液壓支架回撤平臺(tái)的設(shè)計(jì)

郭建幫

（大同煤礦集團(tuán)虎龍溝煤業(yè)公司， 山西 懷仁 038300）

引言

液壓支架是煤礦井下利用液壓系統(tǒng)產(chǎn)生支撐力來(lái)支撐頂板的一種可移動(dòng)式的煤礦機(jī)械設(shè)備，在煤礦安全生產(chǎn)中起著極大的作用，是煤礦安全生產(chǎn)所必不可少的，近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展和我國(guó)煤炭開采技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代煤炭企業(yè)煤炭生產(chǎn)的機(jī)械化、自動(dòng)化水平不斷提高，極大地提高了井下巷道內(nèi)煤炭的采掘速度，這也使綜采面內(nèi)液壓支架的回撤頻率不斷加大，因綜采面內(nèi)液壓支架的數(shù)量眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積和重量也都比較大[1]，傳統(tǒng)的人工結(jié)合液壓絞車回撤的方案不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大而且速度極慢，完全無(wú)法滿足目前對(duì)綜采面內(nèi)液壓支架的回撤速度要求，造成綜采面內(nèi)采掘交替緊張的狀況不斷發(fā)生，影響了煤炭企業(yè)的正常生產(chǎn)，限制了煤炭生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能增加、效益提升，因此急需要研發(fā)一種新的液壓支架回撤平臺(tái)，提升液壓支架的回撤速度，從而降低綜采面的非有效工作時(shí)間，對(duì)提升礦井的生產(chǎn)效益具有十分重大的意義。

1 現(xiàn)有液壓支架回撤工序分析

目前常用的液壓支架回撤的方案是人工配合液壓絞車進(jìn)行的，其工作過(guò)程主要分為以下三個(gè)步驟。

1）在液壓支架的端部設(shè)置一個(gè)可拆卸的安裝滑輪的結(jié)構(gòu)，用鋼絲繩穿過(guò)此滑輪并固定在液壓支架的吊鉤位置，啟動(dòng)液壓絞車，使設(shè)備一邊牽引移動(dòng)，一邊完成支架的降落，該過(guò)程需要一直持續(xù)到液壓支架的底座超過(guò)相鄰的支架位置。

2）在液壓絞車的配合下，人工將吊裝的液壓支架選裝90°。

3）用起吊設(shè)備把液壓支架吊裝到制定的運(yùn)輸設(shè)備上，并用液壓絞車將其牽引到指定的安裝位置。利用起吊裝置將支架吊裝到礦用平板車上，由絞車牽引運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢谩?/p>

由此可以看出，傳統(tǒng)的液壓支架的回撤方式是屬于非連續(xù)性作業(yè)，各個(gè)工作分開進(jìn)行，連續(xù)性差，特別是在旋轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，完全是依靠人力來(lái)進(jìn)行，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低下，操作過(guò)程中的安全性也難以很好的保證，因此我們需要開發(fā)一種自動(dòng)的液壓支架的回撤轉(zhuǎn)向裝置，以降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高液壓支架回撤的作業(yè)效率，確保員工的人身安全[2]。

2 新型液壓支架回撤平臺(tái)設(shè)計(jì)及其工作原理

根據(jù)對(duì)現(xiàn)有液壓支架回撤方式的分析，并且對(duì)液壓支架回撤平臺(tái)的功能要求進(jìn)行了詳細(xì)的研究，在此基礎(chǔ)上，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新的液壓支架回撤平臺(tái)，極大的提高了液壓支架的回撤的速度，主要由牽引平臺(tái)、轉(zhuǎn)向平臺(tái)、支頂裝置等組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 液壓支架回撤平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖

