液压支架增压降柱装置的设计

　　一、问题的提出

　　液压支架是井下工作面主要支护设备,然而大型支架四个立柱如果损坏或者因为长期使用,立柱中缸出现轻微涨缸现象将给液压支架正常升降带来很大的困难。我单位在拆除66110工作面期间,多半支架降不下来,经过联系厂家和局装备中心来人鉴定发现立柱中缸发生不同程度的涨缸现象导致不能正常将支架降到位,厂家技术人员也没有很好的办法解决,遇到这种问题常用办法就是拆除坏的立柱或者将支架卧底然后用绞车拉出来,这种办法即耗费人力也浪费时间,其难度大、安全威胁大,同时效率低下,开始时每天只能拆除2-3架,因此必须要有更好的办法来解决这一难题以便按计划拆除并封闭工作面。 　　

　　二、解决方案

　　(一)降柱方案的提出

　　随着拆除支架工期的逼近,我们首先要解决的就是降柱的问题;为此我们设计了一个降柱的方法:首先是寻找一个现成完好的大立柱作为“增压缸”,其“增压缸”的中缸和活柱的出液口的液体直接通过加工的阀组送入需要降柱的降柱孔内,当压力平衡时F1=F2,F1=P1*S1,F2=P2*S2,P1是来自乳化泵站的压强,S1为立柱底腔活塞截面面积,P2是增压后的压强,S2为中缸与立柱底腔之间的面积。由于S1>S2截面面积,由P1*S1=P2*S2可以得到P2压强大于P1压强从而达到增压的目的,将P2的压力送入回收支架立柱缸体内在大压力作用下可以达到降柱的目的。

　　(二)具体计算和参数选择

　　因此如下图所示,面积S1=πR12=3.14*140*140mm2=61544mm2面积S2=πR12-πR22=61544mm2-3.14*120*120mm2=16328mm2,其中P1为乳化泵站压强,目前我矿使用乳化泵站压力最大在P1=31.5MPa,而所使用传递P2高压的Φ10高压胶管其最大承受压强参数P2(max)=70MPa,P2(min)=31.5MPa,如果小于31.5MPa就达不到增压的目的了,为了达到增压目的而又安全可靠不能炸高压胶管,所以要计算得到一个合适的P1泵站压强,由公式P1*S1=P2*S2得到:

　　P1(max)=P2*S2/S1=P2(max)*(πR12-πR22)/πR12

　　 =70MPa*61544mm2/16328mm2=18.6MPa

　　P1(min)=P2*S2/S1=P2(min)*(πR12-πR22)/πR12

　　 =31.5MPa*61544mm2/16328mm2=8.4MPa

　　即从乳化泵输出压强应该在8.4MPa<p1<18.6MPa，这样才能达到增压的目的并且保证安全可靠。

　　(三)阀组的设计

　　根据现场实际情况,我们设计出了可以控制高压进回液的两种阀组。第一个阀组为增压缸出液阀组,主要是两个截止阀和一个三通焊接而成,第二个阀组由两个三通焊接和四个截止阀组合使用,可以根据调节支架上设计的截止阀来降一个立柱或者两个、三个、四个同时降,达到拆架的目的。