單體液壓支柱中礦機(jī)械DWX型單體液壓支柱單體液壓支柱工作原理
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DWX型(懸浮式)礦用單體液壓支柱系列產(chǎn)品,是我公司引進(jìn)中國礦業(yè)大學(xué)礦山機(jī)械研究所最新開發(fā)的一種單體支護(hù)設(shè)備,也是DWX型懸浮式單體液壓支柱的系列產(chǎn)品之一。其適用于采高為0.40~3.5米的煤層。一般煤層傾角小于25°的緩傾斜回采工作面支護(hù),也可使用于端頭支護(hù)、超前支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)。采取一定的安全措施,使用范圍可擴(kuò)大到傾角25°~45°的回采工作面。DWX型(懸浮式)單體液壓支柱可與DZ型(活塞式)單體液壓支柱使用在同一工作面。
DWX型(懸浮式)單體液壓支柱克服了目前國內(nèi)外使用的(活塞式)單體液壓支柱存在的焊縫斷裂和內(nèi)泄漏等缺陷和問題,在技術(shù)原理、結(jié)構(gòu)、性能、安全、環(huán)保等方面均進(jìn)行了創(chuàng)造性地改進(jìn)。具有工作行程大、承載能力大、抗偏載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性安全系數(shù)大、使用范圍廣等特點(diǎn),是理想的回采工作面和端頭支護(hù)設(shè)備。
DWX型懸浮式單體液壓支柱是受國際發(fā)明、國家發(fā)明和實(shí)用新型專利保護(hù)的技術(shù)產(chǎn)品,專利號(hào)為: 97107063.6等16項(xiàng)專利。該產(chǎn)品于2003年被國家列為“十五”國家科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃項(xiàng)目。于2006年被國家列為“十一五”國家級(jí)火炬計(jì)劃項(xiàng)目。
一、適用范圍
DWX型(懸浮式)單體液壓支柱是一種新型的外部供液的恒阻式單體液壓支柱,是高檔機(jī)械化普采工作面的配套設(shè)備,也是綜采工作面的端頭支護(hù)設(shè)備。其適用于煤礦回采工作面的頂板支護(hù)和端頭頂板支護(hù),由于其承載能力大、抗偏載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性安全系數(shù)大、工作行程大、使用范圍廣,因而其可應(yīng)用于薄煤層、中厚煤層及較厚煤層工作面。
四、結(jié)構(gòu)組成
DWX型(懸浮式)單體液壓支柱,由油缸、活柱、三用閥、手把閥體、復(fù)位彈簧、底座、鉸接頂蓋、密封蓋組件、導(dǎo)向環(huán)、彈性圓柱銷、連接鋼絲及密封件等零部件組成。
(一)、鉸接頂蓋1
支柱頂蓋是將礦山壓力傳遞到支柱上的零件。并通過柱爪卡住頂梁,防止頂板來壓時(shí)將支柱推倒。它通過彈性圓柱銷14與活柱3相連接。
(二)、密封蓋組件2
其上裝有O形密封圈12(GB1235-76)及擋圈13,實(shí)現(xiàn)支柱上部的密封。
(三)、活柱3
活柱3是支柱上部承載桿件,可將頂板壓力以液壓形式傳遞給油缸5、底座7。其上裝有導(dǎo)向環(huán)18。
(四)、手把閥體4
手把閥體4通過連接鋼絲17與油缸5相連,它是支柱搬運(yùn)、移動(dòng)的抓手。其上裝有防塵圈11,避免活柱移動(dòng)時(shí)煤塵進(jìn)入支柱;還裝有Y形密封圈9及擋圈10、Y形密封圈15及擋圈16、O形密封圈19(GB1235-76)及擋圈20。
(五)、油缸5
油缸5是支柱下部的承載桿件。它通過連接鋼絲17和底座7相連。
(六)、復(fù)位彈簧6
復(fù)位彈簧6是在回柱時(shí)將活柱復(fù)位的拉伸彈簧。其上端掛在密封蓋組件2下面的掛環(huán)上,其下端掛在底座7的掛環(huán)上。
(七)、底座7
將活柱3承受的頂板壓力傳遞給底板。底座7中裝有O形密封圈19(GB1235-76)及擋圈20,防止液體從底座7和油缸5之間泄漏。
(八)、三用閥8
由單向閥、安全閥、卸載閥構(gòu)成,支柱的升柱、承載、回收依靠三用閥完成。
(九)、密封件及附件
密封件及附件也是本液壓支柱不可缺少而且是非常重要的零件,每一個(gè)零件都必須按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真檢查,不合格的零件不得進(jìn)行安裝和使用。
五、工作原理
