喻鵬飛

(山西潞安煤炭技術(shù)裝備公司，山西 長(zhǎng)治 046204)

在現(xiàn)代化的煤礦開采工作面中，液壓支架是最主要的支撐和保護(hù)機(jī)械，液壓支架不僅可以對(duì)采煤工作面頂板起到一個(gè)支撐作用，同時(shí)還能夠保障工作人員的人身安全。此外，液壓支架設(shè)備會(huì)伴隨回采工作面的前進(jìn)而移動(dòng)，基于此，強(qiáng)烈要求液壓支架要同時(shí)具備升、降、推、移四種性能，這一系列性能通過(guò)乳化液泵提供的高壓液體，并依靠各閥控制立柱和千斤頂伸縮輔助實(shí)現(xiàn)。

1 簡(jiǎn)述液壓支架結(jié)構(gòu)

液壓支架的主要構(gòu)成有：頂梁、掩護(hù)梁、前連桿、后連桿、推移桿、單側(cè)護(hù)設(shè)備、底座、各式千斤頂、液壓體系、立柱以及支架設(shè)備銷軸。其中，立柱設(shè)置在頂梁和底座之間，用于實(shí)現(xiàn)液壓支架的升降動(dòng)作，具體動(dòng)作的完成依據(jù)操作閥門、液控單向閥門和安全閥門聯(lián)合控制。同時(shí)在液壓支架升降的過(guò)程中，立柱動(dòng)作詳細(xì)分為三個(gè)環(huán)節(jié)：初撐、承載和卸載，且承載又細(xì)化為增加阻力和恒定阻力兩部分。

液壓支架的推移由推移桿、連接頭、推移千斤頂以及銷軸要素共同發(fā)揮作用，推移桿選擇的是箱體結(jié)構(gòu)，該類型的推移桿具備較強(qiáng)的抗彎抗扭性能，其一側(cè)和推移千斤頂直接相連，另一側(cè)和連接頭相連，此外再經(jīng)由千斤頂和輸送機(jī)溜槽相連，最終構(gòu)成推移結(jié)構(gòu)。推移結(jié)構(gòu)的整個(gè)作用是為了有效導(dǎo)航和限位，方便煤礦開采和回收。

2 原拉后溜連接設(shè)備及存在問(wèn)題

對(duì)井下的低位放頂煤裝置進(jìn)行全面分析，得出其主要構(gòu)成為前部刮板運(yùn)輸機(jī)、后部刮板運(yùn)輸機(jī)以及液壓支架。后部刮板運(yùn)輸機(jī)之所以能夠隨著開采的移動(dòng)而前進(jìn)，主要是借助拉后溜連接裝置和支架拉后溜千斤頂裝置的完美連接，支架拉后溜千斤頂拉伸運(yùn)動(dòng)起主要作用，通常后部刮板運(yùn)輸機(jī)的移動(dòng)距離控制在900 mm以內(nèi)。針對(duì)單耳連接件，其與銷軸和拉后溜結(jié)構(gòu)充分連接，此外單耳連接件內(nèi)部的圓環(huán)鏈，都是借助螺栓和壓板加固；雙耳連接件則是和銷軸、拉后溜千斤頂充分連接。

原拉后溜連接設(shè)備見(jiàn)圖1，其中1號(hào)后溜和5號(hào)單耳連接件的距離約為320 mm，一旦支架在外力作用下發(fā)生不規(guī)則松動(dòng)，會(huì)使得5號(hào)單耳連接件不能準(zhǔn)確插入兩支架的空隙處，進(jìn)一步和支架的底座完美避開，長(zhǎng)時(shí)間作用下，會(huì)直接導(dǎo)致單耳連接件的變形及斷開。與此同時(shí)，由于單耳連接件內(nèi)的圓環(huán)鏈?zhǔn)抢寐菟ê蛪喊寮庸?，螺栓使用時(shí)間過(guò)久，會(huì)出現(xiàn)變形或者損壞，進(jìn)而引發(fā)單耳連接件達(dá)不到預(yù)計(jì)效果。

圖1 投料井改造示意

圖1 原液壓支架拉后溜軟連接裝置結(jié)構(gòu)示意

3 新型拉后溜連接裝置的設(shè)計(jì)改進(jìn)

