一种铰接于滑移式超前支架横梁的阀架装置设计.pdf

第期(总第 期)年月机 械 工 程 与 自 动 化ME CHAN I C A LE N G I N E E R I N G&AUT OMA T I ONN o A u g 文章编号:()一种铰接于滑移式超前支架横梁的阀架装置设计何君(晋能控股晋煤沁秀煤业有限公司 机电管理部,山西晋城 )摘要:为适应长平矿大采高工作面巷道,设计了一种铰接于滑移式超前支架横梁的阀架装置.此设计不仅考虑了井下工作人员的安全性,而且还保证了操作人员的舒适度,以实现滑移式超前支护液压支架的移架推架功能,最终起到支护效果,为工作面巷道安全稳定运行奠定基础.关键词:滑移式;超前支护;横梁;阀架中图分类号:T D 文献标识码:A收稿日期:;修订日期:作者简介:何君(),男,山西晋城人,工程师,本科,从事煤矿生产及机电技术管理应用工作.引言随着综采工作面推进技术与生产能力的不断提高,大范围的掘进使快速高效支护成为企业安全生产的关键因素.但由于巷道超前支护范围内布置有转载机、破碎机等设备,同时还要兼顾行人、材料运输,存在空间狭小的问题,因此,超前支护方式给巷道内机械运输带来一些不便,如何在有限的空间内设计滑移式超前支护液压阀架位置就显得极为关键.长平煤矿重型放顶煤工作面机头巷道超前支护采用滑移式超前支护液压支架,机头巷道原始尺寸为宽 m、高 m,在采煤过程中由于受动压影响,巷道高度在m m范围内变化.因此,结合实际地质情况,需要设计一种型号为Z QH /的滑移式超前支护液压支架,支护高度范围为 m m.由于综采工作面机头巷道超前支护段内布置有转载机和破碎机,因此设计的超前支架需骑跨在转载机落地段两侧,破碎机前、后各布置架超前支架.超前支架支护高度范围变化较大,且此类型超前支架无底座,操作阀组必须吊挂在顶梁上,而顶梁的高度随着巷道顶板起伏变化而变化.为了保证操作人员的安全和阀组操作舒适度,操作阀组需要布置在机头巷道行人侧,且超前支架阀组操作手把高度必须在操作人员不踩登高梯就可操作的高度范围内.为适应长平矿大采高工作面巷道,本文设计了一种铰接于横梁的滑移式超前支架阀架装置.滑移式超前支护液压支架Z QH /滑移式超前支护液压支架采用A、B两架框架交错式结构,能相互以另外一架支架为支撑点推拉,从而实现自移行走,其结构如图所示.结构设计方面以每架为一组,由横梁铰接顶部纵梁撑顶,铰接吊挂立柱接地,操作方式采用手动操作.A、B两架操作分别由各自的阀组独立控制.Z Q H /滑移式超前支护液压支架技术参数见表.图滑移式超前支护液压支架结构表Z QH /滑移式超前支护液压支架技术参数参数数值支护高度(mm)适应工作面倾角()适应巷道(mm)机头巷道高度 工作阻力(一组)(k N)初撑力(一组)(k N)最大不可拆件(长宽高)(mm)单组支架重量(t)约 铰接于滑移式超前支护液压支架横梁的阀架装置设计考虑到滑移式超前支护液压支架的高度变化以及空间的局限性,以滑移式超前支护液压支架横梁为安装基础,设计了一种铰接于横梁的阀架装置,其结构如图所示.整个阀架由件过渡架、件加高座(件高 mm,另件高 mm)和固定阀架组成.阀架通过三角过渡架与滑移式超前支架的横梁铰接,设置有管路导槽和操作阀固定点,能有效保护管路和操作人员.整个阀架装置是由角钢、圆钢和型钢焊接而成,形成笼式可调式结构,每个部分均是独立设计,可以根据巷道高度调节其加高高度,阀架装置实物如图所示.图铰接于横梁的阀架装置图阀架装置实物过渡架由侧板、底板和筋板组成,其中底板和侧板焊接成直角,如图所示.为了与滑移式超前支架横梁、加高座相连接,侧板和底板上均设计个直径为 mm的通孔;筋板起支撑和加固作用.侧板;底板;筋板图过渡架示意图加高座由块底板、根角钢和根圆钢组成,如图所示.为了方便油管连接,上、下两个底板中间开长方形口;同时为了与过渡架、固定阀架或加高架相连接,上、下底板各设计个直径为 mm的通孔;根角钢的长度根据滑移式超前支架的高度可以设计成 mm、mm两种;根圆钢起支撑作用.底板;角钢;圆钢;圆钢图加高座示意图该阀架装置的固定阀架与 mm加高座、mm加高座与 mm加高座、mm加高座与过渡架、过渡架与横梁之间均通过个M 的螺栓拧紧固定.阀架装置创新点()为适应不同大采高巷道超前支护高度需求,阀架装置的三部分可以有种组合方式,即固定阀架、mm加高座和 mm加高座组合;固定阀架和个 mm加高座组合;固定阀架和个 mm加高座组合;固定阀架和 mm加高座组合;固定阀架和 mm加高座组合.()mm加高座与 mm加高座定位孔位置、开孔大小均一致,方便调换.()由于阀架装置中部的挡杆不受力,因此未采用角钢,而是采用直径 空心圆钢,可防止割伤液压胶管.()阀架装置中心线与立柱中心线重合,不占用巷道行人通道,不与转载机干涉.()阀架装置选用型钢和钢板制作,圆滑过渡,具有强度高、重量轻、制作简便、成本低、可扩展和使用方便等特点.结束语本设计解决了以往滑移式超前支架操作阀组高度不可调,不能适应高度变化大的巷道的问题,提供了一种制作简便、重量轻、成本低、可扩展和使用方便的支架阀架装置.