掩護(hù)式液壓支架平衡千斤頂失效分析與防控.

1、論文導(dǎo)讀：目前掩護(hù)式液壓支架以它適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、操縱靈活等特點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用。平衡千斤頂是掩護(hù)式液壓支架的關(guān)鍵部件之一，它的作用是調(diào)整頂梁與掩護(hù)梁的角度，使頂梁更好的切頂，支架更好的管理頂板。關(guān)鍵詞：掩護(hù)式液壓支架，平衡千斤頂，失效分析1 前言液壓支架是綜采工作面的主要配套支護(hù)設(shè)備, 隨著高產(chǎn)高效工作面的不斷涌現(xiàn),對液壓支架的適應(yīng)性和可靠性要求越來越高。目前掩護(hù)式液壓支架以它適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、操縱靈活等特點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用。平衡千斤頂是掩護(hù)式液壓支架的關(guān)鍵部件之一，它的作用是調(diào)整頂梁與掩護(hù)梁的角度，使頂梁更好的切頂，支架更好的管理頂板。同時(shí)，平衡千斤頂也是液壓支架上較易損壞的部件之一，它的

2、損壞直接影響支架的正常工作乃至綜采工作的順利進(jìn)行。12平衡千斤頂失效的具體表現(xiàn)2平衡千斤頂通過與耳座鉸接，一端連接在頂梁上，一端連接于掩護(hù)梁上（圖1）。它失效的具體表現(xiàn)為自身的損毀或連接耳座的破壞。其結(jié)果不僅失去了平衡千斤頂?shù)淖饔?，而且使支架失去控制，直接影響工作面的安全。圖1 平衡千斤頂?shù)陌惭b形式3 原因分析與控制措施平衡千斤頂及其連接耳座的損壞是多種因素綜合作用的結(jié)果。第一：平衡千斤頂安裝位置及行程確定方法不合理。第二：耳座強(qiáng)度不足，頂梁偏載影響。第三：頂板冒空，頂梁載荷突變。第四：人為操縱不當(dāng)。下面將分別對以上幾點(diǎn)進(jìn)行論述。3.1 平衡千斤頂安裝位置及行程確定在總體設(shè)計(jì)時(shí)，平衡千斤頂可以

3、看做是與頂梁和掩護(hù)梁鉸接的平面二力桿構(gòu)件。它在頂梁和掩護(hù)梁上的定位尺寸直接決定了平衡千斤頂?shù)男谐毯椭Ъ懿筛呤欠衿ヅ?。頂梁和掩護(hù)梁極限夾角過大或過小，都將導(dǎo)致平衡千斤頂由液壓連接轉(zhuǎn)化為剛性連接，致使平衡千斤頂或其連接耳座被損壞。（1）平衡千斤頂在頂梁上鉸點(diǎn)位置的確定平衡千斤頂安裝位置的確定原則是：按頂梁前端出現(xiàn)空頂（平衡千斤頂受拉）和頂梁后端出現(xiàn)空頂（平衡千斤頂受推）兩種情況進(jìn)行分析，分別假設(shè)合力作用點(diǎn)在距離頂梁后端0.27倍和0.35倍的頂梁長度進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)支架為最大工作高度時(shí)，取頂梁和掩護(hù)梁分離體（圖2a），對瞬心點(diǎn)O取矩，即：；取掩護(hù)梁分離體（圖2b），對a點(diǎn)取矩，即：；分x=0.27Lg

4、和x=0.35Lg兩種情況算出兩個(gè)L2，再取二者平均值，可確定平衡千斤頂與頂梁鉸接點(diǎn)到頂梁與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)的距離L2。圖1 頂梁掩護(hù)梁分離體圖2a 頂梁和掩護(hù)梁分離體圖2b 頂梁分離體（2）平衡千斤頂行程及其與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)位置的確定為簡化計(jì)算，取如下兩種情況：假設(shè)平衡千斤頂?shù)幕钊可斐鰰r(shí)頂梁和掩護(hù)梁成180°角，平衡千斤頂達(dá)到最大長度；平衡千斤頂?shù)幕钊靠s回時(shí)，支架恰好在最高位置，平衡千斤頂達(dá)到最小長度。兩者之差即為平衡千斤頂行程。知道了平衡千斤頂與頂梁鉸接位置以及行程，即可確定它與掩護(hù)梁的鉸接位置。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，要求支架在最高工作位置時(shí)，頂梁前端能夠下擺15&de

