陳　真　楊永福（卡特彼勒（鄭州）有限公司，河南　鄭州　450103）

淺析液壓支架的發(fā)展趨勢(shì)

陳真楊永福
（卡特彼勒（鄭州）有限公司，河南鄭州450103）

液壓支架作為綜合機(jī)械化采煤作業(yè)中非常重要的一項(xiàng)設(shè)備，在采煤作業(yè)中具有非常重要的作用。近年來(lái)在科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展下，我國(guó)液壓支架取得了較快的發(fā)展，許多方面已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，有效的推動(dòng)礦產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展。本文從液壓支架的發(fā)展入手，分析了國(guó)內(nèi)液壓支架與國(guó)外技術(shù)的差距，并進(jìn)一步對(duì)液壓支架的發(fā)展前景進(jìn)行了具體的闡述。

液壓支架；發(fā)展；前景

1　液壓支架發(fā)展

液壓支架其動(dòng)力主要采用高壓液體，主要由油缸、閥件及金屬構(gòu)件所組成，屬于支撐和控制頂板的采煤工作面設(shè)備。不僅具有較高的強(qiáng)度和可靠性，而且支護(hù)性能較好，能夠快速進(jìn)行移動(dòng)。目前液壓支架已成為采煤工作面的核心設(shè)備，近年來(lái)，對(duì)液壓支架的研發(fā)力度也在不斷增強(qiáng)，其所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益越來(lái)越明顯。在液壓支架不斷發(fā)展過(guò)程中，以液壓支架作為主體的支護(hù)技術(shù)已越來(lái)越成熟，所研制出來(lái)的液壓支架種類也越來(lái)越多樣化，有效的滿足了各類煤層開(kāi)采支護(hù)的需要。

我國(guó)自20世紀(jì)60年代液壓支架的研發(fā)就已開(kāi)始，在70年代時(shí)通過(guò)從國(guó)外引入一部分液壓支架，在對(duì)其進(jìn)行使用過(guò)程中不斷的摸索及總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從而制造出了與我國(guó)基本情況相適應(yīng)的各種類型的液壓支架。在80年代時(shí)，我國(guó)液壓支架的研發(fā)進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，各種新型的液壓支架不斷面世，并在各大中型煤礦中得以廣泛的應(yīng)用，取得了非常好的經(jīng)濟(jì)效益。在90年代時(shí)開(kāi)始，我國(guó)加大了對(duì)物種液壓支架的研制，端頭支架、填充支架、強(qiáng)力支持及放頂煤支架等不斷的研制出來(lái)，液壓支架的發(fā)展取得了突破性的進(jìn)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)液壓支架開(kāi)始向數(shù)字化控制、程序控制、自動(dòng)化控制等方向發(fā)展。

2　國(guó)內(nèi)液壓支架與國(guó)外技術(shù)的差距

2.1控制系統(tǒng)方面。相較為國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家，在液壓支架控制系統(tǒng)的研發(fā)方面我國(guó)一直處于較為落后的狀態(tài)，這不僅對(duì)移設(shè)速度提高帶來(lái)了較大的影響，而且也不利于綜采經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。液壓支架控制系統(tǒng)是提高綜采經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的重要手段，而且國(guó)外已從最初的手動(dòng)直控操作系統(tǒng)、先導(dǎo)控制系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的電液控制系統(tǒng)，而且全工作面電液壓控制系統(tǒng)及可編程電液控制系統(tǒng)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已都開(kāi)始投入使用，相較于控制系統(tǒng)來(lái)講，我國(guó)在液壓支架系統(tǒng)上部分還停留在手動(dòng)控制系統(tǒng)，在電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用上與發(fā)達(dá)國(guó)家也存在著較大的差距。

2.2液壓元件方面。相較為液壓支架的發(fā)展來(lái)看，液壓元件的研發(fā)具有滯后性。液壓元件的可靠性直接決定了液壓支架工作的可靠性，而液壓支架中的液壓元件的技術(shù)性能也是液壓支架工作效率和經(jīng)濟(jì)效益的重要保障。目前國(guó)外的液壓支架多以液控單向閥、大流量安全閥、初撐力保持閥及產(chǎn)柱快速回液閥為主，同時(shí)在液壓元件的尺寸、材料、結(jié)構(gòu)和熱處理和表面處理等各個(gè)方面的研發(fā)也不斷加強(qiáng)，液壓元件具有較高的靈敏度、較強(qiáng)的進(jìn)排液能力、較好的密封性及抗沖擊載荷能力，能夠滿足各種不同液壓支架的工作性能要求。對(duì)比于國(guó)外液壓元件的發(fā)展，我國(guó)液壓元件的研發(fā)具有落后性，目前許多產(chǎn)品還沿用20世紀(jì)80年代的產(chǎn)品，沒(méi)有形成系統(tǒng)化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。