且随着工作面巷道支护高低的不同,可选择不同的阀架组合方式.该阀架装置是一种便于拆卸、安装、具有较高的互换性能、适用性能强且高度可调式超前支护阀架,在长平煤矿使用期间,工作人员无需穿过转载机,且不需要使用登高梯,减轻了操作人员的劳动强度,得到了一致好评.由于该阀架装置通用性比较强,因此也可以广泛推广应用于其他各大大采高煤矿.参考文献:葛帆液压支架超前支护优化设计J机械管理开发,():李鹏鹏浅谈超前支护在采矿工程中的应用J矿业装备,():(英文摘要转第 页)机 械 工 程 与 自 动 化 年第期心零部件的试制和动作验证工作,结果表明各机构运动灵活,锁紧爪锁紧时无空回间隙.图核心零部件试制结束语本文在前人研究的基础上,提出了一种一体式火箭炮发射箱自动化锁紧和电源插拔方案,并对方案进行了细化;开展了多刚体动力学仿真分析,对关键零件锁紧爪进行了有限元仿真和寿命预测.经样机试制和试验表明,本文提出的方案在原理上满足要求,该结构具有体积小、质量轻、运动灵活等特点,为发射箱锁紧和电源插接装置的进一步分析研究奠定了基础.参考文献:邵明坤,汤振,江浪,等电连接器接触件断裂失效分析J机电工程技术,():骆燕燕,潘晓松,马旋,等红外热成像技术在电连接器插拔磨损检测中的应用研究J工程设计学报,():郭卿炜,王勇,韩家桢,等水下插拔电连接器的结构热应力及动力学分析J/O L山东大 学学 报(工 学版):h t t p:/k n s c n k i n e t/k c m s/d e t a i l/T h t m l 刘长萍,姚旭成,方武震,等一种航空电连接器接触偶机械性能检测装置设计J电线电缆,():臧竹青一种圆形密封电连接器的设计J机电元件,():,段雨男,段富海,曹慧考虑退化特性相关性的航空电连接器可靠性分析方法J大连理工大学学报,():王孝利,范小平,张勇强,等温湿高交变环境荷电连接器失效分析和可靠性改进J机电元件,():张彤,郁大照航空电连接器热电耦合试验设计及仿真分析J装备环境工程,():汪日超,张伟,徐佳济,等电连接器接触件结构分析与结构参数优化设计J机械制造与自动化,():张玉鑫无人值守共架发射火箭炮自动装填技术研究D太原:中北大学,:杨翠东,鄢章渝,韩磊,等火箭武器发射箱结构优化方法及应用J中北大学学报(自然科学版),():鄢章渝火箭武器发射箱结构优化研究D南京:南京理工大学,:吴媛贮运发射箱结构设计及有限元分析D成都:电子科技大学,:高洪波自动化弹库系统设计与仿真研究D哈尔滨:哈尔滨工程大学,:朱玉川某箱式多管火箭炮快速装填与高精度自动操瞄系统研究D南京:南京理工大学,:D e s i g no fL o c k i n ga n dP o w e rP l u ga n dU n p l u gD e v i c e f o rL a u n c hB o xL IP e n g,L U OJ i a s h e n g,X I NY i b i n g,WUY a n g,L I UB o(H u n a nD e f e n s e I n d u s t r yP o l y t e c h n i c,X i a n g t a n ,C h i n a;W u h a nG u i d e I n f r a r eC o,L t d,W u h a n ,C h i n a)A b s t r a c t:I no r d e rt or e d u c em a n u a lo p e r a t i o n,i m p r o v ec r e ws a f e t ya n dr e a l i z ea u t o m a t i cl o c k i n ga n dp o w e rp l u ga n du n p l u go fr o c k e t l a u n c h e r,a ni n t e g r a t e da u t o m a t i cl o c k i n ga n dp o w e rp l u ga n du n p l u go fr o c k e tl a u n c h e rb a s e do nl e v e rp r i n c i p l ea n dl e a ds c r e wm e c h a n i s mi sp r o p o s e d i nt h i sp a p e r F i r s t l y,t h es c h e m e i sm o d e l e db yu s i n gt h r e e d i m e n s i o n a lm o d e l i n gs o f t w a r e,a n dt h ef e a s i b i l i t yo f t h em e c h a n i s mp r i n c i p l e i sv e r i f i e db