液压支架试验台自动进出架装置设计.pdf

工矿自动化 Indus t ryand MineAut o mat io n Vo l. 6No .8 Aug.2020 第46卷第8期 2020年8月 文章编号1671 251X202008 0112 05DOI10. 13272/j. issn. 1671251x . 2020020055 液压支架试验台自动进出架装置设计 赵锐1 （1.煤炭科学技术研究院有限公司检测分院％北京100013； 2.国家煤矿支护设备质量监督检验中心％北京100013； 3.煤炭资 采与洁净利用国家重点实验室北京100013） 扫码移动阅读 摘要针对液压支架检验时进出试验台效率低且易发生伤人事故的问题，设计了 一种液压支架试验台自 动进出架装置％采用电动机驱动进出架小车，通过专用轨道将被试支架运输至试验台指定位置；为了使进出 架小车将液压支架运送到指定位置后能自由退回，设计了 一种水平放置的举升油缸举升油缸安装在试验台 底座内部，通过其推动楔形水平移动块，带动楔形垂直移动块在底座内部沿轨道上下垂直运动；在楔形垂直 移动块上按照进出架小车U型内部空间尺寸布置16根顶杆，垂直穿过试验台底座预留的小孔，进入试验台 上的被试液压支架，使其与进出架小车脱离，进出架小车退出复位，再放下被试支架，进入试验状态％分析计 算结果表明，该装置额定载荷超过120 t ,满足液压支架自动进出试验台的需求。实际应用表明，该装置避免 了进出架小车不必要的受力加载，实现了进出架全过程的自动化，缩短了液压支架进出试验台的时间，消除 了安全隐患。 关键词液压支架试验台；自动进出架装置；进出架小车；举升油缸 中图分类号TD355.4 文献标志码A Des igno fa ut o mat ic inando ut devic eo fhydraulic s uppo rt t es t benc h ZHAO Rt23 1. Test Branc h, China Co al Researc h Inst it ut e, Beijing 100013, China; 2 . Nat io nal Co al Mine Suppo rt Equipment Qualit y Supervisio n and Inspec t io n Cent er, Beijing 100013, China; 3. St at e Key Labo rat o ry o f High Effic ienc y Mining and Clean Ut ilizat io n o f Co alReso urc es,Beijing100013,China AbstractInview o fpro blemso flo w efic ienc yo fent eringandex it ingt es t benc h during hydraulic suppo rt inspec t io nandpro net o injuryac c ident s,anaut o mat ic inando ut devic eo fhydraulic suppo rt t est benc hwa s des igned.Anina ndo ut t roleyis drivenbya nelec t ric mo t o rt o t rans po rt t het es t eds uppo rt t o t he designat ed po sit io n o f t he t es t benc h o n a dedic at ed t rac k; In o rder t o make t he t est ed suppo r t t ranspo r t ed t o t he spec ified po s it i o n by t he t ro lley, a ho rizo n t al lift i ng c ylinder is designed. The lift ing c ylinderisins aledin heb as eo f he es benc h o push he wedge-shaped ho rizo n almo vingblo c k, he wedge-shaped vert ic al mo ving blo c k is driven t o mo ve ver t i c ally up and do wn alo ng t he t rac k in t he base. On hewedgeveric almo vingblo c k,16ejec ingro dsa rea rra ngedac c o rding o hes izeo f he U-shaped in erna lspac eo f he roley,whic hpas s veric aly hro ughho les reservedin heba seo f he es benc hand en erin o he es edsuppo r o n he es benc h o ma kei separa efro m he roley.As ares ul , he roley ex i s andres e s ,a nd hen he es edsuppo r is pu do wn o en er es s a e.Analys is andc alc ulaio n 收稿日期收稿日期2020-02-27；修回日期修回日期 2020-07-28；责任编辑责任编辑胡娴。 基金项目基金项目中国煤炭科工集团有限公司面上项目2018-TDMS002 作者简介作者简介赵锐1982 ，男，江苏淮安人，副研究员，硕士，主要研究方向为矿山支护设备检测技术及装备，E-mail zhao rui_c c riso hu. c o m。 