煤礦用液壓支架液壓系統(tǒng)淺析

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1、煤礦用液壓支架液壓系統(tǒng)淺析 煤礦用液壓支架液壓系統(tǒng)淺析 摘要：隨著國民經(jīng)濟和現(xiàn)代工業(yè)的開展，煤炭作為國民經(jīng)濟建設(shè)的主要能源，越來越具有其戰(zhàn)略地位。為提高煤炭高產(chǎn)高效、平安生產(chǎn)，作為煤礦井下綜采工作面支護關(guān)鍵設(shè)備的礦用液壓支架面臨著一場巨大的改革。為了從根本上改善勞動和平安條件，提高采礦的產(chǎn)量和效率。 關(guān)鍵詞：液壓支架；系統(tǒng)；分析 中圖分類號：X752文獻標識碼： A 引言 液壓支架是采煤工作中不可或缺的平安支護設(shè)備，是建設(shè)高產(chǎn)高效的礦井主要的設(shè)施，它關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)和性能好壞直接決定了整個采煤工作是否平安以及是否可靠。但是由于目前國內(nèi)缺乏相應(yīng)的液壓理論方面的支撐和實驗手段，對于液壓支架的關(guān)鍵部件

2、、液壓支架系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及各設(shè)施的運作特性研究不到位。本文對整個液壓系統(tǒng)進行性能研究，從而能為高端液壓支架的設(shè)計提供理論指導的意義。 一、高端液壓支架概述 液壓支架廣泛應(yīng)用于采煤綜合機械化工作方面，其作用是充當平安支護，它能夠有效保證工作面頂板、隔離區(qū)和地下作業(yè)的空間，并能夠保證相關(guān)設(shè)備的移動。在采煤工作中的“三機是指液壓支架、采煤機和刮板機，三者之間構(gòu)成一個綜合的機械化工作系統(tǒng)。在采煤工作中，液壓支架的作用主要是：在采煤機通過支架之后，立即進行支架的回收或轉(zhuǎn)移，即降柱和移架。當采煤機移動到另一個地方時，將支架升到一個位置支撐頂板。用支架進行推溜撐緊頂板。支架的這三個動作可以有效加強整個采煤

3、的工作效率，這三個工作時間的總和會直接對采煤機的運行速度產(chǎn)生影響。 二、液壓系統(tǒng)故障分析 1、系統(tǒng)發(fā)生噪音故障 在液壓系統(tǒng)中主要的噪聲是液壓泵，它的壓力波動和結(jié)構(gòu)震動引起機器設(shè)備的噪聲。比方，吸空現(xiàn)象，吸油過濾器在局部會出現(xiàn)堵塞，而吸油管距油面比擬近，都會造成泵的噪聲大。閥彈簧、閥換向、壓力閥工作不良也會引起噪音大，故障的表現(xiàn)形式為壓力的變化，空氣進到液壓缸都會引起系統(tǒng)的噪音和共振。假設(shè)液壓系統(tǒng)的一端為閥門，另一端是大容器，就容易產(chǎn)生壓力的沖擊，此時，瞬時壓力峰值高于平常正常值的好多倍，從而引起執(zhí)行機構(gòu)的震動，正常作業(yè)受到影響，產(chǎn)生噪音，這樣的動作往往使某些元件發(fā)生錯誤的動作。 2、系統(tǒng)壓力不

4、正常 油箱油位過低，系統(tǒng)壓力在正常的操作動作下，元件并無動作或者在執(zhí)行元件作業(yè)時動作緩慢。溢流閥旁邊通閥部位損壞，減壓閥設(shè)定值低，造成系統(tǒng)的壓力缺乏。油液粘度太高或者太低，閥的控制壓力不夠，閥內(nèi)阻尼孔堵塞。油溫過高，接頭或密封泄漏，缸或者馬達嚴重磨損，主泵或馬達泄漏過大。泵轉(zhuǎn)向不對，放大器失靈或者放大器調(diào)的不對等。電機故障，溢流閥調(diào)定值低或失效，泵堵塞或損壞，閥工作失效。 3、立柱故障分析 脹缸的原因是頂板瞬間來壓，平安閥流量小，立柱不能完成快速泄壓造成缸體脹缸，同時會引起密封損壞。立柱中缸、外缸同時脹缸那么是頂板壓力超載后平安閥失效不能正常卸載造成，平安閥失效的一般原因是：閥芯生銹或被雜質(zhì)卡

5、死，不能可靠動作。而升井立柱并未發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象，缸體塑性降低，或頂板瞬間來壓時立柱平安閥泄壓不及時造成立柱脹缸。立柱外表的銹蝕由于鍍層損傷以及乳化液濃度、清潔度不夠造成銹蝕，乳化液內(nèi)含有雜質(zhì)容易引起缸體內(nèi)部的劃傷。 立柱拆過程中發(fā)現(xiàn)活柱、中缸密封處定位軸肩處有損傷凹點，原因是立柱拆裝、搬運的過程中碰撞造成，及現(xiàn)場使用中鍍層脫落劃傷所致。立柱在正常的升降過程中凹點處切白擋圈，致使白擋圈受到的橫向剪切力變大，最終導致密封損壞。另定位軸肩處受到磨損，軸肩尺寸變小卡不住白擋圈，立柱升降過程同樣會引起密封的損壞。 三、液壓支架液壓系統(tǒng)的分析 1、大采高支架側(cè)護板液壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計 支架的活動側(cè)護板起調(diào)節(jié)支架