2.3加工制造方面。目前我國(guó)國(guó)產(chǎn)的液壓支架其技術(shù)水平與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比還存在較多的差距，無(wú)論是從結(jié)構(gòu)材料的屈服極限還是閥類材料、加工工藝等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比都存在較大的差距。

3　液壓支架發(fā)展前景

3.1高科技在液壓支架上的應(yīng)用。近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)取得了較快的發(fā)展，而且在各行各業(yè)中都得以廣泛的應(yīng)用，特別是各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，對(duì)各行各業(yè)的發(fā)展起到了極其重要的推動(dòng)作用。液壓支架作為綜采工作面的重要設(shè)備之一，其主要以輸出的力和速度為目的，液壓支架的構(gòu)成屬于閉環(huán)系統(tǒng)，在液壓支架中涉及各種先進(jìn)的技術(shù)，目前故障診斷技術(shù)已被引入到液壓支架中來(lái)，這有效的確保了液壓支架使用過(guò)程中的安全性，有效的延長(zhǎng)了液壓支架的使用壽命，對(duì)液壓支架工作效率的提高起到了十分重要的作用。

3.2液壓支架設(shè)計(jì)理念的更新。液壓支架的快速發(fā)展是一場(chǎng)革命性的工作。由于液壓支架的工作條件比較惡劣，液壓支架所處的人、機(jī)環(huán)境的相互關(guān)系問(wèn)題顯得更加重要。液壓支架綠色設(shè)計(jì)是將工藝方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料選擇、外觀造型和色彩搭配按照一定規(guī)律，液壓支架采取藝術(shù)的方法加以巧妙融合，液壓支架設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的和諧統(tǒng)一。這種液壓支架綠色設(shè)計(jì)，它不僅考慮資源和環(huán)境，也要滿足液壓支架的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，是人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在液壓支架設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)。如：液壓支架在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用多目標(biāo)模糊化設(shè)計(jì)，液壓支架要求移架速度快、支撐力大、用料少、重量輕等，液壓支架每個(gè)目標(biāo)確定一個(gè)函數(shù)，即液壓支架得多個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)，然后液壓支架組合優(yōu)化，確定液壓支架設(shè)計(jì)的最佳方案，促進(jìn)液壓支架的快速發(fā)展。

3.3架型發(fā)展。隨著高產(chǎn)高效礦井建設(shè)的不斷發(fā)展和完善，從而使得煤礦生產(chǎn)對(duì)長(zhǎng)壁綜采設(shè)備生產(chǎn)能力和可靠性就提出來(lái)更高的要求和目標(biāo)，支架將會(huì)朝著大工作阻力、高可靠性方向高速發(fā)展。一次采全高普通支架繼續(xù)向著兩柱掩護(hù)式發(fā)展，并將進(jìn)一步擴(kuò)大適用范圍，促進(jìn)液壓支架的快速發(fā)展。

3.4材料的升級(jí)換代。目前液壓支架開(kāi)始向大工作阻力及高可靠性的方向發(fā)展，這就對(duì)支架質(zhì)量提出了較高的要求。所以在支架材料上選擇上宜采用高強(qiáng)度鋼材，同時(shí)還要解決加工和焊接問(wèn)題，通過(guò)對(duì)焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化，從而有效的提高焊接接頭的綜合機(jī)械性能和承載能力，以便于能夠更好的滿足高可靠性支架設(shè)計(jì)的需要，確保支架在使用過(guò)程中的安全性。

結(jié)語(yǔ)

目前在礦業(yè)企業(yè)中，液壓支架已成為采煤工作面的核心設(shè)備，隨著當(dāng)前液壓支架研發(fā)力度的不斷加強(qiáng)，我國(guó)液壓支架的種類不斷增多，而且特種液壓支架已開(kāi)始研發(fā)出來(lái)并開(kāi)始在各類煤層開(kāi)采中進(jìn)行應(yīng)用，并取得了非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)推動(dòng)煤礦行業(yè)的快速發(fā)展起到了極其重要的作用。在液壓支架的應(yīng)用過(guò)程中，液壓支架技術(shù)不斷的成熟和完善，這對(duì)于促進(jìn)液壓支架的快速發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

[1]蘇林軍，朱峰.放頂煤液壓支架的創(chuàng)新與發(fā)展[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2011（04）：84-88+54.

[2]劉兵.淺談大采高液壓支架的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].民營(yíng)科技，2012（06）：29.

[3]陳蘭.液壓支架液壓系統(tǒng)的建模與仿真[D].西安科技大學(xué)，2011.

TD35

A