ZZS6000/17/37A型液压支架液控系统的改型设计

李雁民

(大同煤炭技师学院，山西 大同 037003)

ZZS6000/17/37A型液压支架液控系统的改型设计

李雁民

(大同煤炭技师学院，山西 大同 037003)

为满足顶板破碎且周期来压明显以及煤壁易片帮的工作面使用要求，ZZS6000/17/37A型液压支架在结构件上进行了局部改进，然而，在实际使用中发现该支架的液控系统存在诸多弊端，现对此进行相应的改型设计，并对比了改型前后的经济和社会效益。

液压支架；液控系统；改型设计；效益

0 引言

ZZS6000/17/37A型支撑掩护式液压支架是一种性能稳定、适用广泛的高产高效工作面综采设备。该支架在结构设计上采用了紧凑型短四连杆机构和固定侧护板结构。为提高支架顶梁前端的支护能力，采用了复合前梁铰接主体顶梁的组合顶梁结构，在控制系统中采用了快速移架系统，支架降、移、升一个操作循环时间不超过12 s。该支架的技术特征如表1所示。

表1 ZZS6000/17/37A型液压支架技术特征

ZZS6000/17/37A型支撑掩护式液压支架研制成功近20年来，根据不同综采工作面的地质条件和生产要求，在局部结构和液控系统方面已进行了多次改型设计。在为了满足顶板破碎且周期来压明显以及煤壁易片帮工作面使用要求的改型设计中，该支架需配备超前支护和密集支护，即用伸缩梁和护帮装置代替原有的楔形梁装置，将原有的固定侧护板结构改为活动侧护板结构。然而，在该支架结构系统成功改型设计之后，支架液控系统在实际使用中却出现了一些弊端。

1 液控系统存在的弊端

(1) 操纵阀安设在底座前过桥后面，两前立柱的中间，操纵阀手柄指向支架后方，而主进、回液三通及喷雾进水三通设置在顶梁上后立柱的前方，连接的高压胶管规格为φ25，长度5 500 mm，胶管要经过掩护梁、前连杆到底座，然后通过底座上的暗箱通道到达操纵阀，除管路冗长外，φ25高压胶管国家标准中要求弯度半径不得小于R200，而升降支架的过程中易形成死弯，因而会对高压胶管造成不必要的损坏。

(2) 操纵阀工作腔与前过桥之间的距离仅有120 mm，与左右前立柱之间的距离仅有180 mm，所以连接操纵阀工作腔的高压胶管都要安装弯头，这样每个弯头的接口方向都指向支架两侧面，而φ25高压胶管到达后无法形成有效的弯度与其进行连接。

(3) 在支架降到最低位置的时候，前梁千斤顶的单向锁与操纵阀明显干涉，互相挤压，造成相关液压元件被损坏。

2 液控系统的改型设计

(1) 对该支架改型设计前后的总体流量进行了对比测算，原支架中只有立柱、推移千斤顶和楔形梁千斤顶3种液压执行机构，而改型后的支架有立柱、推移千斤顶、侧护千斤顶、前梁千斤顶、伸缩千斤顶、护帮千斤顶6种液压执行机构，确定整体流量是进行重新设计的关键。通过测算得出：原支架液控系统中的φ25高压胶管完全可以被φ19高压胶管替代，对于改型设计后支架的整体流量不会造成任何影响。

(2) 取消原设计中的主、进回液管路三通以及φ25球形截止阀、φ25回液断路阀，改为使用φ38平面截止阀、φ31.5平面截止阀。

(3) 对喷雾系统进行局部改动，取消原设计中的喷雾三通，喷雾系统改为使用φ25平面截止阀。

(4) 将支架系统的φ38平面截止阀、φ31.5平面截止阀和喷雾系统的φ25平面截止阀的安装位置由顶梁后立柱前方移动到了底座后过桥处。

(5) 前梁千斤顶单向锁的安装位置由支架顶梁前立柱的中间改到了支架左前后立柱的中间。

3 改型设计前后的效益对比

本次对ZZS6000/17/37A型液压支架液控系统的局部改型，不仅简化了原有液控系统繁琐的设计，而且改善了相关液压阀件和高压胶管不便于安装的现状。此外，该支架重新设计后的液控系统所采用液压元件和高压胶管全部为现阶段的通用配件，大大提高了以上配件与各综采工作面同型号支架相关配件的互换性与通用性。

3.1 经济效益

该支架液压管路系统改型设计后，简化了液控系统，方便了操作维护，淘汰了特殊型式的液压配件，使用了通用液压元件，经济效益比较可观，这主要体现在液压管路系统中高压胶管及特殊型式液压元件的使用上。下面我们只对改型设计前后发生变化的液压元件作一比较，简单计算其经济效益。以单架计算：φ25高压胶管设计前每架使用11 m，设计后取消，改为使用φ19高压胶管，每架仅使用4.4 m，φ25高压胶管63元/m，11×63=693元，φ19高压胶管40元/m，4.4×40=176元，每架高压胶管节省资金693-176=517元；取消φ25回液断路阀1件285元，取消φ25球形截止阀1件270元，每架节省555元；取消进、回液三通和喷雾三通各1件，增加φ38/19、φ31.5/19、φ25/13平面截止阀各1件，进回液三通及喷雾三通500元/件，平面截止阀280元/件，每架节省资金1 500-840=660。液压阀件合计每架节省资金555+660=1 215元。

综上所述：改型设计后的支架液控系统每架可节省资金总额517+1 215=1 732元。

3.2 社会效益

ZZS6000/17/37A型支撑掩护式液压支架液控系统在改型设计后，经过各项严格的产品性能试验，所有技术性能指标均达到原设计要求。该支架液压控制系统的改造，既有利于综采工作面的操作维护使用，又降低了产品的制造和维修成本，同时也规范了该液压支架部分液压元件及高压胶管的规格标准，促进了液压支架在使用中的标准化统一管理。对用户进行的为期3个月的回访和反馈证明，该支架液压控制系统的改型设计是比较成功的，在给井下综采工作面支护设备的正常运行提供了可靠保证的同时，还增强了该产品在市场中的竞争力。

4 结语

液压控制系统作为液压支架的核心，其型式设计和管路布置一直是各研发部门所注重的一个重要因素。在液压支架的制造和使用过程中，只有结合生产实际，本着安全高效、经济方便的原则，不断地对其进行改型设计，才能最大限度地满足安全生产的需求。

[1]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2000

[2]李壮云.液压元件与系统[M].北京：机械工业出版社，1999

2014-02-26

李雁民(1974—)，男，山西原平人，讲师，从事矿山设备运行与维修的理论教学工作。