6、寬度、保持支架中心距、調(diào)整支架狀態(tài)的作用。通常側(cè)推裝置設(shè)計采用彈簧和液壓無閉鎖混合系統(tǒng)，正常工作狀態(tài)下側(cè)護板是靠彈簧力來維持頂梁機構(gòu)的平衡，側(cè)護千斤頂是不受力的。但是隨著采高的增加，尤其工作面傾角加大時，側(cè)護板僅靠彈簧力不能維持支架的正常工作，需要靠千斤頂和彈簧共同作用保證側(cè)護板的推力。采用彈簧與液壓閉鎖系統(tǒng)混合式，具有防倒、調(diào)架的性能；另外通過液壓系統(tǒng)的設(shè)計同時實現(xiàn)了升柱時閉鎖，降柱拉架時側(cè)退千斤頂卸液的功能，保障支架各動作的協(xié)調(diào)。 2、減少背壓影響 液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的背壓一般要求不超過4MPa，否那么易引起誤動作。在支架試驗時尤其明顯，支架推移千斤頂不連接推移桿或者溜槽時，動作立柱或其他千斤頂

7、時，推移千斤頂?shù)幕钊麠U會自動伸出。中厚煤層支架設(shè)計時低調(diào)千斤頂也是如此，如果無設(shè)計液壓鎖，在背壓作用下低調(diào)裝置會自動伸出，影響正常的移架。 背壓產(chǎn)生的主要原因 操縱閥中位時所有立柱、千斤頂上、下腔互通。操作某一片閥，使某一油缸一腔進入高壓乳化液，被操作油缸另一腔在回液時液體不只回到主回液管，有可能回流到其它油缸的活塞腔和活塞桿腔，由于兩腔受力面積不同，受力不同，使其他千斤頂?shù)幕钊麠U伸出，造成油缸的誤動作。操作液壓支架時，會引起相鄰液壓缸的誤動作，當支架在地面空載動作時，這種現(xiàn)象表現(xiàn)尤為突出。隨著回液管路的加長，回液阻力越大，背壓現(xiàn)象表現(xiàn)將更加明顯。 背壓的影響 一是引起誤動作，影響支護效果。支

8、架在井下工作時，假設(shè)移架動作的回液引起已降柱的立柱升柱，使支架頂梁再次接頂，同時使收回的側(cè)推千斤頂伸出，相鄰架側(cè)護板再次靠緊，不僅增大了移架阻力而且對頂板的維護不利。二是導致立柱或千斤頂損壞。立柱和平衡千斤頂相互配合保持頂梁與頂板的有效支撐，在支架處于高射炮等特殊狀態(tài)時，背壓可能造成平衡千斤頂?shù)膿p壞。 解決方案 盡量減短回液管的長度，增大回液管的通徑，盡量減少回液阻力。在支架的主回液管路上，選用回液斷路閥，最好不用平面截止閥?；匾簲嗦烽y可以有效地阻斷鄰架的背壓，而不影響本架的順利回液。平面截止閥假設(shè)有誤關(guān)或開的不徹底或者沒有完全翻開，那么支架回液不暢或回不了液，支架內(nèi)液體壓力增高，不但可以引起

9、支架誤動作，嚴重的導致立柱或千斤頂損壞。 4、液壓支架關(guān)鍵元件研究 液壓支架的液壓元件主要有立柱、各類千斤頂和操縱開關(guān)以及電液的控制的各類閥門。其中液壓閥是控制系統(tǒng)中的元件，調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的流體壓力、流量和流動方向。整個液壓系統(tǒng)的性能都會被流體在液壓閥管道中的流動特性所影響，因此，在設(shè)計液壓閥時，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須精準科學。在液壓技術(shù)中最活潑的元件就是液壓閥，它的性能好壞直接影響整個液壓系統(tǒng)能否正常平安的運行。液壓支架中的電磁先導閥和平安閥以及液控單向閥都對性能有較高的要求，而國內(nèi)傳統(tǒng)的設(shè)計方法對液壓元件和系統(tǒng)的運動過程進行了簡化，因此根本不能更好的優(yōu)化性能。因此，要想保證液壓閥進行正常有效的運作

10、，就必須采取先進的方法對液壓閥進行參數(shù)計算和性能特性分析。 另外，液壓支架中一個非常關(guān)鍵的元件就是立柱，它的工作過程可以分為以下幾步：首先在操縱閥對供液方向進行控制時，液控的單向閥從正方向輸入液體，乳化液從立柱活塞腔內(nèi)頂起立柱，這一階段成為升柱階段。之后元件的工作于上一階段類似，但是受力有所不同，這一階段需要考慮慣性和摩擦以及頂梁的重力等作用力因素。最后這一階段與第一階段恰好相反，它是通過反向輸入液體讓乳化液通入活塞腔從而操縱整個回液。這時要重點考慮液控單向閥的作用，并分析各種作用力因素產(chǎn)生的影響。 結(jié)束語 總之，液壓支架是一個煤礦在進行綜采的工作面當中的一個重要的設(shè)備，其可靠性如何決定著煤礦的實際平安生產(chǎn)狀況。所以在以后的研究當中，要逐漸的掌握整個支架的整體工作特性，并建立一個液壓支架的機液聯(lián)合的仿真模型，這也就可以對其具體的工作特性來進行仿真和分析。 參考文獻 【1】王保明，查蔓莉.液壓支架機液聯(lián)合仿真J.煤礦機械，2021. 【2】陳蘭.液壓支架液壓系統(tǒng)的建模與仿真D.西安科技大學，2021. 【3】王國法.液壓支架技術(shù)體系研究與實踐J.煤炭學報，2021.