《煤礦新型液壓支架設(shè)計與應(yīng)用》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《煤礦新型液壓支架設(shè)計與應(yīng)用(4頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、煤礦新型液壓支架設(shè)計與應(yīng)用 摘要:基于當(dāng)前國內(nèi)普通液壓支架,大多結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,采高變化相對較小,實際適應(yīng)性相對較差,很難滿足實際使用需求的現(xiàn)狀。設(shè)計一種新型液壓支架,介紹其總體設(shè)計情況及具體運動情況,提出采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與剪叉機(jī)構(gòu)相結(jié)合的新型結(jié)構(gòu)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的四連桿機(jī)構(gòu)。實際應(yīng)用情況表明該種新型液壓支架,不僅能更好地適應(yīng)作業(yè)現(xiàn)場采高變化,而且生產(chǎn)成本更低,其具有更好的適應(yīng)性與經(jīng)濟(jì)性,可為企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞:液壓支架;總體設(shè)計;運動過程;經(jīng)濟(jì)性0引言液壓支架屬于一重要的煤礦開采設(shè)備,其在煤礦日常開采作業(yè)中占有重要地位,液壓支架應(yīng)用狀況的好壞將直接影響到綜采工作面的高產(chǎn)高效,而液壓支架要想更
2、好的服務(wù)于煤礦開采工作,其對采高變化的適應(yīng)性必須強(qiáng),而就當(dāng)前多數(shù)液壓支架的主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀而言,其大多為四連桿結(jié)構(gòu),其立柱為雙伸縮結(jié)構(gòu),該種結(jié)構(gòu)靈活性相對較差,在某種程度上很難適應(yīng)工作面采高變化。對此,筆者結(jié)合利用所學(xué)知識并結(jié)合實際工作經(jīng)驗,提出應(yīng)用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與更靈活的剪叉機(jī)構(gòu)相結(jié)合的新型機(jī)構(gòu)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)液壓支架的四連桿機(jī)構(gòu),這樣的液壓支架會更靈活,能適應(yīng)更大范圍的工作面采高變化,不但可確保液壓支架梁端距穩(wěn)定變化1,而且可使液壓支架能適應(yīng)更大的支護(hù)高度,取得更好的支護(hù)效果。1新型液壓支架的總體設(shè)計對于液壓支架而言,其性能的好壞主要依據(jù):梁端距變化量情況以及支架可達(dá)到的最高支護(hù)值與最低支護(hù)值之比這兩
3、個指標(biāo)來反映。其中梁端距變化量主要反映的是支架頂梁對頂板的支護(hù)情況,而液壓支架的可達(dá)到的最高支護(hù)值與最低支護(hù)值之比主要反映了液壓支架適應(yīng)采高的能力,通過把剪叉機(jī)構(gòu)與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)、合理的組合,借助該組合來取代當(dāng)前液壓支架傳統(tǒng)的四連桿機(jī)構(gòu),這樣可顯著改善液壓支架在日常支護(hù)作業(yè)中的綜合支護(hù)性能,取得較好的支護(hù)效果2。(1)剪叉機(jī)構(gòu)當(dāng)讓兩根長度相同的桿鉸接于彼此中點時,這兩條桿同側(cè)端點連線會一致處于平行狀態(tài),其不受兩桿件夾角變化影響。該剪叉機(jī)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)簡單、剛度高、升降行程大,而且自備導(dǎo)向,支反力也相對較大,實際支護(hù)操作也會更穩(wěn)定,更可靠。新型液壓支架的剪叉機(jī)構(gòu)也相對較簡單,其主要由連接桿機(jī)構(gòu)
4、、斜梁機(jī)構(gòu)以及底座機(jī)構(gòu)等部件合理配合而成,在剪叉機(jī)構(gòu)中連接桿的實際長度與一半的斜梁長度相等,連接桿并鉸接于斜梁中點。(2)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)就曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來看,其主要有下列幾個優(yōu)點:接觸低副,壓強(qiáng)小,易潤滑,磨損小,運行壽命長,可傳遞較大動力。易加工,可達(dá)到較高的加工精度且實際加工成本低。桿可相對較長,可進(jìn)行遠(yuǎn)距離作業(yè)??山柚B桿實現(xiàn)一些復(fù)雜運動軌跡。在實際生產(chǎn)中,斜梁,滑座、連接桿、底座以及立柱等部件按照某種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行有機(jī)組合,便可構(gòu)成新型液壓支架的曲柄滑塊結(jié)構(gòu),更好的服務(wù)于液壓支架的支護(hù)作業(yè)4。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計就新型液壓支架結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀而言,頂梁、掩護(hù)梁、斜梁以及底座、連接桿、滑座、立柱等這些都為新
