山东能源重装集团鲁南装备制造公司山东枣庄277523
摘要:在煤矿工作面液压支架撤除时,各种铰接销轴拆解十分困难,造成设备撤除效率低下,给安全生产带来极大困扰。为此,研制了一种专用大动力拔销器。该拔销器可以利用活塞腔压力为动力,方便地实现销轴拆解。
关键词:液压支架;销轴拆解;专用拔销器
前言:根据煤碳品种、地热、硫磷含量等不同情况,煤矿工作面的发火期也不尽相同,不能在发火期限内安全撤除设备容易引发火灾,不利于煤矿安全生产。在煤矿综合机械化采煤工作面,液压支架是使用量最多、撤除难度最大的设备,主要是因为液压支架在长时间使用过程中,各种铰接销轴锈蚀、腐蚀、磨损严重,造成铰接孔、销轴之间的配合间隙过小,销轴拆解不下来。在这种情况下,采用传统的拔销器往往难以凑效,无奈之下只好采取气割、炮崩等破坏性方式拆除,造成液压支架及部件的报废,也给矿山带来重大安全隐患。所以研制使用一种强大动力的拔销器、实现销轴的快速拆解,对煤矿设备撤除和安全生产十分重要。
1、设计依据:
传统拔销器是一种利用油缸杆腔产生压力工作的装置,杆腔为环形腔,作用面积小、产生的拔销力也小,对变形、磨损严重的销轴根本不起作用;为了提高拔销效率,提高拔销力是关键,鉴于此,设计制造活塞腔产生压力的拔销器,可以成倍地提高拔销力。
2、设计方案:
参考传统拔销器的结构特征,设计活塞腔为输出动力的油缸,在为油缸的活塞腔提供高压介质的情况下,产生较大的动力,通过高强螺栓带动被拆解销轴向外运动,实现销轴拆解。
3、拔销力计算:
3.1缸径∮180mm、杆径∮110mm油缸,在31.5MPa压力作用下的输出的拔销力:F=3.14*(0.09*0.09-0.055*0.055)*31.5*1000000=502KN。
3.2缸径∮180mm、杆径∮110mm、芯轴为∮60mm油缸,在31.5MPa压力作用下的输出拔销力:F=3.14*(0.09*0.09-0.03*0.03)*31.5*1000000=712KN;在50MPa增压力作用下的输出拔销力:F=3.14*(0.09*0.09-0.03*0.03)*50*1000000=1130KN.可以看出,在标准工况下活塞输出拔销力是杆腔输出拔销力的1.42倍;在增压工况下,是杆腔输出拔销力的2.25倍.
4、结构特征:
该拔销器包括拔销油缸、加长套、螺栓、螺母、加固板等。拔销油缸是拔销器的动力部件,其缸径尺寸为∮180mm、杆径尺寸为∮110mm、行程450mm,芯轴为∮60mm、由活塞杆、缸体(带芯轴)、导向环、蕾型圈、山型圈、0型圈等组成;螺栓是一种高强度螺栓,尺寸为M30*800mm,拔销时主要的承力件,其贯穿活塞杆、缸体与待拆解销轴连接,另一端与活塞杆末端通过螺母固定,螺母与活塞杆末端之间设有加固板;加长套是27SiMn材质、经过调质热处理制作的部件,固定在油缸缸底,螺栓贯穿加长套。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
附图1中:1-待拆解销轴、2-拔销千斤顶、3-加长套、4-螺栓、5-加固板、6-螺母、7-活塞杆、8-活塞头、9-导向套。
5、创造性、先进性:
成果于2019年5月获得国家知识产权局的授权为实用新型专利,专利号为201821337615.3。在其创造性如下:
5.1该拔销器是一体式结构,结构紧凑、操作方便,安全性高。
5.2活塞腔提供动力、拔销力大。最大拔销力是传统拔销器的2.25倍,拆解难度大的销轴可一次性完成拆解。
5.3该拔销器以乳化液为工作介质,不会发热、发火、生产静电等,本质上是安全的。
6、应用效果
采用该拔销器可以在5-10min之内完成销轴拆解,比传统拔销器动辄耗时40-60min,大大节约了销轴拆解时间,效率提高了4-6倍;并且该拔销器已在煤矿工作面支架撤除中得到推广应用,撤除时间可明显缩短5-7天,而且工人劳动强度明显减轻。
结束语:
通过液压支架专用拔销器的研制与应用,彻底解决了煤矿井下设备撤除时销轴拆解困难的问题,降低了工人劳动强度,缩短了工作面撤除时间,确保了设备在发火期内顺利撤除。
参考文献:
[1]成大先王德夫姜勇等机械设计手册[M]北京化学工业出版社.1993.
[2]李昌熙乔石矿业机械液压传动[M]北京煤炭工业出版社.1985
作者简介:
李玉刚(1971.4—)男;山东枣庄人,大学学历、工程师;一直从事综采设备的制造与再制造工作