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总第209期2020年第9期机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENTTotal 209N o.9,2020机械分析与设计D01:10.16525/ki.c n l4-1134/th.2020.09.049关于Z Y12000/18/35D型矿用液压支架推移机构的结构强度分析ifj荣梅(同煤集团机电装备公司中央机厂，山西大同037000)摘要：以ZY12000/18乃5D矿用液压支架为研究对象，对其设备中推移机构的结构强度进行分析，得到了现有结构中前推杆、十字头、后推杆部位的薄弱处，以此为基础，进一步对推移机构的改进设计及结构性能进行分析，得出改进后的推移机构具有更高的结构强度，能更好地满足液压支架的作业安全，且能降低该部件的材料成本的结论，这对提高液压支架的支撑效果具有重要作用。
关键词：煤矿液压支架推移机构强度分析中图分类号:TD355.4 文献标识码:A文章编号：1003-773X(2020)09-0116-02引言当前，国家对煤矿资源的需求量呈逐年增长趋势，煤矿开采中也有越来越多的煤矿设备被广泛应用[1]。
矿用液压支架则是煤矿开采中的典型设备之一，保 证其设备在煤矿开采中的支撑效果已成为保障井下 作业安全的重点任务。
推移机构作为矿用液压支架 中的重要部件，由于其在使用中承受着较大的外力 作用，加上井下环境的恶性性和部件的超长时间作 业，导致推移机构在使用中极容易出现结构变形或 折断故障现象，严重影响着井下的作业安全[2]。
因此，以ZY12000/18/35D矿用液压支架为研究对象，通 过建立推移机构的仿真模型，开展了现有结构的结构 性能分析研究，有效提高了液压支架的支撑性能。
1液压支架推移机构结构的分析目前，市场上常见的矿用液压支架类型及型号 较多，包括支撑式、掩护式、支撑掩护式液压支架，但 其结构及工作原理基本相同。
液压支架的结构主要 由顶梁、护帮机构、顶掩护梁及侧护板机构、平衡千 斤顶、底座、推移机构、液压系统、立柱等部件组成[3]。
采煤工作面支架液压系统的优化设计与分析摘要：液压支架是用来控制采煤工作面矿山压力的结构物。
具有支撑顶板、推移输送机、自身推进、防止煤壁垮落、超前支护以及防止支架下滑等功能。
因此支架的液压系统维护十分重要，本文对采煤工作面支架液压系统的特点及整体优化性能进行了分析研究。
关键词：采煤；液压系统；液压元件；新工艺；经济效益一、引言随着国民经济和现代工业的发展，煤炭作为国民经济建设的主要能源，越来越具有其战略地位。
液压支架是采煤工作中不可或缺的安全支护设备，如果液压支架不能够完好的运行，那么会严重影响煤炭开采的进度。
为了提高煤炭高产高效、安全生产，保证采面支架的的安全运行，对采面整个液压系统进行性能研究和优化设计十分重要。
二、液压支架概述目前我国大部分支架的液压系统状况是:支架工作的介质主要是乳化液，操作方式多为手动控制,液压元件寿命低,可靠性低、稳定性差、效率低,维护成本比较高,阀的流量小,特别是各种阀类流量较小,高压管路通径小,乳化液质量要求低,和国际上的先进水平差距较大,在一定程度上制约了我国采煤事业的发展，所以支架的液压系统需要优化、完善，向国际上先进的设计水平靠拢，以满足我国不断向前发展的采煤事业。
三、支架液压系统日常易发生的故障分析1、乳化液循环使用过程中净化程度低，电液控制系统易瘫痪，对电液控制系统造成严重损害。
2、设备震动引起的故障。
采面液压支架的液压源自乳化液泵，乳化泵震动容易造成紧固件和各种换向阀、压力阀工作不良，进而引起设备工作不良好。
3、系统压力不足。
油箱油位过低，系统压力在正常的操作动作下，元件并无动作或者在执行元件作业时动作缓慢。
溢流阀、减压阀故障，造成系统的压力不足。
油液粘度太高或者太低，阀内阻尼孔堵塞。
