標(biāo)準(zhǔn)化在液壓支架立柱千斤頂設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉興亞 劉安鋒 劉明磊

兗礦東華重工有限公司 山東濟(jì)寧 273500

企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作的目的主要是在企業(yè)內(nèi)部對技術(shù)、生產(chǎn)、質(zhì)量工作進(jìn)行約束和規(guī)范，以此將企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的有效管理經(jīng)驗(yàn)、手段和方法以標(biāo)準(zhǔn)的形式落地、固化，用于指導(dǎo)企業(yè)以后的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化工作能有效促進(jìn)技術(shù)階梯式進(jìn)步、升級，并最終體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量及企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

兗礦東華重工有限公司以提高產(chǎn)品質(zhì)量和效益為中心，在液壓支架產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作中運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化手段，改善傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程缺陷，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、效率以及整體產(chǎn)品質(zhì)量。下面對液壓支架立柱千斤頂設(shè)計(jì)中的一些標(biāo)準(zhǔn)化方法及過程進(jìn)行總結(jié)。

1 液壓支架立柱千斤頂設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化必要性

隨著近年國家煤炭資源的整合、產(chǎn)能的釋放，國內(nèi)千萬噸級高產(chǎn)煤礦不斷涌現(xiàn)，且產(chǎn)能逐年提升。為滿足產(chǎn)能要求，礦井對于采煤、支護(hù)、輸送等關(guān)鍵煤機(jī)裝備工作穩(wěn)定性和質(zhì)量可靠性要求越來越嚴(yán)格。同時(shí)，在國家推行高端裝備制造的背景下，煤機(jī)裝備也向著高端化、品質(zhì)化方向發(fā)展。原有的一些行業(yè)規(guī)范、企業(yè)要求已經(jīng)不能滿足液壓支架高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的需要。因此以標(biāo)準(zhǔn)化手段對液壓支架的生產(chǎn)制造全過程進(jìn)行約束顯得十分必要。

液壓支架是煤礦綜采工作面的關(guān)鍵支護(hù)設(shè)備，它的主要作用是支護(hù)采場頂板，維護(hù)安全作業(yè)空間，推移工作面采運(yùn)設(shè)備。液壓支架工作過程中的升/降架、打開/收回側(cè)護(hù)板、推溜、移架、拉后溜、放煤等動(dòng)作都是由各個(gè)對應(yīng)的立柱、千斤頂提供動(dòng)力而產(chǎn)生。因此立柱、千斤頂是液壓支架的主要液壓執(zhí)行元件和承壓構(gòu)件。為滿足各種支護(hù)高度要求、保證開采工作中的支護(hù)姿態(tài)和各類功能的實(shí)現(xiàn)，就造成了液壓支架立柱、千斤頂種類相對較多。

為了提高產(chǎn)品性能、減少產(chǎn)品零部件的類別、提高零部件的通用性，立柱千斤頂設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化手段對千斤頂外圓直徑、缸徑/桿徑匹配關(guān)系、結(jié)構(gòu)連接尺寸、活塞和導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)、密封布置方式及技術(shù)要求等進(jìn)行規(guī)范。最終制定了《液壓支架用千斤頂標(biāo)準(zhǔn)化》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包含液壓支架用千斤頂命名方法及圖號編寫規(guī)則。同時(shí)規(guī)范了千斤頂與結(jié)構(gòu)件的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)及尺寸，重新標(biāo)準(zhǔn)化了千斤頂活塞、導(dǎo)向套、接頭、承壓焊縫的結(jié)構(gòu)。

設(shè)計(jì)人員按照標(biāo)準(zhǔn)化要求設(shè)計(jì)的零部件要比創(chuàng)新設(shè)計(jì)可靠許多。在設(shè)計(jì)輸出時(shí)，無論是圖紙的圖幅、標(biāo)注的字體，還是各個(gè)零件圖之間的配合、每個(gè)尺寸的規(guī)范，都存在一個(gè)有據(jù)可查的標(biāo)準(zhǔn)。因此，液壓支架立柱千斤頂?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化，對于規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率意義顯著，順應(yīng)煤機(jī)裝備的高端化、品質(zhì)化的發(fā)展要求[1]。

2 立柱千斤頂接頭標(biāo)準(zhǔn)化案例介紹

兗州煤業(yè)股份有限公司下屬煤礦眾多，各礦使用國內(nèi)不同煤機(jī)制造企業(yè)的液壓支架裝備。在立柱千斤頂用焊接接頭及螺紋接頭設(shè)計(jì)方面，各液壓支架制造商均按照自己需求設(shè)計(jì)，無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，造成接頭品類較多。接頭種類的多樣性，造成接頭在井下使用過程中損壞后，修復(fù)或更換都需要測量損壞件的連接尺寸，以免配套尺寸出錯(cuò)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作量、設(shè)計(jì)失誤風(fēng)險(xiǎn)的增加，延長了設(shè)計(jì)周期。

