大倾角液压支架脚踏板设计.pdf

2 0 1 4年第 2 期 中州煤炭 总第2 1 8 期 大倾角液压支架脚踏板设计 韦存刚， 史新恩， 曹靖云 河 南南车重型装备有 限公 司， 河南 义马4 7 2 3 0 0 摘要 液压支架脚踏板 是煤矿采掘工作面操作人 员工作和行走所用 的装置 ， 传 统脚 踏板 适用于煤 层倾 角水平 或接近 水平 的工作 面， 为 了解决大倾角工作面液压支架行人高度不足 的问题 ， 对传 统脚踏板的结构进行 了改 进 ， 研制 了台阶型脚踏板。实践表 明， 该 装置 应用 效果 良好 。 关键词 液压支架 ； 支护； 脚踏板 ； 过 人空间 中图分 类号 T D 3 5 5 ． 4 1 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 4 0 2 0 0 9 4 0 2 液压支架是现代化煤矿采掘工作面的重要支护 设备 ， 能有效支撑和控制工作面顶板 ， 保证工人操作 和设备运转所必需的安全工作空间。操作人员在工 作面进行工作和行走通过设置在液压支架底座上的 脚踏板实现 。然而 ， 随着煤炭开采强度的增大 ， 煤层 倾角水平或接近水平 的工作面 日益减少 ， 带倾角工 作面尤其是大倾角工作面相应增多。因此 ， 设计 同 工作面倾角相适应的脚踏板能更好适应工作面特殊 条 件 ， 降低 工人 的劳 动 强 度 ⋯ 。笔 者 以义煤 集 团义 络公司 3 6 0 2 1工作面 Z F 5 5 0 0 ／ 1 6 ／ 2 8大倾 角液压支 架上使用的脚踏板为例 ， 介绍了脚踏板结构改进方 案与原 理 ， 改进 型脚 踏 板 很好 地 满足 了矿 方 的 生产 要求 ， 成功解决 了在大倾角工作 面支架上过人空间 不足 的 问题 。 1脚踏板功能 在煤矿生产过程 中， 液压支架前立柱后面均设 有脚踏板 固定在底座上 图 1 。工作面作业人员在 液压 支架 脚 踏板上 来 回行 走 ， 并 通 过 操纵 液 压 支 架 的 操纵 阀组 ， 完成液 压 支架 的推 刮板输 送机 、 移架 等 操作 ， 实现综采 工作面 的采煤 、 放煤 。脚 踏板设 计 的高 度 ， 直接影 响着 支架 过人 空 间 ， 而过 人空 间 的 大小直接关系着井下 工人 的活动范围 、 劳动强 度和 劳 动效 率 。 2常见脚 踏板结构 常规的液压支架脚踏板设计 ， 多采用水平布置 ， 收稿 日期 2 0 1 3 0 91 0 作 者简介 韦存 刚 1 9 8 3 一 ， 男 ， 河 南 义马人 ， 助理工程 师 ， 2 0 0 8年 毕业 于沈阳职业技术学 院， 现从事液压支架数控编程lT作。 94 图 1 脚踏板安装位 置 附有支撑与支腿等构件 图 2 。传统平面脚踏板应 用广 泛 ， 一 般 以底 板 防 滑踏 板 、 支 腿 耳 子 为 主 要架 构 ， 通过销 轴 与底座 上 的耳子 连接 在 一起 ， 稳 定 性好 ， 但该类脚踏板应用于大倾角工作面时 ， 起不到 防滑 作用 ， 仅适 用 于水平 或接 近水平 的工 作 面 。 图 2传 统 平面 脚 踏 板 3 适应工作面倾角的脚踏板初步设计结构 为了适应义络公司大倾角工作面液压支架， 脚 踏板初步设计方案如图 3所示 。该方案在传统平面 脚踏板基础上演化而来 ， 平面部分和传统平面脚踏 板一 样 ， 仅 在平 面 上 方增 加 和 工 作 面倾 角 角 度 相 同 的斜面防滑踏板。在井下使用时， 由于工作面倾角 和脚踏板斜面倾角相互抵消 ， 脚踏板面近似水平 ， 使 用效果较好 ， 对不 同工作面也有很好 的适应性。但 对于整体高度有限的支架架型 ， 此类脚踏板在使用 2 0 1 4年第 2期 韦存刚 。 等 大倾角液压支架脚踏板设计 总第 2 1 8期 时， 过人空 间不足 的问题特别明显。