該液壓支架回撤平臺(tái)以液壓系統(tǒng)為工作動(dòng)力源，其工作時(shí)首先把液壓支架回撤平臺(tái)的支頂裝置上升到指定的高度，讓支頂裝置的液壓支柱和液壓支架的頂板完全接觸，然后控制支臨架裝置伸出來(lái)，并和液壓支架底座上面的配合軸孔相連接，然后把包裹在滑輪上的牽引鏈條牢固的栓到液壓支架的底座上，液壓系統(tǒng)控制執(zhí)行油缸的活塞桿伸出，從而帶動(dòng)滑動(dòng)輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，不斷的將牽引鏈條進(jìn)行拉緊，從而把位于工作位置的液壓支架緩慢的牽引到液壓支架的回撤平臺(tái)上，在這個(gè)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，隨著滑動(dòng)輪位置的變化，液壓支架在上行平臺(tái)上將進(jìn)行一定的角度旋轉(zhuǎn)[3]，直到將該液壓支架牽引到上行平臺(tái)之后，把牽引鏈條取下，并重新把牽引鏈條固定到液壓支架底座上的后側(cè)，回撤平臺(tái)上的推移裝置開始工作，帶動(dòng)牽引鏈條在轉(zhuǎn)向平臺(tái)上完成液壓支架的轉(zhuǎn)向，在完成液壓支架的轉(zhuǎn)向后，利用位于牽引平臺(tái)上的牽引設(shè)備，把液壓支架移動(dòng)到回撤平臺(tái)上牽引平臺(tái)的位置，并把它拉回到轉(zhuǎn)運(yùn)車上，最后由絞車把轉(zhuǎn)運(yùn)車?yán)揭簤褐Ъ苤付ǖ陌惭b位置。最后再把支頂裝置、支臨架裝置進(jìn)行回收到原先的非工作位置，并在液壓系統(tǒng)的控制下，將回撤平臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)。

3 支頂裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

支頂裝置是液壓支架回撤平臺(tái)的核心構(gòu)件之一，其主要作用是減小液壓支架回撤時(shí)在豎直方向上的波動(dòng)量，保證液壓支架在整個(gè)回撤過(guò)程中的平穩(wěn)性，其主要由擺動(dòng)油缸、底座、方箱機(jī)構(gòu)組成，在內(nèi)方箱的下面設(shè)置有矩形的操作孔，這個(gè)結(jié)構(gòu)不但可以為內(nèi)方箱內(nèi)部設(shè)置零件提供足夠的操作空間，而且也為升降裝置的液壓系統(tǒng)提供安裝空間，回撤平臺(tái)的推移裝置和底座通過(guò)高強(qiáng)度螺栓固定在推移平臺(tái)上[4]，在外方箱的下面設(shè)置的操作孔的結(jié)構(gòu)是槽型的，主要是為了避免管路回縮的時(shí)候不會(huì)與其他的供油管道產(chǎn)生干涉，支頂裝置在工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2、圖3所示。

圖2 支頂裝置非工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖

4 推移裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

推移裝置主要是用于將需要回撤的液壓支架移動(dòng)到承載平臺(tái)位置的作用，并且其還控制著對(duì)液壓支架的轉(zhuǎn)向任務(wù)，為了確保推移裝置在工作過(guò)程中的可靠性，新開發(fā)的推移裝置的結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖3 支頂裝置工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 推移裝置結(jié)構(gòu)示意圖

由圖4可知，在推移裝置的兩側(cè)位置分別有4個(gè)銷狀結(jié)構(gòu)，主要作用是確保推移裝置能夠在回撤平臺(tái)的兩側(cè)對(duì)稱安裝，便于液壓支架的回撤、轉(zhuǎn)向，在油缸上設(shè)置有耳座結(jié)構(gòu)，在液壓支架的回撤過(guò)程中，鋼絲繩的一端固定在耳座上，另一端穿過(guò)固定在液壓支架端部的滑輪上，用于拉動(dòng)液壓支架的運(yùn)動(dòng)。該推移裝置主要是依靠固定在推移裝置上的推移油缸的伸縮來(lái)控制推移裝置的運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)鋼絲繩拉動(dòng)液壓支架運(yùn)動(dòng)，將液壓支架拉到上行平臺(tái)上，如此連續(xù)不斷，相互配合最終完成液壓支架在回撤平臺(tái)上的就位和轉(zhuǎn)向動(dòng)作。

5 結(jié)語(yǔ)

為了滿足現(xiàn)代煤炭開采速度不斷提高的趨勢(shì)，快速、高效、安全地完成巷道內(nèi)液壓支架的回撤工作，在分析現(xiàn)有液壓支架回撤方案工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種新的自動(dòng)液壓支架回撤平臺(tái)。該新型液壓支架回撤平臺(tái)完全克服了傳統(tǒng)液壓支架回撤時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、安全性差的缺點(diǎn)，極大地提高了液壓支架的回撤效率，對(duì)確保煤炭企業(yè)高效、安全的運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)，具有重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。