关于液压支架设计制造工艺探究

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1、关于液压支架设计制造工艺探究　　摘要：在煤矿长壁开采当中，液压支架为工作面的主要设备之一，液压支架的可靠性与有效性对于工作面生产的效率与安全性起到了决定性的作用。文章针对液压支架关键材料、控制系统技术以及制造技术的开发方面进行深入探讨，为完善液压支架设计与制造技术体系提供理论参考依据。关键词：液压支架；设计理念；制造工艺中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）27-0022-02在煤矿长壁开采当中，液压支架为工作面的主要设备之一，占工作面整体设备投资的60%以上，液压

2、支架的可靠性与有效性对于工作面生产的效率与安全性起到了决定性的作用，其技术水平为国家煤机装备水平的完美体现。在长壁综合机械化的发展当中，每一次液压支架技术的改革与创新，都将推动长壁综合机械化开采水平与技术的巨大进步，因此，液压支架架型的发展已经成为了长壁综合机械化开采水平在技术发展当中的重要标志之一。1液压支架的工作原理6虽然现在常见的液压支架种类繁多，但是其基本共用方面无较大差异。在运行时，液压支架依靠乳化液泵站进行高压液体的提供，通过液压控制系统对液压缸进行控制而完成移架、升降架以及输送机的转移等常

3、规动作。在长壁开采的工作当中，通过主管路与各支架的并联形成多个独立的液压功能系统，而各个系统当中的液控单向阀与安全阀均设置在本架当中，操作阀则可以设置在邻架当中。在结构特点与围岩作用方面，液压支架可分为三种类型：第一种——掩护式支架；第二种——支撑式支架；第三种——支撑掩护式支架。参照支架部件的作用及功能，还可以进行四个方面的划分，其中包括：（1）对顶板以及垮落岩石所产生的载荷进行承受与传递的承载结构部件，例如掩护梁、顶梁、连杆、尾梁以及底座等；（2）提供支架执行动作时所需的液压动力系统，例如各种液压油

4、缸；（3）对液压油缸的各种动作进行控制与操作、对支架工作所需要的特性提供保障作用的部件，其中包括液压管路、电控元件等控制元部件以及单向阀、安全阀以及操作阀等阀门；（4）实现支架的部分动作及功能的装置，例如推移、伸缩梁、防倒防滑、护帮等装置的连接件以及侧护板等。2液压支架设计与制造6通过我国多年来对液压支架设计工艺的持续发展，设计与制造水平已名列世界前茅，能够独立设计并制造多种架型与品种的液压支架，能够适应各种复杂条件下的煤矿开采工作，部分架型的设计与制造处于国家领先水平。尽管如此，其中还是存在一定程度上

5、的问题，具体为：（1）目前我国液压支架在设计方面仍存在一定程度上的缺陷，其原因为模拟压架三维有限元分析以及平面受力分析方面的不足；（2）国际当中较为优秀的支架构件均采用70公斤级强度板或在制造当中加入部分80公斤级强度板，目前我国钢板曲强度比较小，无法满足这种制造工艺的要求。另外，对支架重量起到决定性因素的钢板综合机械性能方面与国外的差距也比较显著；（3）支架的焊接工艺及技术水平无法满足当前设计与制造中的需要，其原因为目前我国尚未研制出高强度焊丝，进而导致焊缝成型技术一直停滞不前；（4）采用聚氨酯密封的

6、液压油缸，聚氨酯组成配方的可靠性较差，国际上广泛使用的聚氨酯“0”形圈在密封效果方面具有显著的优势，采用软硬弹性的密封技术对立柱以及千斤顶等进行密封操作，效果较为显著；（5）电液阀的制造技术较为落后，对于阀门的加工以及使用寿命的保证方面不足，造成国产的液压支架一直无法获取重要的市场地位。3液压支架的设计要点液压支架的组成包括顶梁、掩护梁、立柱、底座、四连杆机构、千斤6顶、侧护板等基本部分，要遵从强度高、支护性显著、移架操作便捷、安全性强等设计原则。在长壁采集的工作面当中，液压支架作为重要的支护设备，要对

7、采集现场的顶板起到支护作用，使得作业空间能够得到基本有效维护，并推移工作面的采运设备。目前在液压支架的四连杆机构应用方面，均首选双摇杆技术，即以机架为底座，前后连杆即掩护梁均为连架杆，其通过对顶梁进行双纽线轨迹的运动控制，约束梁端距离的变化量，使得顶板的管理性能得到加强与提高，为重要的连接部件之一。另外，在实际工作的应用当中，不同环境与条件下所使用的不同液压支架在四连杆机构方面也会存在根本上的不同，因此要进行区分设计，例如薄煤层的开采工作时，采用的液压支架在前连杆与底座铰接点位置上与其他煤层所使用的液压

8、支架具有较大区别。大多数液压支架在对四连杆机构进行设计时，将减轻液压支架的重量以及缩小附加力作为设计方向，但是薄煤层开采所使用的液压支架在设计时，要重点考虑四连杆机构的最小高度设计，目前解决方法为降低前连杆与底座铰接点，增加前连杆的长度以及缩小掩护梁的背角。另外，大多数液压支架的掩护梁背角均为60°～70°，前后连杆在长度方面差距不大，但是在薄煤层开采所使用的液压支架当中，掩护梁的背角应在50°以下，前后连杆长度比为1∶2或1∶4，在部分更