油温过高，接头或密封泄漏等。
均能造成系统的压力不足。
4、液压管路和接头、阀组等漏液。
液压管路漏液，支架阀组串液等，造成支架故障。
5、立柱千斤顶故障。
千斤顶安全阀失效，油缸变形，乳化液浓度、清洁度不够造成油缸活柱锈蚀，乳化液内含有杂质引起的缸体内部的划伤等都可以造成油缸故障。
放顶煤液压支架液压系统可靠性分析与研究的开题报告一、研究背景与意义在煤炭生产过程中，顶煤液压支架在地下长时间工作，其安全和可靠性对工业生产和矿山安全具有非常重要的意义。
液压系统是顶煤液压支架的核心部件，液压系统的可靠性直接影响到顶煤液压支架的使用寿命和可靠性。
因此，研究顶煤液压支架液压系统的可靠性，对于保障煤矿生产安全和提高生产效率具有重要意义。
二、研究内容本研究计划以实测数据为基础，研究顶煤液压支架液压系统的可靠性，并对系统进行分析和优化。
具体内容如下：1. 对实际运行中的顶煤液压支架进行数据采集和测试，获取系统的关键参数和故障情况，建立系统故障数据库。
2. 分析液压系统故障模式和原因，定位故障点，提出解决方案和系统优化措施。
3. 基于故障数据库和故障模式分析，建立可靠性评估模型，评估系统可靠性。
4. 根据评估结果，提出改进意见和措施，提高系统可靠性和工作寿命。
三、研究方法本研究计划采用多种研究方法，包括：1. 实地采集数据和故障样本，建立系统故障数据库。
2. 应用故障树分析法、失效模式和效应分析法、可靠性分析方法等，对系统进行故障分析和可靠性评估。
3. 以MATLAB和Simulink为基础，建立液压系统模型，进行仿真分析。
4. 应用统计分析方法和大数据分析技术，分析系统运行数据，提取系统特征和规律。
四、研究进度安排2021年9月-2021年12月: 文献阅读与调研，建立液压系统仿真模型。
2022年1月-2022年6月: 采集数据和故障样本，建立系统故障数据库。
2022年7月-2022年12月: 分析液压系统故障模式和原因，建立可靠性评估模型，评估系统可靠性。
2023年1月-2023年6月: 根据评估结果，提出改进意见和措施，提高系统可靠性和工作寿命。
五、预期成果和应用价值本研究预期将从实测数据和故障样本出发，建立顶煤液压支架液压系统故障数据库和可靠性评估模型，分析系统故障模式和原因，提出解决方案和系统优化措施，最终提高系统可靠性和工作寿命，为煤矿生产安全和生产效率提供支撑保障。
液压支架液压系统动态特性分析
奚源远
【期刊名称】《机械管理开发》
【年(卷),期】2024(39)1
【摘要】为实现乳化液泵站的实时、稳压控制,快速推进煤矿工作面,建立了支架液压系统整体模型,分析其动态特征,单台液压支架完成升柱、降柱及拉架的平均速度依次是0.11m/s、0.058m/s和0.083m/s,时间依次是8s、3.12s和4.5s,液压支架移架工作时间是15.62s,满足液压支架跟机移架时间;并进一步分析当两台支架插架移架时,可明显提升支架的移架速度、升柱时的支护除撑力。
【总页数】3页(P51-52)
【作者】奚源远
【作者单位】晋能控股煤业集团综采办公室
【正文语种】中文
【中图分类】TH137
【相关文献】
1.液压支架试验台加载液压系统动态特性仿真研究
2.缸径液压支架液压系统的动态特性仿真研究
3.液压启闭机液压系统动态特性分析
4.液压矫直机液压伺服系统动态特性分析比较
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一种矿用液压支架推移千斤顶电液控制系统设计
周彩红
【期刊名称】《山东煤炭科技》
【年(卷),期】2018(000)007
【摘要】为提高液压支架推移千斤顶控制系统的自动化程度,提高工作面生产效率,根据现场情况,研究出一种带有行程传感器的矿用电液控液压支架推移千斤顶.通过电液控制系统,可以有效提高液压支架的控制准确性,减少了手动操作,提高煤矿生产本质安全系数.
