王輝 WANG Hui

（河南萬(wàn)合機(jī)械有限公司，新密 452371）

（Henan Wanhe Machinery Co.，Ltd.，Xinmi 452371，China）

ZFL2300／16／24輕型拉桿液壓支架研制設(shè)計(jì)制造

王輝 WANG Hui

（河南萬(wàn)合機(jī)械有限公司，新密 452371）

（Henan Wanhe Machinery Co.，Ltd.，Xinmi 452371，China）

本文針對(duì)豫西“三軟”煤層特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種新型拉桿式炮采、機(jī)采兩用液壓支架，介紹該拉桿液壓支架主要技術(shù)參數(shù)，分析了主要部件結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)以及對(duì)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)專家會(huì)審對(duì)支架進(jìn)行的幾處改進(jìn)。

輕型；拉桿；放頂煤支架；結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

1 概述

ZFL2300／16／24輕型拉桿液壓支架是根據(jù)鄭州地區(qū)煤層地質(zhì)特征，在認(rèn)真總結(jié)國(guó)內(nèi)外綜采技術(shù)成果，分析研究各種掩護(hù)式支架特點(diǎn)和使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研制開發(fā)的掩護(hù)式放頂煤液壓支架。該支架的顯著特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、主要參數(shù)合理，結(jié)構(gòu)比較完善，功能較為全面，縱橫穩(wěn)定性可靠；二是通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，改善了支架的受力狀況，提高了支架的使用壽命。

液壓支架的發(fā)展方向主要有以下幾方面：①液壓支架的結(jié)構(gòu)形式正朝著簡(jiǎn)單實(shí)用方向發(fā)展，如液壓支架的架型明顯地向兩柱掩護(hù)式支架和四柱支撐式掩護(hù)式支架發(fā)展。②在已有支架設(shè)計(jì)與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將有限元和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)相結(jié)合，研究支架的智能化設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)與參數(shù)的優(yōu)化，進(jìn)一步提高支架的科學(xué)性、可靠性以及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化性。其中在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：1）提高液壓支架的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，加大支架的工作阻力，加大支架的設(shè)計(jì)強(qiáng)度系數(shù)，還有選材等方面；2）如何提高支架的移架速度；3）改進(jìn)支架個(gè)別部件結(jié)構(gòu)，加大聯(lián)結(jié)件強(qiáng)度。③改進(jìn)制造工藝，保證制造質(zhì)量；對(duì)支架的閥類，從材料、熱處理、加工條件和密封件入手，制定更嚴(yán)格的質(zhì)量和抗腐蝕標(biāo)準(zhǔn)。④對(duì)不穩(wěn)定頂板、松軟底板、地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜等特殊條件，加大投入，研制大量的特殊支架，以適用不同的開采條件。⑤采用新型元件與材質(zhì)，可減輕支架重量，提高支架性能和使用壽命。⑥結(jié)構(gòu)上尋求克服四連桿的新型架型。⑦快速支架電液控制系統(tǒng)的研制和投入，研究支架的遙控、程控控制和性能自動(dòng)監(jiān)控，為回采工作面的半自動(dòng)化與自動(dòng)化創(chuàng)造條件。

在滿足強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，為了減輕支架重量，我公司根據(jù)鄭煤集團(tuán)米村煤礦生產(chǎn)能力及其條件，共同研制開發(fā)出ZFL2300/16/24輕型機(jī)、炮采掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架，主要適用于豫西地區(qū)“三軟”煤層的開采。其結(jié)構(gòu)如圖1。

支架采用上下穩(wěn)定桿保證其側(cè)向穩(wěn)定性，平衡千斤頂可控制支架縱向穩(wěn)定性，前端設(shè)計(jì)有伸縮梁，頂梁采用鋼板拼焊箱形變斷面結(jié)構(gòu)，底座整體為箱式結(jié)構(gòu)，支架后方是低位放頂煤機(jī)構(gòu)。本支架有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①支架整體結(jié)構(gòu)合理，強(qiáng)度高，工作安全可靠，支護(hù)性能好，對(duì)普通炮采和綜合機(jī)械化采煤都有很好的適應(yīng)性；②整體重量輕，方便運(yùn)輸；③價(jià)格適宜，具有很好的性價(jià)比；④大大提升井下安全生產(chǎn)條件，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率。

其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

2 結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

2.1 頂梁 頂梁機(jī)構(gòu)直接與頂板接觸，支撐頂板，是支架的主要承載部件之一。本支架的頂梁采用鋼板拼焊箱形變斷面結(jié)構(gòu)，具有很高的剛度和強(qiáng)度。頂梁下方設(shè)有4個(gè)球面柱窩與立柱柱頭鉸接。頂梁上還設(shè)置有平衡千斤頂耳座，上穩(wěn)定桿座，有效的連接各個(gè)部件。其還具有單側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板，側(cè)推千斤頂，彈簧套筒，適應(yīng)性強(qiáng)。