3.1 設(shè)計(jì)改進(jìn)思路

由上述可知，原拉后溜連接裝置中的單耳連接件，會(huì)在井下工作環(huán)境的干擾下，產(chǎn)生部分變形或者斷開，其中的螺栓會(huì)出現(xiàn)大范圍損壞，最終影響單耳連接件的使用效果。針對(duì)以上存在問(wèn)題，同時(shí)結(jié)合井下實(shí)際工作環(huán)境特征，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出一種新型拉后溜連接裝置，該裝置不僅克服了單耳連接件的弊端，而且改進(jìn)了雙耳連接件，加強(qiáng)了其工作效率和工作質(zhì)量，新型拉后溜連接裝置的具體改進(jìn)思路如下：

1) 加大煤礦用液壓支架裝置的后溜連接頭在兩個(gè)鄰近頂煤液壓支架底座箱體間的距離；

2) 將煤礦液壓支架后溜連接頭的型號(hào)加大；

3) 煤礦液壓支架中的后溜連接頭尺圓角的角度調(diào)大，避免應(yīng)力聚集；

4) 強(qiáng)化煤礦液壓支架后溜連接件的質(zhì)量及性能。

3.2 設(shè)計(jì)改進(jìn)方案

新型拉后溜連接裝置是對(duì)原拉后溜連接裝置的升級(jí)和優(yōu)化，取其精華去其糟粕，創(chuàng)新出一種多型號(hào)支架共同使用的裝置，新型拉后溜連接裝置具備安裝簡(jiǎn)潔、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及高回收率等特征，可被廣泛應(yīng)用于煤礦開采和回收工作中。

在新型拉后溜連接裝置中，圓環(huán)鏈的一側(cè)與2號(hào)圓扁銷和后溜雙耳連接件，另一側(cè)與6號(hào)圓扁銷和5號(hào)雙耳連接件同時(shí)連接，此時(shí)的圓環(huán)鏈和10號(hào)變徑圓銷及11號(hào)拉后溜千斤頂完美連接，需要注意的是10號(hào)變徑圓銷的總長(zhǎng)度不得多于9號(hào)雙耳連接件內(nèi)側(cè)長(zhǎng)度，之后8號(hào)B型銷8固定于9號(hào)雙耳連接件內(nèi)，煤礦液壓支架拉后溜連接設(shè)備的移動(dòng)距離可依據(jù)千斤頂?shù)睦爝\(yùn)動(dòng)完成。

3.3 個(gè)別零件的優(yōu)化

1) 原拉后溜連接裝置中采用單耳連接件作用，同時(shí)利用螺栓和壓板進(jìn)行加固，在新型拉后溜連接裝置中，將螺栓和壓板替換成圓扁銷結(jié)合后溜結(jié)構(gòu)，如此一來(lái)消除了原單耳連接件變形及損壞隱患，且在一定程度上避免了螺栓的大范圍磨損，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期工作效果。

2) 原拉后溜連接裝置中的圓扁銷，其主要作用分為兩點(diǎn)：一是促進(jìn)圓環(huán)鏈和后溜的完美連接，二是實(shí)現(xiàn)圓環(huán)鏈和雙耳連接件的連接。在新型拉后溜連接裝置中，融入后溜的圓扁銷，其一側(cè)可借助特殊扁方實(shí)現(xiàn)對(duì)銷的前半段完成連接，進(jìn)而促進(jìn)后溜和圓環(huán)鏈的高效連接，另一側(cè)的連接方式同該側(cè)高度一致。

3) 新型拉后溜連接裝置中使用的雙耳連接件，在圓環(huán)鏈連接過(guò)程中，其寬度可依據(jù)圓環(huán)鏈的直徑對(duì)應(yīng)確定計(jì)算。圓扁銷和雙耳連接件連接時(shí)，切記銷的長(zhǎng)度要遠(yuǎn)低于雙耳連接件的寬度，這樣才能高效預(yù)防千斤頂拉伸時(shí)和支架底座發(fā)生碰撞。除此之外，在雙耳連接件的設(shè)計(jì)過(guò)程要求采取變徑技術(shù)加大銷孔直徑，加速變徑圓銷和拉后溜千斤頂?shù)倪B接，之所以使用變徑技術(shù)，主要是為了避免型號(hào)不一的圓銷和拉后溜千斤頂無(wú)法連接問(wèn)題。變徑技術(shù)在調(diào)整圓銷直徑時(shí)，通常會(huì)以千斤頂連接耳的實(shí)際寬度為標(biāo)準(zhǔn)，并在此基礎(chǔ)上把雙耳間距定約為11 mm，最后再將B形銷固定于雙耳內(nèi)側(cè)位置，B形銷的加入會(huì)巧妙的將變徑銷進(jìn)行隱藏，進(jìn)而高效避免拉后溜在正常工作時(shí)和液壓支架的碰撞。