y i n t r o d u c i n gt h em o d e l i n t om u l t i r i g i d b o d yd y n a m i c s s i m u l a t i o ns o f t w a r e T h e n,t h e f i n i t ee l e m e n t a n a l y s i sa n dl i f es i m u l a t i o no f t h el o c k i n gc l a wa r ec a r r i e do u t,a n dt h es t r e n g t ha n dl i f eo ft h el o c k i n gc l a wa r ed e t e r m i n e dt om e e t t h er e q u i r e m e n t s F i n a l l y,t h e t r i a lp r o d u c t i o no f t h ed e v i c e i sc a r r i e do u t T h er e s u l t ss h o wt h a t t h ep r o p o s e ds c h e m e i sf e a s i b l ei np r i n c i p l e,t h e m o v e m e n to fe a c h m e c h a n i s mi ss m o o t h,l i g h tw e i g h t,s m a l ls i z e,a n di n i t i a l l y m e e t st h er e q u i r e m e n t so f t e c h n i c a l i n d i c a t o r s K e y w o r d s:l a u n c hb o x;p o w e rp l u ga n du n p l u gd e v i c e;l o c k i n gc l a w;f i n i t ee l e m e n t a n a l y s i s;l i f ep r e d i c t i o n(上接第 页)D e s i g no fV a l v eF r a m eD e v i c eH i n g e dt oC r o s s b e a mo fS l i d i n gA d v a n c eS u p p o r tH EJ u n(J i n m e iQ i n x i uC o a l I n d u s t r yC o,L t d,J i n n e n gH o l d i n gG r o u p,J i n c h e n g ,C h i n a)A b s t r a c t:I no r d e r t oa d a p t t o t h e r o a d w a yo f l a r g em i n i n gh e i g h t f a c e i nC h a n g p i n gc o a lm i n e,t h i sp a p e r d e s i g n s a s l i d e t y p e a d v a n c es u p p o r tv a l v e f r a m ed e v i c eh i n g e do nt h ec r o s s b e a m,w h i c hn o to n l yc o n s i d e r s t h es a f e t yo fu n d e r g r o u n dw o r k e r s,b u ta l s oe n s u r e st h ec o m f o r to fo p e r a t o r s,s oa st or e a l i z et h em o v i n ga n dp u s h i n gf u n c t i o no ft h es l i d i n ga d v a n c es u p p o r th y d r a u l i cs u p p o r t,a n df i n a l l yp l a y s t h es u p p o r t i n ge f f e c t,a n dl a y s t h e f o u n d a t i o nf o r t h es a f ea n ds t a b l eo p e r a t i o no f t h ew o r k i n gf a c er o a d w a y K e y w o r d s:s l i d i n gt y p e;a d v a n c es u p p o r t;c r o s s b e a m;v a l v e f r a m 年第期 机 械 工 程 与 自 动 化