懸浮式液壓支柱的工作原理包括升柱、初撐、承載和回柱四個(gè)過程,現(xiàn)分別概述如下:
(一)、升柱、初撐過程
升柱時(shí)將管路系統(tǒng)中的注液槍插入三用閥注液閥體,掛好鎖緊套,操作注液槍,泵站高壓液經(jīng)注液槍頂開三用閥中的球形單向閥,進(jìn)入支柱,迫使活柱升高。
當(dāng)支柱的頂蓋接觸金屬鉸接頂梁,并使頂梁緊貼工作面頂板時(shí),活柱不再升高,支柱內(nèi)腔壓力在很短時(shí)間內(nèi)和泵壓相同,然后松開注液槍手把切斷泵來的高壓液體。三用閥單向閥關(guān)閉,使支柱內(nèi)腔保持或接近泵壓,給頂板一定的初撐力。
(二)、承載、溢流過程
支柱支設(shè)以后便處于承載狀態(tài),隨著支護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng),工作面頂板作用在支柱上的載荷增加,當(dāng)支柱所承受的載荷超過額定工作阻力時(shí),支柱內(nèi)腔高壓液體作用在安全閥墊上的力超過安全閥彈簧預(yù)先調(diào)定給予六角導(dǎo)向套的壓緊力時(shí),壓縮安全閥彈簧,安全閥墊和六角導(dǎo)向套一起運(yùn)動(dòng),安全閥墊離開閥座,安全閥被打開,內(nèi)腔液體外溢,活柱下縮。使頂板壓力重新得到平衡。
當(dāng)支柱所承受的載荷低于額定工作阻力時(shí),內(nèi)腔液體作用在安全閥墊上的力減少,在安全閥彈簧作用下,安全閥墊和六角導(dǎo)向套復(fù)位,關(guān)閉安全閥,高壓液體停止外溢,支柱載荷不再降低,保證支柱對(duì)頂板的支撐力基本恒定。
旋動(dòng)三用閥的調(diào)壓螺釘,給予安全閥彈簧不同的預(yù)緊力便可使支柱獲得不同的工作阻力。
(三)、回柱過程
支柱回收時(shí),將卸載手把插入三用閥右閥筒的卸載孔中,轉(zhuǎn)動(dòng)卸載手把,迫使閥套、連接螺桿、注油閥體等整體軸向移動(dòng),壓縮卸載閥彈簧,卸載閥墊離開左閥筒的密封面,卸載閥被打開,支柱內(nèi)腔工作液,經(jīng)左閥筒噴入采空區(qū),活柱在自重和復(fù)位彈簧作用下回縮。完成支柱回收。
頂板不好時(shí),可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離回柱。
卸載手把轉(zhuǎn)回原位時(shí),閥套等零件在卸載閥彈簧作用下恢復(fù)原位,使卸載閥墊和左閥筒密封面仍然形成密封,液體便停止外噴,支柱停止回縮。
注意事項(xiàng)
(一)、用戶必須認(rèn)真閱讀本使用說明書,并按說明書規(guī)定的事項(xiàng)進(jìn)行使用和保管。
(二)、對(duì)于從有使用過的用戶,相關(guān)單位必須進(jìn)行工人的技術(shù)、使用方法、注意事項(xiàng)的培訓(xùn)。
(三)、對(duì)于相關(guān)用戶若不按本使用說明書規(guī)定使用,所造成的后果和責(zé)任自負(fù)。
(四)、應(yīng)根據(jù)工作面采高,選擇合適的支柱規(guī)格(詳見《三、選型》);根據(jù)工作面頂板壓力大小,確定合理的支護(hù)密封,以確保安全,并充分發(fā)揮支柱的技術(shù)特性。
(五)、支柱必須達(dá)到出廠試驗(yàn)要求或維修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),方可下井使用。到礦的新支柱,也必須經(jīng)過檢查復(fù)試合格,才能下井使用。
(六)、支柱使用時(shí),應(yīng)先升、降柱一次至二次(最大行程),以排除缸體內(nèi)空氣。缸體內(nèi)可留有少量空氣,以防頂板沖擊地壓時(shí)起到緩沖作用。
(七)、支設(shè)支柱時(shí),應(yīng)注意下列幾點(diǎn):
1、支柱應(yīng)垂直于頂、底板支設(shè)在金屬鉸接頂梁下面,并有一定的“迎山”角,使支柱處于垂直受力狀態(tài),不易推倒。
2、應(yīng)將支柱卸載閥朝向煤壁一側(cè),成一定角度(便于卸載手把操作),以保證撤柱安全,防止采煤機(jī)碰撞卸載裝置。
3、支柱與工作面運(yùn)輸機(jī)械應(yīng)有適當(dāng)?shù)木嚯x,以免采煤機(jī)撞倒支柱或撞壞油缸、手把閥體和三用閥。
4、 支柱頂蓋的四爪應(yīng)卡在頂梁花邊槽上,不允許將四爪頂在頂梁上或頂梁接頭處。
(八)、保證支柱具有足夠的初撐力,是用好支柱的關(guān)鍵之一。對(duì)此應(yīng)注意下列幾點(diǎn):
1、控制好泵站的恒定壓力,保證足夠的初撐力。
