3 S e p ． 2 0 0 9 液压 支柱拆 卸 系统的研 究 王广云李桂兰 { 平 顶 山工业职 业技 术学 院 河南 平顶 山 4 6 7 0 01 摘要 分析原有单体液压 支柱拆卸机 存在 的主要 问题 ， 提 出用液 压缸 为执 行机 构代 替人 力手 锤砸 夹紧方式， 拆卸液压 支柱 ， 显著降低单体液压 支柱拆 卸的劳动强度 。 关键词 液压 支柱技 术方案 拆 卸 系统 中图分类号 T D 3 5 5 ． 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 60 8 9 8 2 0 0 9 0 3 0 0 1 4 0 3 1 概 述 单体液 压支 柱 是煤 矿 工作 面 的 重要 支 护 设 备 ， 其初撑 力大 ， 支撑 阻力 稳 定 ， 工 作可 靠 ， 回收 方便 ， 在煤矿生产 中用量极 大 。单体 液压支 柱使 用状态 的好坏直接关 系煤矿 安全生 产 ， 因此必 须 及时维修才能发挥设备效能。加强单体液压支 柱维修 ， 提高维修质量 ， 延长 使用 寿命 ， 对煤矿 安 全生产 ， 降低生产成本都具有重要意义 。 经过现场调研 和情报 检索 。 分 析原 有单体 液 压支柱拆卸机 的工作 情况 ． 总 结各维 修单位 的经 验教训 ． 发现原有单体 液压支 柱拆卸 机存在 的主 要 问题 ． 一 是偏心双 向卡板夹 紧时与 油缸 的线接 触 ． 局部受 力 导致 支柱 缸筒 变形 严重 ， 二 是手锤 佳开采方法 。 1 0号煤层倾角 平均 1 2 。 ， 适合 走 向长壁后 退 式 开采 ， 全部垮落法管理顶板 。 4 ． 2巷道 布置及技术措施 工作面 上 、 下 顺槽 均 沿煤 层 顶 板施 工 ， 严 禁 破顶 ， 以增 强 围岩 自身 强 度 。巷 道实 行 控爆 ， 使 松动圈降至最 小 ， 可 以有效 避免 片帮 。工作 面长 度确定为 1 2 0 m， 通过快速推进 ， 防止 机道落石 和 工作 面顶 板严 重 变形 失 稳。金 属铰 接顶 梁 使 支 柱呈线状承载 ． 有利 于工作面顶 板保持 完整 板状 结构 。 4 ． 3 工作 面设备 采煤设备 MG 2 0 0一B W 型双滚筒采煤机 。 支护 设 备 D Z 1 22 5 ／ 8 0和 D Z 2 03 0 ／ 1 0 0 型单体液压支柱 。 铰接顶梁 HD J A一8 0 0型 。 运输设 备 S G Z 6 3 0 ／ 2 2 0型 可 弯 曲刮 板 输 送 机 。 转载机 S G W 一 4 0 T型可弯 曲刮板输送机 。 下顺 槽运输设 备 S D J 一1 5 0型 可伸缩式胶带 输送机 。 乳化液泵站 MR B 1 2 5 ／ 3 1 ． 5型 。 喷雾泵站 P B 2 0 0 ／ 6 ． 3型。 5 经济分析 从 2 0 0 5年 4月首 采 面 试 采成 功 至 2 0 0 7年 1 4 末 ，l 0号 层 煤 成 功 回 采 4 2 ． 8万 t ， 创 造 利 润 2 0 1 1 ． 6万元 ； 预计 剩余 可采储 量为 5 8 ． 8万 t ， 利 润为 2 8 8 1 ． 2万元 。间接 价值 是延长 了一水平 向 二水 平过 渡期 ， 缓 解 了采 区接 续 ， 使 二水 平建立 健全各生产系统时间得 以保 障。 