【总页数】3页(P143-144,149)
【作者】周彩红
【作者单位】霍州煤电鑫钜煤机装备制造有限责任公司,山西霍州 031412
【正文语种】中文
【中图分类】TD355+.4
【相关文献】
1.一种综采工作面液压支架推移千斤顶系统设计 [J], 宋志峰;张楠
2.一种可拆卸缸底结构在液压支架推移千斤顶中的应用 [J], 钱海峰;孙守田
3.液压支架推移千斤顶行程传感器固定挡座选型分析 [J], 白育波;任王英;文彦春;马宇
4.液压支架推移千斤顶自动化控制系统设计 [J], 赵继虎
5.液压支架推移千斤顶窜液问题分析 [J], 罗武军
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一种新型液压支架推移板装置在老石旦煤矿的实践针对采煤工作面受到煤层地质条件变化的影响，液压支架发生倾斜、咬架和液压支架与刮板运输机的十字头连接处经常频繁断裂、液压支架推拉杆与刮板输送机连接孔错位较大无法连接的实际情况研制出一种新型液压支架推移板装置，并阐述了新型液压支架推移板装置的工作原理和使用注意事项，在老石旦煤矿031604工作面进行了试验应用，收到了良好的使用效果，提高了走架推溜效率，保障了工作面的安全、高效地生产。
标签：液压支架；推移板装置；实践与应用1引言煤炭是我国能源结构中的支柱，煤矿的安全高效生产是源源不断提供煤炭的基础，井工煤矿占我国煤矿数量比重的90%以上，所以井工煤矿安全高效生产是原煤生产的重中之重。
井工煤矿的原煤生产主要依靠综采或综放工作面，工作面的设备状况和地质条件直接煤矿的原煤产量。
液压支架作为采煤工作面的钢铁长城，不仅支撑着工作面上覆矿山压力，而且保障着作业空间的安全。
故液压支架是回采工作面最主要的设备之一，其良好的工况对煤矿的安全高效生产有着直接影响。
传统的液压支架与刮板输送机间的十字头连接，在使用过程中由于受到煤矿井下煤层地质赋存条件的瞬时变化，煤层倾角、厚度变化对采煤工作面设备布置的影响，例如当煤层倾角增大时，工作面液压支架倾角也随之增大，液压支架自身重力沿煤层底板方向分力也增大，易导致液压支架发生倾斜，相邻液压支架挤架、咬架，所以十字头连接处经常频繁断裂、液压支架推拉杆与刮板输送机连接孔错位较大无法连接等问题。
为此需经常更换十字头或采用刮板链进行软连接，致使液压支架工况差，工人劳动强度大，危险系数增高等问题。
如何破解这个难题是综采或综放工作面实际生产中急需解决的问题。
2提出问题针对这种情况我们积极探索如何能够设计一种装置来及时纠正传统十字头连接仅固定在刮板输送机一个点上的缺陷，有效的对倾斜支架在拉架过程中提供一个向上的拉力，避免支架沿底板下滑，造成支架倾斜或挤架等现象发生，终于研制出了一种新型液压支架推移板装置。
液压支架精确推移控制方案研究与应用王峰【摘要】For problems of poor control precision of hydraulic system of hydraulic support and inconsistent step distance of support pushing,a precise pushing control scheme for hydraulic support was putforward.Precise control of support moving and scraper conveyor pushing and automatic elimination of pin roll gap are realized by introducing pushing control logical valve and optimizing automatic support pushing control flow of electro-hydraulic control system.The experimental and field application results show that the scheme improves automatic pushing control accuracy of hydraulic support on fully mechanized coal mining face and guarantees consistent step distance of support pushing.