ZFL2300／16／24轻型拉杆液压支架研制设计制造

王辉 WANG Hui

（河南万合机械有限公司，新密 452371）

（Henan Wanhe Machinery Co.，Ltd.，Xinmi 452371，China）

ZFL2300／16／24轻型拉杆液压支架研制设计制造

王辉 WANG Hui

（河南万合机械有限公司，新密 452371）

（Henan Wanhe Machinery Co.，Ltd.，Xinmi 452371，China）

本文针对豫西“三软”煤层特点，设计一种新型拉杆式炮采、机采两用液压支架，介绍该拉杆液压支架主要技术参数，分析了主要部件结构及特点以及对通过现场专家会审对支架进行的几处改进。

轻型；拉杆；放顶煤支架；结构和特点

1 概述

ZFL2300／16／24轻型拉杆液压支架是根据郑州地区煤层地质特征，在认真总结国内外综采技术成果，分析研究各种掩护式支架特点和使用经验的基础上研制开发的掩护式放顶煤液压支架。该支架的显著特点是：结构简单、主要参数合理，结构比较完善，功能较为全面，纵横稳定性可靠；二是通过优化设计，改善了支架的受力状况，提高了支架的使用寿命。

液压支架的发展方向主要有以下几方面：①液压支架的结构形式正朝着简单实用方向发展，如液压支架的架型明显地向两柱掩护式支架和四柱支撑式掩护式支架发展。②在已有支架设计与应用经验的基础上，将有限元和计算机辅助设计相结合，研究支架的智能化设计方法、结构与参数的优化，进一步提高支架的科学性、可靠性以及结构的优化性。其中在设计中应注意以下几个方面：1）提高液压支架的设计强度，加大支架的工作阻力，加大支架的设计强度系数，还有选材等方面；2）如何提高支架的移架速度；3）改进支架个别部件结构，加大联结件强度。③改进制造工艺，保证制造质量；对支架的阀类，从材料、热处理、加工条件和密封件入手，制定更严格的质量和抗腐蚀标准。④对不稳定顶板、松软底板、地质构造较复杂等特殊条件，加大投入，研制大量的特殊支架，以适用不同的开采条件。⑤采用新型元件与材质，可减轻支架重量，提高支架性能和使用寿命。⑥结构上寻求克服四连杆的新型架型。⑦快速支架电液控制系统的研制和投入，研究支架的遥控、程控控制和性能自动监控，为回采工作面的半自动化与自动化创造条件。

在满足强度要求的基础上，为了减轻支架重量，我公司根据郑煤集团米村煤矿生产能力及其条件，共同研制开发出ZFL2300/16/24轻型机、炮采掩护式低位放顶煤液压支架，主要适用于豫西地区“三软”煤层的开采。其结构如图1。

支架采用上下稳定杆保证其侧向稳定性，平衡千斤顶可控制支架纵向稳定性，前端设计有伸缩梁，顶梁采用钢板拼焊箱形变断面结构，底座整体为箱式结构，支架后方是低位放顶煤机构。本支架有以下几个优点：①支架整体结构合理，强度高，工作安全可靠，支护性能好，对普通炮采和综合机械化采煤都有很好的适应性；②整体重量轻，方便运输；③价格适宜，具有很好的性价比；④大大提升井下安全生产条件，降低工人劳动强度，提高劳动效率。

其主要技术参数见表1。

2 结构及特点

2.1 顶梁 顶梁机构直接与顶板接触，支撑顶板，是支架的主要承载部件之一。本支架的顶梁采用钢板拼焊箱形变断面结构，具有很高的刚度和强度。顶梁下方设有4个球面柱窝与立柱柱头铰接。顶梁上还设置有平衡千斤顶耳座，上稳定杆座，有效的连接各个部件。其还具有单侧活动侧护板，侧推千斤顶，弹簧套筒，适应性强。

2.2 底座 本支架底座整体为箱式结构，采用前端过桥，整体厚度为45mm，这种结构具有整体性好，强度高，不宜变形等优点。底座前端设计为滑橇形，避免移架阻力过大，减少啃底。底座中间设计有推移装置，侧面设计有移后溜千斤顶耳轴，底座与立柱铰接用球面柱窝接触，用销轴连接，避免立柱脱出柱窝。采用底封式底座，可减少对底板比压，使底座有较强抗扭能力。

图1 ZFL2300／16／24轻型拉杆液压支架

表1 主要技术参数

2.3 侧护装置 活动侧护板一般都是有弹簧套筒和千斤顶控制。侧护板的主要作用有：①阻挡矸石，即使在降架过程中，由于弹簧套筒的作用，使活动侧护板与邻架固定侧护板始终相接触，能有效防矸。②操作侧推千斤顶，用侧护板调架，对支架防倒有一定作用。

2.4 放煤机构 它是由尾梁及尾梁千斤顶、插板及插板千斤顶组成。尾梁千斤顶一端连接底座，另一端连接尾梁，插板及插板千斤顶放置在尾梁中。本支架的后部放煤空间大，为放顶煤创造了良好的作业环境，充分发挥后部运输机的运输能力，同时还具有操作维修方便的特点。尾梁摆动有利于落煤。插板伸缩度大，放煤口调节灵活，对大块煤的破碎能力强，可显著提高顶煤的采出率。操作连接在底座后部的尾梁千斤顶，可使尾梁上下转动，向上转动时可有效阻止矸石脱落，向下转动的同时收回插板进行放煤。通过插板千斤顶控制插板上下伸缩，实现了放煤空间尺寸的调整，放煤后伸出插板挡住矸石。尾梁为钢板焊成的箱体式结构，插板由钢板与耳座焊接制成，结构简单，重量轻。

2.5 上下稳定结构 支架采用上下稳定杆结构，稳定杆承受支架的全部水平力和抗扭力，它由钢板焊成箱体结构，具有足够的强度和抗扭能力。

2.6 伸缩梁 伸缩梁设计为抽屉式伸缩结构，依靠伸缩千斤顶伸缩往复运动，伸缩梁向上倾斜，伸出时能有效支护顶板，具有强度高、性能可靠的优点。用以及时支护因片帮暴露的顶板，防止冒顶。

3 改进

为符合使用方的使用需求，进行以下改进：①支架整体长度太长，缩短顶梁长度；②由于支架最大高度只有2400mm，工人从支架中间通过有一定难度，前后立柱之间距离减小，方便工人从支架之间通过，③为了防止尾部散落煤块，尾梁增加侧护板。④优化管路走向，使得支架行人空间及通风空间加大。

4 结论

该型支架获得了集团公司领导的大力赞赏，该支架研制的主要指导思想就是使支架技术性能较先进、结构可靠、配套合理、制造工艺简单，在满足生产使用的前提下，使支架结构简单、紧凑、重量轻、造价低、操作方便，在使用中取得较好的技术经济效益。

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[5]吕凯波.液压支架主体结构件的疲劳分析及其寿命预测的研究[D].太原理工大学，2008.

Design and Manufacture of the ZFL2300／16／24 Light Pull Rod Hydraulic Support

According to the features of"Three Soft"coal seam in western Henan,this paper designs a new dual pull rod hydraulic support of blasting mining and machine mining,introduces the main technical parameters of the pull rod hydraulic support,analyzes the main components and characteristics as well as several improvement of the expert team.

light；pull rod；caving support；structure and features

王辉（1985-），男，河南新密人，助理工程师，研究方向为煤矿产品的设计研发。

TD355

A

1006-4311（2014）14-0051-02