6 结 论 3次反程序开采后 的煤层 复采 ， 在 国内 、 外 尚 属首 次尝试 ． 由于没 有成 型 的矿压 理论 计算 。 给 掘进巷道支护 、 采煤工作面顶板管理 、 工作面回 撤及超前压 力 控制 等采 煤 工艺 理论 提 出 了新 的 课 题 。此次双 阳煤矿 回采成 功 ， 仅在 实践上取得 了一定的经验及数据 。 离形成系统理论还有巨大 的差距 ， 但 至少 为此 类煤层 的复采 提供 了经 验。 随着科技 水平的提高 ， 采煤 方法 的发 展和资源不 可再生的严峻现实 ， 反程 序开 采后 的煤 层复采 问 题 ， 势 必会 越来 越多 地进 入尤 其是 中 、 老 期矿 井 的生 产实 际 中 ， 此 次 成功 ． 可 以为类似 矿井 生产 提供 一定 的借鉴作用 。 作者 简介 周德琛 ， 1 9 6 5一 ， 男， 1 9 8 6年 毕业 于 黑龙 江矿 业 学院 采矿 系。 高级 工程 师 ．现任 双鸭 山矿 业集 团双 阳矿 矿 长。 收 稿 日期 2 0 0 90 40 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 0 9年9月 王广云等 液压支柱拆卸系统的研究 第3期 砸偏 心卡板夹紧操作 费 时费力 ， 三是偏 心 夹 紧完 成拆 限位 圈后 ， 松开须反 向启 动主 电机 。 2 液压支柱 拆卸技术方 案与原理 针对上 述 3个 问题 ， 用 液 压缸 为执 行 机构 代 替人力 手锤 砸夹 紧方式 。 活塞伸 出推 动夹 紧机 构 动作夹 紧 ， 活 塞缩 回带 动夹 紧机 构 松 开 ， 用 3块 轴向阶梯圆弧形带齿卡爪径向移动夹紧． 实现整 个 圆弧段 同时受力 。 研制 的难 点 ① 解 决 旋 转 夹 紧 装 置 的 进 液 ； ②轴 向阶梯 圆弧形 带齿 卡爪 的耐磨 性 、 耐 冲击性 与寿命。具体解决办法 ①进液采用“ O” 型密封 圈密封 ， 密 封环 与 机架 固联 ， 液压 缸 与 夹 紧机 构 随减 速旋 转 ； ② 液 压缸 做 成环 形缸 ， 用 定位 套 内 孑 L 与减速 机 出轴联 接实 现互换 ， 同时 环形 缸为 单 作用 碟簧复位方式 ， 以缩 短轴 向尺 寸。 从原理 上 。 环形单 作用 液压 缸 推动 连杆 机 构 实现夹紧没有 问题 ， 需采 用 的较大 直径 的 “ O” 型 密封 圈有标准件可 供选 用 。 复 位用碟 形 弹簧也是 机械部 定点厂家生 产 的标 准件 。 而且 环形 缸 的加 工在 经济精度范 围内 ， 加工 方面 没有 问题 。通 过 对方 案 的 反 复 论 证 ， 邀 请 有 实 践 经 验 的专 家 评 议 ， 认 为方案原理可行 ， 技术可靠 ， 可 以实施 。 3液压 支柱拆卸 系统 组成 实现该 技术方 案 的系统 由机械 、 液压 和 电器 控制 3部 分组 成 。其 主要零 部 件 床 身 ； Z Q H 3 5型 主减 速器 ； X WD 2 ． 25型拆 阀减速机 ； 旋转 液压 夹紧机构 ； 固定液 压 夹头 ； 导 向滑 车 ； 拔柱 油 缸 ； 卸 盖装置 ； 伸缩套筒 缸 ； 液 压 系统 用 阀及 电器 控制部 分 。