目前，僅兗礦東華重工有限公司液壓支架立柱千斤頂用焊接接頭和螺紋接頭就多達(dá)600余種。接頭種類的眾多，帶來了使用混亂和不便于生產(chǎn)儲(chǔ)備的問題。當(dāng)加急生產(chǎn)需求時(shí)，經(jīng)常因焊接接頭的供貨周期較晚，造成整個(gè)生產(chǎn)周期延誤，嚴(yán)重影響生產(chǎn)接續(xù)。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)化目標(biāo)

立柱千斤頂用接頭標(biāo)準(zhǔn)化工作旨在提高接頭性能和通用性，減少接頭種類，進(jìn)而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，提高立柱千斤頂生產(chǎn)或維修周期。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化方法

依據(jù)GB25974.2-2010《煤礦用液壓支架第2部分：立柱和千斤頂技術(shù)條件》、MT/T986-2006《礦用U形銷式快速接頭及附件》的標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合多年設(shè)計(jì)及使用情況，按照根據(jù)可焊性統(tǒng)一接頭材質(zhì)，根據(jù)擋銷、快速接頭、連接閥件結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化接頭外形尺寸的思路，對焊接接頭及螺紋接頭進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。在滿足不同功能立柱千斤頂?shù)氖褂靡蟮那疤嵯拢瑪U(kuò)大單類接頭使用覆蓋面，實(shí)現(xiàn)接頭通用化。

立柱千斤頂用焊接接頭及螺紋接頭的標(biāo)準(zhǔn)化思路確定后，首先通過梳理各類接頭使用要求和原有設(shè)計(jì)圖樣、收集整理客戶方及生產(chǎn)單位反饋信息，進(jìn)行接頭的優(yōu)化改進(jìn)。然后按照不同功能需求將接頭類零件分為十二大類，確定各類名稱。使用類別代號、系列代號、公稱通徑代表數(shù)字、適用缸徑范圍數(shù)字、材質(zhì)代號標(biāo)識(shí)，對各大類下不同型號接頭進(jìn)行區(qū)分命名。

隨后按照公司內(nèi)部圖紙技術(shù)要求編寫規(guī)范，統(tǒng)一各類接頭類零件技術(shù)要求，形成圖紙?jiān)?。最后?jīng)圖紙審核及生產(chǎn)驗(yàn)證后，編制《液壓支架立柱和千斤頂接頭類零件分類命名規(guī)范及圖冊》，對接頭類零件術(shù)語、定義、分類命名規(guī)則等內(nèi)容進(jìn)行明確說明，固化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)選型手冊建立后，原則上所有焊接接頭及螺紋接頭的設(shè)計(jì)選型，均依據(jù)設(shè)計(jì)選型手冊執(zhí)行，并為采購及安裝使用提供依據(jù)。如存在特殊需求或功能，現(xiàn)有接頭設(shè)計(jì)確實(shí)不能滿足選型要求時(shí)，再另行設(shè)計(jì)，并對手冊進(jìn)行修訂完善。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)化成效

通過對接頭接口大小、功能要求、連接尺寸、可焊性、擋銷結(jié)構(gòu)等的統(tǒng)一規(guī)范設(shè)計(jì)，初次標(biāo)準(zhǔn)化接頭種類從600余種減少至300余種。經(jīng)過二次優(yōu)化，種類減少至110余種，大幅降低了接頭種類。最終達(dá)到接頭種類較少、覆蓋面較廣、便于焊接等目的。有效提高立柱千斤頂設(shè)計(jì)質(zhì)量、效率，為接頭類零件生產(chǎn)儲(chǔ)備提供了便利，縮短了液壓支架立柱千斤頂生產(chǎn)、維修周期。

3 結(jié)語

標(biāo)準(zhǔn)化手段在液壓支架立柱千斤頂設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，提高了標(biāo)準(zhǔn)化程度，有效規(guī)避了很多設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，提高了立柱千斤頂設(shè)計(jì)圖樣輸出速率。作為產(chǎn)品的源頭，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化程度的提升，更好地滿足了生產(chǎn)需求，對企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提升和整體運(yùn)營管理影響重大。同時(shí)對于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)和快速更改，加快產(chǎn)品研制步伐，建設(shè)數(shù)字化企業(yè)研發(fā)平臺(tái)意義重大，也為立柱千斤頂產(chǎn)品的后續(xù)模塊化設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。