液壓支架推移千斤頂行程傳感器固定擋座選型分析

白育波，任王英，文彥春，馬宇

(西安重裝集團(tuán) 銅川煤礦機(jī)械有限公司， 陜西 銅川 727031)

0 引言

傳統(tǒng)礦用液壓支架的手動控制系統(tǒng)操作復(fù)雜，自動化程度不高，對煤礦工作面的回采效率造成影響，導(dǎo)致產(chǎn)量偏低[1]。建設(shè)智能化綜采工作面，提高工作面回采效率已成為必然發(fā)展趨勢，因此對液壓支架智能化提出了更高的要求。目前采用的有效手段是在推移千斤頂增加傳感器裝置，通過推移行程傳感器檢測推移千斤頂活塞桿的移動行程，反應(yīng)液壓支架或刮板溜槽所處的位置，控制采煤工作面整齊劃一，提升采煤工作效率。

1 推移行程傳感器原理

推移行程傳感器裝在推移千斤頂中，是一個(gè)直徑為17.2 mm的細(xì)長直管結(jié)構(gòu),如圖1所示。其一端固定在推移千斤頂缸底端部，管體則深入到活塞桿中心的長孔中，管體內(nèi)沿著軸向規(guī)則布置密排的電阻列和干簧管列，它們聯(lián)接成網(wǎng)絡(luò)電位器的電路。推移行程傳感器總成圖如圖2所示[2]。

圖1 推移行程傳感器

圖2 推移傳感器總成圖

活塞內(nèi)嵌裝著一個(gè)套在傳感器管上的磁環(huán)，隨著活塞桿移動，它的小磁場使所到位置的干簧管接點(diǎn)閉合，相當(dāng)于電位器的移動觸刷走到了這個(gè)位置，如圖3所示。電位器輸出值的變化反映了行程的變化，再經(jīng)過傳感器管體內(nèi)放大器的變換，向控制器輸出0.71～3.55 V電壓模擬信號。接線插座位于推移千斤頂外壁的端部。

(a)

(b)

行程傳感器的原理如圖4所示。恒定電流流經(jīng)電阻序列后產(chǎn)生輸出電液信號，在磁場作用下磁環(huán)處的干簧管接通，其余位置的干簧管斷開。當(dāng)磁環(huán)從左到右移動到第n個(gè)干簧管位置時(shí)，輸出電壓U=I×(n+1)R，I為電流，R為電阻，總電阻與行程成正比增長，行程傳感器內(nèi)部干簧管均勻分布，故由輸出電壓值可以確定磁環(huán)在行程傳感器上的位置。

圖4 行程傳感器原理模擬

2 推移行程傳感器兩種常見的裝配形式

推移千斤頂行程傳感器在電液控支架中至關(guān)重要，如何有效地保證其安裝牢靠甚為關(guān)鍵。常見有2種，具體裝配分別如圖5、圖6所示[3]。

現(xiàn)多數(shù)礦井配套使用的采煤機(jī)滾筒截深都為960 mm，推移千斤頂須配套工作面使支架推進(jìn)，故推移千斤頂?shù)男谐虃鞲衅鏖L度都要大于960 mm。另外,由于支架移架時(shí)推移千斤安全閥的自鎖防溜槽倒拉的特性，故推移千斤頂在實(shí)際使用中要承受40 MPa以上的泵站高壓。結(jié)合上述兩個(gè)原因，如何在推移千斤頂中可靠地固定行程傳感器顯得尤為重要。

3 2種行程傳感器固定擋座對比分析

由圖5、圖6看出，現(xiàn)在設(shè)計(jì)、使用的推移行程傳感器(以德國瑪柯為例)固定接觸的密封面僅有17.0 mm,即必須通過17.0 mm密封面將行程傳感器固定在推移千斤頂，才能確保在密封面處不會漏液、竄液。

圖5 A擋座示意配合安裝

圖6 B擋座示意配合安裝

由圖7為2種擋座的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖7可以看出，2種擋座的區(qū)別在于固定行程傳感器的固定面是否為臺階面。

圖7 擋座結(jié)構(gòu)

若設(shè)計(jì)方采用了A型擋座臺階面的固定方式，那么因加工誤差可能造成A擋座螺紋的最右端面已經(jīng)配合到了缸底面，但A擋座的臺階面卻沒有與傳感器配合，這樣會導(dǎo)致行程傳感器在缸底中來回竄動，存在漏液現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致電液控裝置失效。另外,電液控廠家的行程傳感器尺寸或多或少地存在著誤差。比如,行程傳感器的尺寸在16.8 mm、16.9 mm左右，推移行程傳感器卡槽的正確長度為17.0 mm，那么這0.2 mm或0.1 mm的尺寸出入再加上超過40 MPa的高壓泵站雙作用，會導(dǎo)致推移行程傳感器在實(shí)際使用中大幅度來回竄動，加速推移行程傳感器上的靜密封帶破損，進(jìn)一步導(dǎo)致推移千斤頂大面積的漏液，給用戶的生產(chǎn)、使用帶來很大的不便。

經(jīng)過設(shè)計(jì)優(yōu)化，目前本公司采用B擋座，可有效地避免了第一種由于擋座加工誤差累計(jì)所帶來的隱患。同時(shí),采用B擋座時(shí)將與缸底配合的密封面長度設(shè)計(jì)為第16-0.3mm，小于傳感器密封面的17.0 mm,確保了B擋座能將傳感器壓實(shí)，不會在受高壓時(shí)傳感器來回竄動。

4 結(jié)論

通過現(xiàn)場試驗(yàn)對比分析看出，B擋座各方面均優(yōu)于A擋座，目前本公司所有生產(chǎn)的電液推移千斤頂中均使用B檔座，且質(zhì)量穩(wěn)定、用戶反饋效果良好。因此,建議設(shè)計(jì)電液控推移千斤頂傳感器配合時(shí)，均采用B結(jié)構(gòu)的固定擋座。