2.2 底座 本支架底座整體為箱式結(jié)構(gòu)，采用前端過(guò)橋，整體厚度為45mm，這種結(jié)構(gòu)具有整體性好，強(qiáng)度高，不宜變形等優(yōu)點(diǎn)。底座前端設(shè)計(jì)為滑橇形，避免移架阻力過(guò)大，減少啃底。底座中間設(shè)計(jì)有推移裝置，側(cè)面設(shè)計(jì)有移后溜千斤頂耳軸，底座與立柱鉸接用球面柱窩接觸，用銷軸連接，避免立柱脫出柱窩。采用底封式底座，可減少對(duì)底板比壓，使底座有較強(qiáng)抗扭能力。

圖1 ZFL2300／16／24輕型拉桿液壓支架

表1 主要技術(shù)參數(shù)

2.3 側(cè)護(hù)裝置 活動(dòng)側(cè)護(hù)板一般都是有彈簧套筒和千斤頂控制。側(cè)護(hù)板的主要作用有：①阻擋矸石，即使在降架過(guò)程中，由于彈簧套筒的作用，使活動(dòng)側(cè)護(hù)板與鄰架固定側(cè)護(hù)板始終相接觸，能有效防矸。②操作側(cè)推千斤頂，用側(cè)護(hù)板調(diào)架，對(duì)支架防倒有一定作用。

2.4 放煤機(jī)構(gòu) 它是由尾梁及尾梁千斤頂、插板及插板千斤頂組成。尾梁千斤頂一端連接底座，另一端連接尾梁，插板及插板千斤頂放置在尾梁中。本支架的后部放煤空間大，為放頂煤創(chuàng)造了良好的作業(yè)環(huán)境，充分發(fā)揮后部運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力，同時(shí)還具有操作維修方便的特點(diǎn)。尾梁擺動(dòng)有利于落煤。插板伸縮度大，放煤口調(diào)節(jié)靈活，對(duì)大塊煤的破碎能力強(qiáng)，可顯著提高頂煤的采出率。操作連接在底座后部的尾梁千斤頂，可使尾梁上下轉(zhuǎn)動(dòng)，向上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可有效阻止矸石脫落，向下轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)收回插板進(jìn)行放煤。通過(guò)插板千斤頂控制插板上下伸縮，實(shí)現(xiàn)了放煤空間尺寸的調(diào)整，放煤后伸出插板擋住矸石。尾梁為鋼板焊成的箱體式結(jié)構(gòu)，插板由鋼板與耳座焊接制成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕。

2.5 上下穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 支架采用上下穩(wěn)定桿結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定桿承受支架的全部水平力和抗扭力，它由鋼板焊成箱體結(jié)構(gòu)，具有足夠的強(qiáng)度和抗扭能力。

2.6 伸縮梁 伸縮梁設(shè)計(jì)為抽屜式伸縮結(jié)構(gòu)，依靠伸縮千斤頂伸縮往復(fù)運(yùn)動(dòng)，伸縮梁向上傾斜，伸出時(shí)能有效支護(hù)頂板，具有強(qiáng)度高、性能可靠的優(yōu)點(diǎn)。用以及時(shí)支護(hù)因片幫暴露的頂板，防止冒頂。

3 改進(jìn)

為符合使用方的使用需求，進(jìn)行以下改進(jìn)：①支架整體長(zhǎng)度太長(zhǎng)，縮短頂梁長(zhǎng)度；②由于支架最大高度只有2400mm，工人從支架中間通過(guò)有一定難度，前后立柱之間距離減小，方便工人從支架之間通過(guò)，③為了防止尾部散落煤塊，尾梁增加側(cè)護(hù)板。④優(yōu)化管路走向，使得支架行人空間及通風(fēng)空間加大。

4 結(jié)論

該型支架獲得了集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)的大力贊賞，該支架研制的主要指導(dǎo)思想就是使支架技術(shù)性能較先進(jìn)、結(jié)構(gòu)可靠、配套合理、制造工藝簡(jiǎn)單，在滿足生產(chǎn)使用的前提下，使支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、重量輕、造價(jià)低、操作方便，在使用中取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

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Design and Manufacture of the ZFL2300／16／24 Light Pull Rod Hydraulic Support

According to the features of"Three Soft"coal seam in western Henan,this paper designs a new dual pull rod hydraulic support of blasting mining and machine mining,introduces the main technical parameters of the pull rod hydraulic support,analyzes the main components and characteristics as well as several improvement of the expert team.

light；pull rod；caving support；structure and features

王輝（1985-），男，河南新密人，助理工程師，研究方向?yàn)槊旱V產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)。

TD355

A

1006-4311（2014）14-0051-02