2、注液完畢,注液槍應(yīng)置于支柱的手把閥體上,或置于支柱的注射嘴上,不能放在底
板上,以防煤塵污染。
(九)、使用中的支柱,活柱升高量已低于最小安全回柱高度時(shí),應(yīng)及時(shí)用高度合適的其他型號(hào)支柱替下,以免壓成“死柱”。
(十)、支柱回柱時(shí),可采取近距離卸載或遠(yuǎn)距離卸載兩種方式,可根據(jù)工作面條件選用。
(十一)、絕對(duì)禁止用錘、鎬等金屬物體猛力敲砸支柱任何部位,以免損壞支柱。萬
一支柱被壓成“死柱”,只能采取挑頂或臥底的方法取出,不允許跑崩或錘砸。
(十二)、在支護(hù)過程中,不能將支柱水平放置作推移千斤頂用,尤其不能以支撐手
把閥體作為推移千斤頂?shù)闹c(diǎn)。
(十三)、回撤下來的支柱,應(yīng)頂蓋朝上立放,不得隨意的拋置,防止煤粉進(jìn)入支柱內(nèi)腔。
(十四)、因工作面粉塵大,故零部件不允許在工作面拆裝。
(十五)、支柱在運(yùn)輸過程中應(yīng)輕裝輕卸,不準(zhǔn)隨意摔砸。需要工作面運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸時(shí),應(yīng)先在運(yùn)輸機(jī)上裝滿煤,然后將支柱放在煤層上。機(jī)頭機(jī)尾應(yīng)有專人接送,以免損壞支柱。
(十六)、支柱短期不用需要儲(chǔ)存時(shí),應(yīng)存放在通風(fēng)干燥、無腐蝕性物質(zhì)的倉庫;露天暫時(shí)存放時(shí),應(yīng)存放在能避免雨淋、碰撞的地方。
十、維修方法
(一)、檢修的步驟和方法
支柱的檢修應(yīng)在地面修理工場(chǎng)進(jìn)行
1、對(duì)新支柱的檢查和試驗(yàn)。支柱雖經(jīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)后出廠,但在運(yùn)輸和搬運(yùn)過程中可能受到損傷。所以,為確保安全,凡到礦的新支柱,一律應(yīng)在修柱工場(chǎng)作下列檢驗(yàn):
(1)、升降柱是否靈活:活柱的工作行程及全行程降柱時(shí)間等,是否符合規(guī)定要求。
(2)、在鋼性試驗(yàn)架上,在支柱最大行程三分之二的高度作低、高壓密封試驗(yàn):低壓密封壓力為≤2MPa,高壓密封壓力為額定工作壓力的90%,低、高壓密封各穩(wěn)壓2分鐘,不允許降壓。
2、對(duì)支柱故障的檢查和判別。對(duì)有故障的支柱,應(yīng)按下列步驟逐項(xiàng)進(jìn)行檢查,從中判明故障原因,有針對(duì)性的進(jìn)行修理。在沒有判明故障前,不應(yīng)盲目將支柱分解。
支柱檢修的步驟和方法如下:
(1)、外表檢查和分類
對(duì)升井的支柱,通過外表觀察,將其分成兩類:外觀正常者為一類;外觀變形或有缺陷者為另類。
(2)、清除煤粉
清除支柱表面的煤粉。
(3)、操作試驗(yàn)
檢查升、降柱是否靈活;活柱的工作行程、全行程降柱時(shí)間等是否符合規(guī)定要求。
(4)、低壓密封試驗(yàn)
(二)、維修注意事項(xiàng)
1、維修場(chǎng)地應(yīng)清潔。零部件需清洗干凈后再裝配,嚴(yán)格禁止臟物進(jìn)入支柱內(nèi)腔,因?yàn)榕K物是破壞密封,造成滲漏地主要因素。
2、支柱工作液必須保持干凈。
3、每根支柱都應(yīng)建立維修卡片備查,每次檢修時(shí),均應(yīng)詳細(xì)記錄故障情況、損壞零件及檢修工時(shí)等項(xiàng)內(nèi)容,以便統(tǒng)計(jì)支柱復(fù)修率、維修成本和維修質(zhì)量,并有利于不斷總結(jié)提高維修水平。
4、一般情況下,安全閥不易損壞。因此,不要隨便拆開安全閥,以免損壞其經(jīng)過嚴(yán)格調(diào)定的性能。
5、支柱維修后,應(yīng)按試驗(yàn)要求和維修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn),全部合格者方可下井使用。
6、支柱修好后,應(yīng)將活柱降到底,豎直靠放,存放于空氣較清潔干燥、氣溫不低于0℃的場(chǎng)所。
7、支柱除日常維修外,應(yīng)定期進(jìn)行檢查保養(yǎng)。支柱大修周期1.5~2年,大修內(nèi)容:
(1)清洗所有零部件;
(2)更換Y形密封圈、防塵圈、導(dǎo)向環(huán)、擋圈及所有O形密封圈;
(3)更換所有磨損、損壞的零部件,檢查活柱、油缸圓度,零件鍍層質(zhì)量等,不合格應(yīng)更換新件。