%针对液压支架液压系统存在控制精度差、支架推移步距不一致等问题,提出了一种液压支架精确推移控制方案.该方案通过引入推移控制逻辑阀,并优化电液控制系统自动推移控制流程,实现移架、推溜动作精确控制及销轴间隙自动消除功能.实验及现场应用结果表明,该方案提高了综采工作面液压支架自动推移控制精度,保证了支架推移步距的统一.【期刊名称】《工矿自动化》【年(卷),期】2017(043)005【总页数】4页(P6-9)【关键词】煤炭开采;综采工作面;液压支架;精确推移;推移控制逻辑阀【作者】王峰【作者单位】北京天地玛珂电液控制系统有限公司,北京 100013【正文语种】中文【中图分类】TD67/355近年来，液压支架电液控制系统的应用呈快速上升趋势[1]，尤其在各大煤炭生产集团集中开展“机械化换人”、“智能化减人”技术升级阶段，液压支架电液控制系统因其可大大提高煤炭生产效率和自动化程度、实现工作面快速推进的技术特点，成为先进的煤矿综采工作面自动化控制技术代表[2-6]。
液压支架差动推移系统的分析
袁旭芳,李文秀
(内蒙古科技大学高职院,内蒙古包头 014010)
摘 要:分析了几种液压支架差动推移系统的工作原理,并对其性能及特点进行比较。
最后提出采用逻辑式差动阀的推移系统效果最好。
关键词:液压支架;差动;推移系统;逻辑阀
1 前言
液压支架是综采工作面的主要配套支护设备,随着高产高效工作面的不断涌现,对工作面推进速度的要求也越来越高。
而工作面的快速推进是靠液压支架的快速推移系统来实现的。
为满足实际工况中移架力应大于推溜力的要求,传统的推移系统或在结构上采用倒拉框架的结构,或把推移千斤顶的固定活塞改为浮动活塞,但仍存在很多不足,不能很好地满足现代化采煤工作面的生产需求。
为解决上述问题,将液压的差动原理引入推移系统,来实现液压支架的快速推移已成为改进液压支架推移速度的重要措施。
2 几种差动推移系统
所谓差动就是将单杆双作用液压缸的两腔连通,在活塞腔接通高压后,活塞杆腔的回液再引入活塞腔,使两腔同时接通高压,活塞杆的运动靠两腔输出的作用力之差来驱动。
液压支架的推移千斤顶正是采用此原理来减小推溜力,加快推移速度。
可以实现差动推溜的措施有多种,下面就几种已经应用的差动推移系统进行分析。
2.1
双交替阀式推移系统
图1 双交替阀式推移系统
双交替单向阀式推移系统见图1。
它是由两个单交替单向阀组合而成的。
千斤顶的两腔分别与两交替单向阀的中部接口相连,当操纵阀在推溜位置时,两个单交替单向阀同时打开,高压乳化液同时进入活塞腔和活塞杆腔,在压差作用下活塞杆伸出推
3 结论
目前由于“断零”引起的单相用电设备大量损坏的事例屡见不鲜,保证电气维修安全与减少“断零”事故的矛盾需要电气设计人员慎重处理。
变电站设在建筑物内的场所采用TN-S系统,隔离电器选用三极即可;对于低压进线的建筑物宜采用T N-C-S系统而不是TN-S系统。
在TN -C-S系统中除了在电源总进线处装四极隔离电器,以实现完全意义上的电气隔离外,其他位置不必采用四极隔离电器。
从而将“断零”事故减少到最低限度。
对于单相负荷,由于不会发生在三相系统中“断零”那样的事故,在适当的位置选用双极隔离电器可以说是有益无害的。
在TT系统中为了保证维修人员的人身安全,应在适当的位置装设四极隔离开关。
