液压夹紧装置设计研究

　　1 前言

　　单体液压支柱是矿山企业的重要支护装置，用量极大、维修任务繁重，其中支柱拆卸是维修工作中劳动强度最大、工作条件最差的一个环节。单体液压支柱拆柱机是专用拆卸设备，具有拆柱效率高、维修质量好和减轻工人劳动强度等优点。遇到锈蚀严重、难以拆卸的支柱，对夹紧力要求很高，现有的夹紧方式主要有两种。一是机械式卡盘夹紧，操作费时费力，常需人工手锤砸紧; 支柱缸筒受力不均，局部变形大，常造成单体液压支柱缸筒报废; 二是单向自增力偏心夹紧，虽然操作方便，但是松开时必须反向起动电机，浪费时间，对设备冲击大; 夹紧部位与单体柱油缸为线接触，受力集中，加剧偏心卡磨损，而且油缸局部变形大，圆度和圆柱度超差，增加下面工序恢复油缸几何尺寸的工作量，变形严重时造成油缸报废。为此，我们采用了以下液压夹紧装置解决的方案。

　　2 结构组成

　　液压夹紧装置的结构如图1 所示，主要由夹紧块、前端盘、复位弹簧、径向推杆、水平推杆、碟形弹簧、推盘、推力球轴承、Z 型缸体、Z 形活塞、角接触球轴承、轴套等部分组成。液压夹紧装置直接与拆柱机主减速机输出轴相联，主减速机由电动机经三角皮带减速带动，工作时可用来夹紧单体液压支柱的底座或油缸。

　　液压夹紧装置包括: 连接机构、夹持机构、压紧机构等。连接机构的轴套20 与拆柱机主减速机输出轴配合，靠平键传递转矩，前端盘4 通过螺栓1 与小垫圈2 固定于轴套20 上; 夹持机构设于轴套20 端部，与轴套20 随主轴回转; 压紧机构空套于轴套20 上，工作时不随主轴回转; 压紧机构通过推力轴承13 将夹紧力传递至夹持机构将单体液压支柱夹紧。

　　压紧机构包括Z 型油缸及其控制装置，控制装置控制Z 型油缸，进而控制夹持机构夹紧或松开单体液压支柱。压紧机构的Z 型油缸包括 Z 型缸体15、Z 型活塞17、小密封圈14 与大密封圈16; Z 型缸体15 包括大小两段阶梯形内孔，Z 型活塞17 包括大小两段阶梯形轴; 小密封圈 14 设于 Z 型缸体 15 与 Z 型活塞 17前端小直径轴孔配合处，大密封圈16 设于 Z 型缸体15 与 Z 型活塞 17 前端大直径轴孔配合处。Z 型缸体15 连接推力轴承 13 将夹紧力传递至夹持机构，夹紧单体液压支柱。

　　所述的Z 型活塞17 空套于轴套20 上，且与轴套20 间设有角接触球轴承18; 角接触球轴承18 通过止推环19 轴向定位于轴套20 上。

　　夹持机构包括: 前端盘4、径向夹紧机构、轴向夹紧机构。前端盘4 固定于轴套20，包括一体的圆盘与套筒，圆盘上设有装配轴向夹紧机构的一组 4 个轴向孔; 套筒上设有装配径向夹紧机构的一组 4 个径向孔。轴向夹紧机构前端与径夹紧机构末端均设有斜面，两斜面配合将压紧机构的夹紧力传递至径向夹紧机构前端，夹紧单体液压支柱，上述的两斜面间设有钢球7，以滚动摩擦代替滑动摩擦，动作灵活，减小摩擦损失。径向夹紧机构包括一组夹紧块3 与径向推杆 6;径向推杆 6 末端为所述径夹紧机构末端斜面，前端连接夹紧块3。该径向夹紧机构还包括径向推杆6 的复弹簧5。