各部分用 途 、 结构如下 。 3 ． 1机械部分 如 图 1 所 示 。 整 机 由床身 、 主 电机与 减速 器 、 旋转 液压夹 紧机构 、 固定 液压夹 头 、 导 向滑 车 、 卸 盖装置 、 卸阀装置 、 托架体 等部分组成 。 1一主减速 机 ； 2一旋转 夹 紧装置 ； 3一拔 柱油 缸 ； 4一固定 夹 紧装置 ； 5一拆 阀 装置 ； 6一导 向滑 车 ； 7一卸盖 装置 ； 8一伸 缩套 筒缸 图 1 液 压拆 柱 系统 整 机 图 3 ． 2 液压 系统 液压系统如 图 2所 示 ， 把 控制 旋转 液 压缸 的 手动三位 四通 阀 片 阀 1 打到左 位 ， 泵 站 油液 经 该 阀流人 环 形液 压缸 ． 活 塞伸 出， 推动 卡爪 绕 固 定销 轴转 动 ， 夹 紧单 体 柱底 座 ， 操 纵 固定 夹 紧缸 的手动三位 四通 阀 片 阀 2 ， 夹 紧 单体 柱 油 缸 ， 启动 主 电机 ， 旋 转 夹 紧装 置 随减速 机 转 动 ， 使 底 座与油 缸 发 生 相 对 转 动 ， 即可 拆 下 底 座 连 接 钢 丝 ， 停 止 主 电机 ， 把控 制 旋转 液 压缸 的手 动三 位 四通阀 片阀 1 打到右位 ， 高压油使液控单向阀 反向开通 ， 在碟簧作用下 ， 环形缸油液回油箱， 同 时松开 固定 夹头夹 紧油 缸 ， 完成 一次拆 卸 。拆 卸 手把钢丝时 ． 旋转液压夹 紧装置 夹紧单体柱油 缸 ， 手把 体卡 人 固定 夹头 部位 的挡块 ， 启 动 主 电 机 ． 旋转 夹紧装置带 动油 缸 与 固定 的手把 体发 生 相 对转 动 ， 拆 出手 把 体连 接 钢丝 ， 把控 制旋 转 液 压缸 的手动三位 四通阀 片 阀 1 打 到右 位 ， 松 开 环形 油缸 。 便可进行 下一步工作 。 l一拔 柱油 缸 2一套筒 缸 ； 3一固定 夹 紧油缸 ； 4一液 控单 向 阀 ； 5一安 全 阀 ； 6一旋 转夹 紧 油缸 ； 7一片 阀 l ； 8一片 阀 2； 9一片阀 3 图 2液 压 系统 网 1 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 0 9年 9月 水力采 煤与 管道 运输 第 3期 4拆卸操作步骤 拆卸操 作过程顺 序 卸三用 阀一 卸底 座钢丝 一 卸手把体 一卸 底 座一 卸顶 盖 一拔 出活柱 体一 卸油缸 。 4 ． 1 卸三用 阀 对于手工 或 卸载 手 把 等工 具 能拆 卸 的亦 可 不 用拆 阀机构 ， 对于难 拆 卸 的三用 阀 ， 可借 助拆 阀机构 。卸 阀时 可将 三 用 阀右 阀筒 插入 卸 阀装 置 卡圈 内 ， 把插 销插 入右 阀筒 卸载 孔 并使 右 阀 筒 与卡 圈连接 好 ， 然 后启 动卸 载装 置 电机 ， 减 速 器 主轴带动卡圈 、 右 阀筒旋转 。使 右 阀筒 自支柱 柱 头 中退 出． 用 手锤退 出左 阀筒 ， 完 成拆卸 三用 阀。 4 ． 2卸底座钢丝 将支柱置 于 可旋 转 液压 夹 紧机 构 和 固定 液 压夹头 中。 操作片 阀 1使 旋转液 压夹 紧机构夹 紧 液压支柱底座 ． 操作 片阀 2使 固定 夹 紧机构夹 紧 液压支柱油缸 。