引用格式引用格式赵锐液压支架试验台自动进出架装置设计工矿自动化，2020,46“112-116. ZHAO Rui. Design o f aut o mat ic in and o ut devic e o f hydraulic suppo rt t es t benc h,]. Indust ry and Mine Aut o mat io n, 2020,468 112-116. 2020 8 赵锐液压支架试验台自动进出架装置设计 ・113・ res ult s sho w t hat t he rat ed lo ad o f t he devic e ex c eeds 120 t, whic h meet s requirement s o f t he hydraulic suppo rt fo r aut o mat ic in and o ut t he t est benc h. Prac t ic al applic at io n sho ws t hat t he devic e avo ids unnec essary lo ading o f t he in and o ut t ro lley, realizes t he aut o mat io n o f t he who le in and o ut pro c ess o f hydraulic suppo rt , great ly sho rt ens t he t ime fo r t he hydraulic suppo rt t o ent er and ex it t he t es t benc h, and c o mple elyelimina essafe yhazards. Key words hydraulic suppo rt t est benc h; aut o mat ic in and o ut devic e; in and o ut t ro lley; ifingc ylinder 0引言 近年来，随着我国煤炭行业整合发展，一大批产 能突破百万吨级的现代化综采工作面相继出现口切 随着综采工作面产能快速提升，其对液压支架的需 求量也快速攀升。液压支架作为矿用产品安全标志 管理目录产品，需通过国家授权的第三方专业机构 检测检验合格，并获得 标志 用「4勺。因此，每年有大量液压支架需要检验。根据 GB 25974. 12010煤矿用液压支架第1部分通 用技术条件要求，A类液压支 主体结构件的 耐久性试验次数已达到31 000次再启动行走电动机，将小车运 到 压支 ， 收缩举 缸， 压 支架，使其落到 上；启动小车行走电动机反转, 压支 运出 ， 再 压支 运到 区；最后，小车复位，完成一 动出架 过程。具体流程如图6所示 图6 支 动出 流程 Fig.6 Auo maic ex iingpro c ess o fhydraulic suppo r 2举升装置举升力分析举升装置举升力分析与计算计算 目前，市场上工作阻力最大、支撑高度最高及自 身质量最大的液压支架是ZY26000/40/88D型掩护 式液压支架。该支架工作阻力达到26 000 kN,立 柱缸径为600 mm,最大支撑高度为8. 8 m,支架质 达99.5 t，采用电液控制操作 采 压支 动进出 支 进 进出 。考虑液压支架技术的进一步发展需要，将举升 2020 8 赵锐液压支架试验台自动进出架装置设计 ・115・ 装置额定载荷设计为120 t。 座内置举升油缸推推动楔形水平移动 块，使试验台底座内的楔形垂直移动块向上移动，并 带动16根顶杆伸出，举起被试液压支架，其具体受 力分析析如图7所示示。 图7液压支架举升力分析 Fig 7 Lift ingfo rc eanalysis o fhydraulic suppo rt 因为楔形形块的接触面为强制润 接触 面，计算时忽略其摩擦力及楔形移动块的质 量「13皿，得到向上的举升力为 Fj F0 sin 4-D2P ・ 10-3 sin 1 式中F为液压支架举升力，kN；F为举升油缸加 载力，kN； 为楔形块接触面与水平方向的夹角， ;D为举升油缸缸径，mm；P为举升油缸压 ， MPa 。 举升油缸缸径D设计值为320 mm,计算可知， 系统压力达到21. 2 MPa时，即可满足举升力 1 200 kN120t 的设计要求。液压系统额定压力 一般为31. 5 MPa,完全满足使用需求。 3应用分析应用分析 液压支架试验台自动进出架装置已成功应用于 国家煤矿支护设备质量监督检验中心30 000 kN强 力液压支架试验台上，已完成150余次液压支架进 出测试。将被试液压支架吊装到进出架小车上后， 通过操作按钮即可完成液压支架自动进出，大大降 低了工人的劳动强度，彻底消除了插板飞出伤人的 安全隐患。实际应用现场如图8所示。 4结论结论 1 压支 动进出 通过举 油缸、楔形移动块及16根顶杆设计，成功举起被试 液压支架，使小车可自由返回，避免了不必要的受力 加载，大大 进出架小车的使用寿命及安全性。 2 通过ZY26000/40/88D型液压支架进行进 出架测试,计算结果表明，该自动进出 定载 荷超过120 t ,满足目前及未来10 a液压支架自动 a 小车带动支架进入 b支架被举起，小车退回 图8实际应用现场 Fig 8 Ac t uala pplic at io nsit e 进出 需求。 3 明 成功 进出 自动化，大大节节约 压支架进出 检 低 人工劳动 消 飞出 人 。 参考文献References [1 -王国法，庞义辉，任怀伟，等.煤炭安全高效综采理论、 技术与装备的创新和实践[J-.煤炭学报，2018,43 4903-913. 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