浅议液压支架ZY8800/23/47集成三通的设计改进

摘 要：该文主要论述了ZY8800/23/47液压支架的基本参数和使用情况。其液压系统中用于架间进回液高压胶管联接的集成三通，在工作面使用中现状。结合工作面的具体状况，提出了集成三通的优化设计理念——整体优化设计为分体。并应用于新的工作面中。集成三通的设计改进为今后液压支架在此处的研发提供了参考。
　　关键词：集成三通 整体 分体
　　中图分类号：TD355 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（c）-0066-02
　　1 ZY8800/23/47液压支架的基本参数和使用情况
　　ZY8800/23/47液压支架是我矿2007年采购的一型两柱掩护式液压支架，支架适应于俯采、仰采的工作面，工作面走向倾角±10o，工作面倾角15o。采用整体顶梁带一级护帮板结构。通过调节侧护板，使支架宽度可在1650～1850 mm范围内变化。侧护板两侧均为可伸缩式，使用时一侧伸缩，另一侧用销轴固定，便于采区倒面。单平衡千斤顶，倒装推移千斤顶，整体长推杆结构。使支架在使用过程中，实现了拉架力大于推溜力。便也支架移动和推溜。底座为刚性中部全开档结构，后部通过箱体连接。过桥后面带有抬底机构。可以在支架底座前部出现“轧底”状况时，顺利移架。其基本参数如下。
　　1.1 型号
　　ZY8800/23/47 架型：两柱掩护式
　　高度：2300～4700 mm
　　宽度：1650～1850 mm
　　中心距：1750 mm
　　初撑力：6413 kN（P=31.5 MPa）
　　工作阻力：
　　8800 kN（P=43.2 MPa）
　　支护强度：1.17-1.31 MPa
　　对底板比压（前端）：2.0～3.6 MPa
　　操纵方式：本架手动控制
　　泵站压力：31.5 MPa
　　重量：约29 t
　　运输尺寸：
　　7200×1650×2300 mm（长×宽×高）
　　1.2 立柱
　　型式：双伸缩
　　数量：2根
　　缸径：360/270 mm
　　柱径：340/250 mm
　　行程：2340 mm
　　初撑力：3206.5 kN
　　工作阻力：4400 kN（P=43.2 MPa）
　　1.3 推移千斤顶
　　型式：
　　普通（1根） 缸径/杆径：160/105 mm
　　行程：960 mm
　　推溜/拉架力：360/633 kN
　　1.4 平衡千斤顶
　　型式：普通（1根）
　　缸径/杆径：230/140 mm
　　行程：600 mm
　　工作阻力（推/拉）：1579/994 kN （P=38 MPa）
　　支架在矿井下使用过程中，除了刚开始时，连接头有部分断裂外，其余无重大的设计问题。但对于支架的液压系统来说，支架用于邻架连接的进回液高压胶管组件—集成三通。由于长时间的使用，出现部分漏液情况等等。
　　2 原设计整体的集成三通使用状况
　　在集成三通出现之前，液压支架架间连接的进回液高压胶管主要是采用液压阀来控制，例如：平面截止阀、锥形截止阀、回液三通断路阀等等。这些阀类一方面安装占用的空间大，产品的质量无法保证，容易处问题；另一方面，更换成本较高。集成三通的出现有效的克服了这些问题，促进了液压支架在此方面的飞速发展。整体集成三通见图1。装配位置见图2。但对于整体的集成三通来说，其在加工制造和使用过程中也出现了一系列问题。
　　2.1 集成三通的加工制造状况
　　（1）集成三通的形状复杂，接管嘴处尺寸精度高，加工十分困难，并且存在可能由于原材料缺陷、某一关键尺寸超差报废而造成集成三通整体报废的问题。
　　（2）通液管均为27SiMn厚壁管（φ60× 9或11），煨制成型时非常困难，并且煨制后的通液管难以（或几乎）不能达到图纸规定的要求。
　　（3）由于集成三通形状复杂、钢管煨制成型时需要足够长度，因此在板材和管下料时加工余量较大，加工周期长，材料浪费较多。
　　（4）由于煨制后的通液管不能保证图纸规定的要求，在通液管与集成块定位焊接时，需对集成块按实际情况进行返修，费工费时。
　　（5）整体集成三通只能在卧镗上加工，据了解，加工一组（每组2件）进回液集成块约需数十小时，加工效率很低。很难保证生产进度的要求。
　　2.2 集成三通的使用状况
　　在液压支架使用初期，集成三通使用情况良好，没有出现“跑冒滴漏”的状况。但在支架的使用后期，由于长时间的摩擦等各种原因，出现了集成三通漏液现象。虽然是集成三通个别的接口漏液，但整体的三通都需要更换。本型支架一个集成三通的重量大概在90 kg左右。而且体积比较大。给检修工人的更换带来很大的困难。况且浪费比较严重，虽个别接口出现问题，但整体都报废了，不能再使用了，维护成本高。
　　3 集成三通的优化设计理念——整体改为分体
　　3.1 分体的设计理念提出和优点
　　根据矿上整体集成三通的实际使用状况，结合生产制造厂家的具体加工方式，提出了把整体集成三通改为分体集成三通的设计理念。分体集成三通首先克服了检修工人矿井下更换的难题——分体的集成三通，每部分重量大概在30 kg左右，重量较轻，体积较小。大大方便了矿井下的更换；其次，避免了浪费，整体集成三通如果一个接口出现问题的话，整体都需要报废，而分体集成三通如果一个接口出现问题，仅需更换一部分而已。大大节约了支架的维护检修成本。再次，加工制造简化了，生产效率提高了，整体的集成三通只能在卧镗上加工，加工效率低，而且生产成本高。改为分体集成三通设计后，由于可以在普通车床上高速加工，生产效率可数倍或十数倍的提高。并且可以调配加工设备的数量，保证生产进度的要求，而且普通车床上的工时费也比卧镗车床上低，相应的加工成本也相对低了。矿上在此部分的采购费用也相应的降低了，降低了矿上的生产成本。分体集成三通见图3所示。
　　3.2 分体集成三通具体的设计方案和间接经济及社会效益
　　分体的集成三通可以分为三部分——进液三通DN25/32S，回液三通DN25/DN50组件和喷雾三通DN25/32。如图4、图5和图6所示。然后通过固定杆和U型销固定在一起。其组装的整体尺寸和原整体集成三通尺寸一致。
　　分体的集成三通，由于加工难度的降低，加工方法的简化，能有效地缓解生产压力，极大地方便了产品的生产加工，生产效率大幅提高，保证了产品的技术要求和生产的进度，减少了生产过程中的质量损失，同时由于其结构的设计优化，给矿井下检修工人的劳动强度也大大降低，降低了物资采购在这方面的成本，其间接经济效益和社会效益也是非常显著的。
　　4 结语
　　该文根据矿井下集成三通具体的使用情况并结合集成三通的实际加工工艺，提出了整体集成三通改为分体集成三通的设计理念。大大降低了煤矿井下检修工人的劳动强度。对今后液压支架在此处的设计提供了很好的借鉴意义，也为我矿在新的工作面中生产成本的降低做出了贡献！
　　参考文献
　　[1] 王国法.液压支架技术[M].煤炭工业出版社.