然后启 动主 电机 ， 减速 器主轴带 动可旋转液压夹紧机构 连 同液 压支柱 底座转 动 。 使底座和油缸间产生相 对运动 ． 底 座与 油缸间松 动后 ， 拔 出连接 钢丝 。操作 片 阀 1使可旋转 液压 夹 紧机构松开底座 ． 操作 片 阀 2使 固定 夹紧机构 松开油缸 。完成底座钢丝拆卸 。 4 ． 3 拆卸手把体 用旋转 液压夹紧机构 夹 紧液 压支柱 油缸 为 防止油缸变形 ， 底座不退 下 ， 将 手把体 卡在 固定 夹 紧机构挡块 上 。 使手 把体不 能转动 。启 动主 电 机 ， 旋 转液 压夹 紧机构 带 动油 缸转 动 ． 使油 缸 与 手把体间产生相对转 动 ． 松 动后拔 下手把 体连接 钢 丝 ， 然后 松开 可旋转 液压 夹 紧机构 ． 完成 手把 体拆卸 。 4 ． 4卸 顶 盖 卸顶盖 之 前 ． 需 先 卸掉 底 座 。 即用 固定 液 压 夹头夹紧液压支柱油缸 ， 操作 片阀 3 ， 使拔柱油缸 带动导 向滑车 、 活柱体 ， 将 底座从 油缸 中顶 出， 并 把底座从复位弹簧上摘下。反向操作片阀 3 ， 使 活柱顶盖移 至卸盖 装置挡块 右侧 ， 停 止供液 。用 挡块 卡住顶 盖 ， 操 纵片阀 3， 使拔柱油缸 、 套筒缸 、 活柱体 向 床头 方 向移 动 ． 顶 盖 即 从 活 柱体 中脱 落。 4 ． 5卸活柱体 顶盖 卸下后 或不需 更换顶 盖者 ， 操 作 片阀 3， 直至活柱体从油缸 中拔 出 ， 停 止供 液。然后操 纵 片阀 2 ， 使固定夹紧夹头松开液压支柱油缸 ． 并 取下被拆 支柱。支柱拆卸过程至此结束 。 5 结语 从经 济方 面 考虑 ， 采用 新 的 技术 方 案 。 将 显 著 降低拆卸 过程 中油缸 的变形 ， 从 而使部 分采用 原夹 紧装置 因变形严重 而报废 的单体 柱 ． 可经过 大修继续使用 ， 提高待修 支柱 的复用 率。以平煤 集 团为例 ， 全公 司在 用单体 液压 支柱 1 8万根 ． 平 均每年需大 、 小维修 1 0万根 ， 以提高待 维修支柱 复用 率 6 ％ 计 ， 不 同 规 格 的 单 体 柱 平 均 价 格 为 6 0 0元／ 根 ， 考虑折 旧因素按 4 0 0元／ 根计 。 则每年 可节省 资金 2 4 0万元 。 总之 ． 采 用 新 的 液 压 支 柱 拆 卸 技 术 研 究 成 果 ， 在提高拆柱机 械化程度 ， 提 高生产 效率 ， 促进 煤矿技术进 步的同时 ， 还具 有显著的经济效益 。 参 考文 献 [ 1 ] 徐 灏 ． 机械 设 计手 册 第 五 卷 ．北 京 机械 工 业 出版 社 。 l 9 91 ． 97 一 l 73～3726 0 [ 2 ] 刘鸿 文． 材 料 力 学 上 册 ． 北 京 人 民教 育 出版 社 ， 1 9 9 7 ． 5 8 作 者简 介 王广云 1 9 5 5一 ， 女 ， 平顶山工业职业技术学院教授 。 从事 教 学与研 究 ， 发表论 文 多篇 。 收 稿 日期 2 0 0 9 0 2一l 2 l 6 欢 迎投 稿 、 、 2 舻 、 铲 欢 迎 订 阅 欢 迎刊 登广 告 驴 唏 驴、 驴驴驴、 护驴驴、 舻 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m