4) 上述提及的變形銷，主要作用于圓銷直徑不一的不同部位，能夠極好消除雙耳連接件和圓銷直徑連接間的差距。通過(guò)對(duì)大量工程案例總結(jié)發(fā)現(xiàn)，得出雙耳連接件都會(huì)變成變徑孔，針對(duì)變徑孔的直徑大小會(huì)設(shè)置對(duì)應(yīng)的變徑銷，如此一來(lái)會(huì)減少后期更換雙耳連接件這道工序，進(jìn)而大大降低了工程成本。而且雙耳連接件內(nèi)側(cè)的B形銷會(huì)有效消除變徑銷的上下運(yùn)動(dòng)頻率。

4 新型拉后溜連接裝置的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用效果

4.1 優(yōu) 勢(shì)

1) 在雙耳連接件中加入在原后溜刮板運(yùn)輸過(guò)程中淘汰掉的圓環(huán)鏈，會(huì)有效降低工程成本，同時(shí)加快工作效率。

2) 將原拉后溜連接的單耳連接件中的螺栓和壓板進(jìn)行替換，改為圓環(huán)鏈和后溜的完美結(jié)合，可避免因螺栓大范圍損壞或斷開而發(fā)生設(shè)備故障問(wèn)題，保障了液壓支架設(shè)備的正常運(yùn)行，進(jìn)一步提升工作質(zhì)量和工作效率。

3) 在雙耳連接件和拉后溜千斤頂之間加入了雙耳孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)依據(jù)變徑技術(shù)，可解決不同型號(hào)拉后溜千斤頂和圓銷直徑之間的完美連接，變徑技術(shù)會(huì)依據(jù)拉后溜千斤頂型號(hào)，對(duì)應(yīng)調(diào)整更改圓銷直徑大小，更改過(guò)后的圓銷又被稱為變徑銷，對(duì)應(yīng)會(huì)有變形孔的存在。這些新名詞結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生會(huì)保障液壓支架設(shè)備的正常工作，減小后期維修頻率，節(jié)約了大量人力物力和時(shí)間。

4.2 應(yīng)用效果

將新型液壓支架裝置運(yùn)用于煤礦工作中，對(duì)比工作成效，得出新型液壓支架裝置使用更為簡(jiǎn)便、安全可靠和高效，同時(shí)改進(jìn)設(shè)計(jì)后的液壓支架裝置具備高效率，可實(shí)現(xiàn)煤礦開采和回收的高質(zhì)量，并且降低了發(fā)生事故的概率。新型拉后溜連接裝置能夠適用于多種型號(hào)支架結(jié)構(gòu)，節(jié)約了維修成本，也為相關(guān)人員操作使用降低難度系數(shù)。

5 結(jié) 語(yǔ)

盡管采煤機(jī)、后部刮板運(yùn)輸機(jī)、前部刮板運(yùn)輸機(jī)以及液壓支架是煤礦開采工作中的主要儀器設(shè)備，但其中液壓支架是最重要的組成部分，本文通過(guò)分析原液壓支架裝置中的拉后溜連接裝置，指出其存在問(wèn)題和弊端，并對(duì)應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，研究出的新型拉后溜連接裝置操作起來(lái)更加方便，且實(shí)用性和適用性強(qiáng)，可用于不同型號(hào)支架，通過(guò)分析總結(jié)新型拉后溜連接裝置在實(shí)際煤礦工作中的應(yīng)用，得出其還具備高效率優(yōu)勢(shì)，能夠有效降低事故發(fā)生的概率，節(jié)約了后期維修成本，因此值得被推薦和廣泛應(yīng)用。