5、g;，在最低工作位置時(shí)，頂梁能夠上翹10°。這樣，還需在原有基礎(chǔ)上增大平衡千斤頂?shù)男谐?。其?shù)值可根據(jù)幾何關(guān)系的計(jì)算，選取標(biāo)準(zhǔn)值。3.2 增加連接強(qiáng)度，減小附加力實(shí)踐證明，絕大多數(shù)平衡千斤頂?shù)膿p毀都發(fā)生在它與頂梁連接耳座的焊縫處（圖3）。圖3 頂梁耳座結(jié)構(gòu)圖若擋板的強(qiáng)度不足，在平衡千斤頂水平分力PT的作用下發(fā)生彎曲變形，致使連接焊縫撕裂。因此應(yīng)增加擋板的安全系數(shù)，同時(shí)，提高其周邊的焊接質(zhì)量。發(fā)表論文。此外，該處孔軸配合不宜過緊。如前所述，平衡千斤頂相當(dāng)于鉸接于頂梁與掩護(hù)梁之間的二力構(gòu)件，在計(jì)算時(shí)，也是按照該條件進(jìn)行的。頂梁若發(fā)生偏載，梁體將發(fā)生彈性變形，將導(dǎo)致平衡千斤頂連接頭和耳

6、座之間相互作用力偏離預(yù)想的方向，原有的設(shè)計(jì)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際工況，由偏載而產(chǎn)生的附加力將造成耳座的破壞。若適當(dāng)增加孔和軸的配合間隙，可緩解偏載造成的不良影響。3.3 平衡千斤頂?shù)臋C(jī)械限位圍巖地質(zhì)條件也是平衡千斤頂損壞的重要因素之一，這些變化是不可預(yù)見的。如頂梁前端頂板冒頂，頂板作用在頂梁上的合力作用點(diǎn)后移，使頂梁上翹，平衡千斤頂拉力迅速增大，超越平衡千斤頂?shù)臉O限位置，造成平衡千斤頂或耳座拉壞。反之，將造成該裝置的壓潰。通常，支架采用機(jī)械限位塊來保護(hù)平衡千斤頂裝置（圖4）。圖4 限位裝置示意圖3.4 平衡千斤頂?shù)牟倏v操縱平衡千斤頂時(shí)，應(yīng)使頂梁與被管理的頂板保持平行，并且充分接觸，達(dá)到最佳的支護(hù)

7、狀態(tài)。針對不同頂板，操縱平衡千斤頂有不同的要求。對于穩(wěn)定頂板，不應(yīng)過多的操縱平衡千斤頂。只需保證頂梁與頂板嚴(yán)密接觸即可。發(fā)表論文。老頂來壓較大時(shí)，收縮千斤頂，以增大切頂力。當(dāng)頂板較破碎時(shí)，應(yīng)控制平衡千斤頂活塞伸出量。在移架降柱前，不使平衡千斤頂收縮，目的是防止前梁處頂板過早破碎。移架后，應(yīng)使平衡千斤頂少量伸出，前梁首先接觸頂板，之后升柱，改善整個(gè)的支護(hù)效果。在整個(gè)操縱過程中，都不應(yīng)把平衡千斤頂伸出過長或縮的過短，不應(yīng)使平衡千斤頂工作在極限行程狀態(tài)下。發(fā)表論文。目的是使平衡千斤頂始終處在液壓承載狀態(tài)，因?yàn)檫@種狀態(tài)時(shí)平衡千斤頂有安全閥的保護(hù)，所承受壓力不會超過壓力極限。4結(jié)語平衡千斤頂損壞是液壓支架使用中較為常見的問題之一，因此應(yīng)予以足夠的重視。本文總結(jié)了最典型的幾個(gè)問題，同時(shí)給出了解決辦法，對于更加合理的解決方案，應(yīng)該在實(shí)際工作中不斷總結(jié)與積累。參考