支架快速升降平臺的研究與應用

高海泉， 張小虎

（山西煤炭進出口集團左云韓家洼煤業(yè)， 山西 大同 037100）

引言

隨著科技的進步和煤炭產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦設備也向大型化、重型化方向發(fā)展，為現(xiàn)代化礦井高產(chǎn)高效奠定了基礎。綜采工作面單個支架重量達到十幾噸，甚至幾十噸。實現(xiàn)機械化的同時，笨重的支架也為工作面搬家倒面帶來問題。能否快速高效的實現(xiàn)搬家倒面成了制約煤礦高產(chǎn)高效的重要因素。支架是綜采工作面比重最大的設備，能實現(xiàn)支架快速搬運，就能大大提高搬家倒面效率。

韓家洼煤業(yè)22206 綜采工作面切眼沿走向布置，全長200 m，工作面安裝支架135 架，支架型號為ZFG8000/18/35。該工作面安裝用支架已升井檢修完畢，支架運輸路線為:地面→井底車場→輔運大巷→22206 順槽→22206 工作面。分析其支架運輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)，支架在井底車場的吊裝轉(zhuǎn)運過程，流程多，投入的人力、物力多，而且存在安全隱患。支架在地面裝車后經(jīng)斜井用絞車牽引運至井底車場，由于平板車與地面有300 mm 的高差，膠輪車無法將支架直接叉裝搬運，需將平板車運至吊裝硐室，用吊車將支架卸車后用膠輪車叉裝搬運。因此，研制一種能夠?qū)崿F(xiàn)支架的快速轉(zhuǎn)運裝置，實現(xiàn)支架的快速搬運，能夠加快搬家倒面進度，顯得尤為重要。

1 升降平臺的組成和工作原理

如果能夠?qū)⑦\至井底車場的平板車降低300 mm，使平板車板面與井底車場地面等高，膠輪車就可以將支架直接叉裝搬運，省去吊裝過程，即節(jié)約時間，又減少用工。根據(jù)實際工況要求，研制了一臺升降平臺，可以實現(xiàn)支架平板車的快速升降，避免了吊裝轉(zhuǎn)運過程。

1.1 升降平臺的組成

升降平臺主要由平臺、承載油缸、油缸護罩等組成。平臺是直接承載構(gòu)件，將負載的重量分配到承載油缸上，用18 號工字鋼和20 mm 厚的鋼板焊接而成。升降平臺共有四根承載油缸，分布在平臺的四個角上，油缸缸徑110 mm，行程600 mm，用于承載平臺的負載，并實現(xiàn)升降功能。油缸護罩分兩個部分，上部與平臺焊接在一起，下部固定在油缸底座上，上下部套接在一起，承載油缸來自側(cè)向的推力被轉(zhuǎn)變成油缸護罩上下兩部分的摩擦力，避免損壞承載油缸，升降平臺見圖1。

圖1 升降平臺

1.2 升降平臺的工作原理

升降平臺的核心是液壓同步控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過分流集流閥同步控制技術(shù)同步控制四個承載油缸來實現(xiàn)，其原理圖如下頁圖2 所示。油箱1 里的液壓油經(jīng)過濾器2 被定量液壓泵3 吸出，經(jīng)加壓后的高壓油為整個液壓系統(tǒng)提供動力，為防止系統(tǒng)過載在主回路中安裝溢流閥4，三位四通換向閥5 同時控制通往四根承載油缸液壓支路的進出油方向，分流集流閥調(diào)節(jié)進出四個承載油缸的液壓油流量，確保四個承載油缸保持位移同步。液控單向閥9 可以實現(xiàn)平臺作業(yè)過程中間停止，避免突發(fā)事故。

升降平臺舉升時，高壓油經(jīng)三位四通換向閥左位、分流集流閥6 分流，再經(jīng)分流集流閥7、8 分流后經(jīng)液控換向閥進入四個承載油缸的無桿腔，使承載油缸伸出，平臺升起。通過兩級分流，將高壓油等量的流入承載油缸，實現(xiàn)油缸舉升同步。當停止供液后，液控單向閥可以將流入承載油缸的液壓油鎖住，避免油缸突然降落發(fā)生事故。升降平臺下降時，高壓油經(jīng)三位四通換向閥右位進入四個承載油缸的有桿腔，同時將液控單向閥反向?qū)ǎ捎诜至骷鏖y的集流功能，將無桿腔的液壓油經(jīng)過兩級集流后等量的流回油箱1，實現(xiàn)油缸下降同步。由于分流集流閥能夠?qū)⒁簤河偷攘康姆峙涞礁鞒休d油缸，即使每個承載油缸承載的載荷不一樣，即發(fā)生偏載，但進入承載油缸的液壓油相等，伸出量一樣，所以能夠?qū)崿F(xiàn)平臺舉升的同步。同樣，分流集流閥也有集流功能，可以將等量的液壓油回流到油箱內(nèi)，實現(xiàn)平臺的同步下降。

圖2 四缸同步控制液壓回路原理圖

2 升降平臺的應用

分流集流閥同步控制回路的分流和集流功能的實現(xiàn)不受外界載荷、油路、執(zhí)行元件等的影響[1]，而且分流集流閥有很好的糾偏功能，所以同步精度高。試驗證明，采用分流集流閥同步控制回路，在偏載情況下同步精度在98%以上，在空載和重載情況下同步精度在99%以上，同步精度都能滿足平臺工況要求。

相比原先吊裝轉(zhuǎn)運，采用升降平臺轉(zhuǎn)運支架省去了吊裝環(huán)節(jié)，只需將平臺降下就可以實現(xiàn)叉裝作業(yè)，每臺支架可以節(jié)省30 min 時間。

3 結(jié)論

韓家洼煤業(yè)針對支架轉(zhuǎn)運工況，研制了一種快速升降平臺，其采用分流集流閥同步控制技術(shù)同步控制四根承載油缸來實現(xiàn)平臺升降。通過對同步回路原理進行分析和工業(yè)試驗，證明采用分流集流閥同步控制技術(shù)，在空載、滿載和偏載工況下都能滿足平臺同步精度要求。而且相對吊裝流程每次可以節(jié)省30 min，明顯縮短了支架搬運時間，大大提高搬家倒面效率，具有推廣意義。