5、型液壓支架的主要結(jié)構(gòu)件,它們的相互組合便構(gòu)成了新型液壓支架,其具體組合情況如圖1所示。對于新型液壓支架而言,其頂梁結(jié)構(gòu)與普通液壓支架的頂梁結(jié)構(gòu)相類似;斜梁上端鉸接于頂梁的中后部鉸接孔,斜梁下端鉸接于滑塊前鉸接孔;該新型液壓支架的掩護(hù)梁上端鉸接于頂梁后部的鉸接孔,下端進(jìn)一步鉸接于滑座的后鉸接孔,掩護(hù)梁上端鉸接于頂梁后部的鉸接孔,掩護(hù)梁下端鉸接于滑座后鉸接孔,讓滑塊在底座后部滑道內(nèi)滑動,連接桿下端與底座前端相鉸接,連接桿上端鉸接于斜梁中心。如圖2所示為新型液壓支架機(jī)構(gòu)簡圖與外形圖,圖中AB的長度等于DC的長度,AD的長度等于BC的長度,EF的長度為AD長度的一半5。2新型液壓支架運動過程支架在作業(yè)
6、過程中,液壓油從立柱下腔進(jìn)入,在液壓油的推動下立柱會逐步伸長,在伸長的過程中,經(jīng)立柱與斜梁相互推動,立柱運動后,立柱便會帶動斜梁、支撐桿與頂梁進(jìn)行相應(yīng)的剪叉運動,隨剪叉運動時間的增長,液壓支架通常會逐步上升。因支撐梁底部與底座前端相鉸接,這樣支架在實施剪叉運動時,頂梁前端點便不會發(fā)生豎直方向上的偏移,梁端距易長期保持固定值。與此同時,在斜梁的作用下滑座會發(fā)生右移。因掩護(hù)梁結(jié)構(gòu),斜梁結(jié)構(gòu),頂梁結(jié)構(gòu)以及滑座結(jié)構(gòu)等,它們四者彼此配合構(gòu)成的總體結(jié)構(gòu)屬于一種平行四邊形結(jié)構(gòu),這樣頂梁在日常工作時便可一直處于水平狀態(tài)6。與ZY2800-07-16型液壓支架相比,假設(shè)液壓支架的AB長度與DC長度相等都為600
7、mm,支架的AD長度與BC長度相等都為1600mm,EF的長度為800mm,經(jīng)仔細(xì)觀察支架高度變化后,兩支架立柱的實際長度變化情況可知:新型液壓支架立柱行程在100mm的情況下,便可滿足液壓支架在實際生產(chǎn)中的日常支護(hù)高度變化需求,并且新型液壓支架立柱的行程遠(yuǎn)小于普通支架立柱的行程7。表1為傳統(tǒng)的普通液壓支架支架高度變化后對應(yīng)的支架立柱長度的變化情況表,表2為液壓支架支架高度變化后對應(yīng)的支架立柱長度的變化情況表。它們的對比情況如圖3所示。經(jīng)綜合觀察表1-2、圖3可知,通過用單伸縮立柱代替雙伸縮立柱制成的新型液壓支架,在大幅降低支架生產(chǎn)成本的同時,還可大幅提升支架的實際可支撐高度范圍,會增強(qiáng)液壓支
8、架的適用性。3結(jié)束語由于受液壓支架結(jié)構(gòu)及實際生產(chǎn)工藝的影響,傳統(tǒng)液壓支架與新型液壓支架相比,適應(yīng)工作現(xiàn)場采高變化的能力相對較差,在實際支護(hù)作業(yè)中,時常無法滿足采高變化相對較大的煤層的支護(hù)需求,而就該種新型液壓支架來看,因其應(yīng)用的是復(fù)合結(jié)構(gòu),這樣支架便可具有更大的調(diào)高范圍,但該種新型液壓支架在實際應(yīng)用過程中也存在較明顯的缺點,如在支架運動時,頂梁一致處于水平狀態(tài),這樣便很難適應(yīng)頂板的高低變化,對采煤工作面頂板的要求較高,這也限制了此種新型液壓支架的大幅推廣與應(yīng)用?;谠摲N新型液壓支架還處于初期研發(fā)應(yīng)用階段,在未來仍需進(jìn)一步改進(jìn)完善,只有這樣才能使該種新型液壓支架的應(yīng)用范圍更廣,才能為企業(yè)創(chuàng)造更多
9、經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn):1徐海洋,周毅鈞,李學(xué)明.三自由度新型并聯(lián)液壓支架的研究J.煤炭技術(shù),2014(11):15-18.2劉欣科.一種新型液壓支架立柱設(shè)計與研究J.煤礦開采,2013(04):88-90.3田海喜.新型液壓支架抬底油缸導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究J.機(jī)械管理開發(fā),2016(11):91-93.4魏雁亭.新型液壓支架組裝架設(shè)計與分析研究J.山西焦煤科技,2017(10):7-10.5李躍棚,賈彥京,任祎.新型液壓支架平衡千斤頂雙控雙向液壓鎖的試驗研究J.科技與創(chuàng)新,2017(10):33-35.6陶麗花.礦用液壓支架優(yōu)化設(shè)計分析J.電子世界,2018(17):22-24.7張建軍.液壓支架銷軸拆卸裝置的設(shè)計應(yīng)用J.同煤科技,2017(06):12-14.8劉印,楊兆建.液壓支架選型設(shè)計系統(tǒng)J.工礦自動化,2017(11):30-32.