重复接地的作用主要在于当中性线断裂时可以减少中性点位移,降低断零故障所造成的危害程度。
因此只有PEN线才有重复接地的问题。
对于TN-S系统来说,N线不能重复接地,因为N线一旦重复接地系统就变成了T N-C-S系统。
而PE线的接地则属于等电位联结的范畴,不应与重复接地的概念混同。
68内蒙古石油化工 2007年第2期 收稿日期:2006-11-12
溜,降低了推溜力;移架时,左边单交替单向阀打开,高压乳化液进入活塞杆腔,而活塞腔液体经右边单交替单向阀的另一端口直接回到主回液管路。
该系统的优点是:移架时推移千斤顶活塞腔回液不经操纵阀直接回液,减小了回液阻力和背压,起到了提高拉架速度的目的;推溜时千斤顶活塞杆腔回液经双交替单向阀返回到活塞腔而形成差动推溜,可节省时间,加快推溜的速度。
缺点是:这种交替单向阀的结构复杂、成本较高、通流能力小、抗污染能力差,并在差动交替换向时会出现中间不稳定过程,造成整个系统的振动与冲击从而使推溜速度的提高受到制约。
ZF4600/17/28型放顶煤液压支架即采用双交替单向阀式推移系统。
2.2 差动组合阀式推移系统
差动组合阀由一个液控单向阀和一个单交替单向阀组合而成,推溜时,高压乳化液同时打开液控单向阀和交替单向阀,使活塞腔和活塞杆腔同时进液,实现差动推溜;移架时,高压乳化液直接打开交替单向阀进入活塞杆腔,同时给液控单向阀的液控口提供控制液体,使液控单向阀反向导通,活塞腔液体经它与回液管路接通,
实现移架。
图2 差动组合阀式推移系统
这种系统的优点是:推溜时千斤顶活塞杆腔回液经差动组合阀直接返回到活塞腔参加推溜,避免推溜时滞后一段时间,加快了推溜的速度。
缺点是:差动组合阀结构复杂,成本较高。
ZY4000/13/28A 型掩护式液压支架采用了差动组合阀式推移系统。
2.3 逻辑阀式差动推移系统
逻辑式差动阀由两个互相控制的逻辑锥阀或逻辑球阀构成,每个逻辑阀的控制腔分别与另一逻辑阀的进液口相连,相互控制,构成差动推移系统。
当支架操纵阀在中间位置时,逻辑式差动阀不工作。
当
支架操纵阀在推溜位置时,高压乳化液进入千斤顶活塞腔,同时进入逻辑式差动阀B 的下腔及逻辑阀
A 的控制腔,此时逻辑阀A 的下腔及逻辑阀
B 的控制腔均与回液相通为低压,故逻辑阀A 处于断的状态,逻辑阀B 处于通的状态,推移千斤顶的活塞杆腔通过逻辑阀B 与活塞腔相连通。
活塞杆在压差作用下伸出实现差动推溜。
当操纵阀在移架位置时,高压乳化液进入逻辑阀A 的下腔,同时进入逻辑阀B 的控制腔,逻辑阀B 的下腔及逻辑阀A 的控制腔通回液,此时逻辑阀A 处于通的状态,而逻辑阀B 处于断的状态。
高压液通过逻辑差动阀的逻辑阀A 进入活塞杆腔,活塞腔接通回液,活塞杆缩回实现移架。
图3 逻辑阀式差动推移系统
该系统具有以下优点:逻辑阀通流能力大,利于提高推移速度。
密封性能好,动作灵敏,结构简单。
推溜时高压油通过差动阀同时进入两腔,在满足推溜力要求的前提下,既无流量损失也无时间滞后地实现快速推溜,同时没有压力波动和冲撞。
并且移架时的排液阻力小,从而加快移架速度。
此差动推移系统已在ZZS 6000-17/37型和ZZ 52000-11/18型支架液压系统中使用,在生产中取得了良好的效果。
3 结论
液压支架采用差动推移系统,解决了传统推移装置中存在的问题。
但通过对比分析和实践验证,逻辑阀式差动推移系统既能满足移架力大于推溜力的要求,又能加快推移速度。
而且系统结构简单可靠,无压力波动与冲击,是快速移架的一个重要措施,是值得推广的支架推移系统。
〔参考文献〕
[1] 姜佩东.液压与气压传动[M ].北京:高等教育
出版社,1999.
[2] 陶驰东.采掘机械(修定本)[M ].北京:煤炭工
业出版社,1993.
[3] 孙九如.煤矿液压设计[M ].北京:煤炭工业出
版社,1992.
69
2007年第2期 袁旭芳等 液压支架差动推移系统的分析。