在支架 2 ． 5 m 行人空间。 工作状态时 ， 除去顶梁 、 底座箱体高度 ， 再加上脚踏 板 的应用高度 ， 支架 的过人空间高度仅有 1 ． 3 m， 致 使井下综采工作面作业人员不能直腰站立及行走 ， 必须弯腰工作 ， 不仅影响视线 ， 作业人 员也容 易疲 劳 ， 带 来不 小 的安全 隐 患 。 ．．．．．． ’ 1 f目 旧 目 l l I 目 旧 目 I B 一 厂 图 3 适应工作面倾角 的脚踏板初 步设计 4 台阶型脚踏板设计 5 结语 为解决脚踏板过人空间不足的问题 ， 设计出台 阶型脚踏板 图 4、 图 5 。台阶型脚 踏板装置 由 V 形踏板 、 防划伤圆钢 、 销轴、 连接板组成。该脚踏板 由 3个 V形钢板 连接而成 ， 中间设 置有支腿 ， 该支 腿能很好地和底座内主筋配合 ， 竖筋起 到限位作用 ， 限制脚踏板的活动量 ， 横筋则搭在内主筋上面， 增大 脚踏板的强度。脚踏板两侧设置有防划伤 圆钢 ， 避 免钢板尖棱划伤行人。前段开缺 口， 用来避让 推移 千斤顶。该脚踏板无需 固定， 方便 工人拆卸 。使用 该脚踏板时 ， 仅使底座前后立柱 中问盖板根据不同 工作面倾角情况稍稍下 降， 充分利用盖板 内凹的空 间 ， 将 行 人脚 踏板 面尽 可能 下移 ， 从 而最 大 限度提 高 图 4 台阶型脚踏板设计 { 蔓 』 1 鲼 图 5脚踏板 放置示意 台阶型脚踏板 已应用于义络公司大倾角工作面 液压支架 ， 使过人空间由原来 的 1 ． 3 m增加到 1 ． 8 m， 成功解决 了工作面过人空间小 的问题。该脚 踏 板 已于 2 0 1 3年 8月获得 国家实用新型专利 专利 号 Z L 2 0 1 2 2 0 5 9 6 3 2 1 ． 9 ， 具有 较好 的应 用前景 。 参 考文献 [ 1 ] 王国法 ． 高端 液压支架 及先进制 造技术 [ M] ． 北 京 煤炭 工业 出版社 ， 2 0 1 0 ． [ 2 ] 郭继刚． “ 三软 ” 工作面综采支架 的安全快 速安装实践 [ J ] ． 科 技情报开发与经济， 2 0 0 8 5 2 2 0 - 2 2 1 ． 责任 编辑 许 久峰 上接 第9 3页 及其均方值为 目标的 L Q G最优控 制。研究结果表明， 所建升降平 台的水平运动模型 及转动模型合理 ， 与实测情 况符合程度 较高 ； 最优 L Q C控制能够有效抑制 P ML S M 提升 系统升降平台 在导 向导轨随机激励下 的水平振动 ， 显著提高了整 个提升系统运行的平稳性 ， 并 易于推广到升降平台 的垂 直振 动 抑 制 ； 由 于 P ML S M 提升 系 统 行 程 及 导 向导轨 的确定性， 导向导轨激励模型易于获得 ， 所研 究 的最优 L Q G控制用于 P ML S M提升系统升降平台 的振动控制具有较强的实用性。 参考文献 [ 1 ] 汪旭东 ， 袁世 鹰． 永磁 直线 同步 电动 机垂直运输 系统 的研究现 状[ J ] ． 微 电机 ， 2 0 0 0， 3 3 5 3 5 ． 3 8 ． [ 2 ] 冯 永慧 ， 张建 武． 高速 电梯水平振动主动控制策 略研 究[ J ] ． 系 统仿真学报 ， 2 0 0 7 ， 1 9 4 8 4 3 - 8 4 5 ． [ 3 ] T a k a h a s h i N． B a s ic s t u d y o f o p t i ma l d e s i g n o f l i n e a r mo t o r f o r r o p e - l e s s e l e v a t o r [ c ] 。 I E T 7 t h I n t e r n a ti o n a l C o n f e r e n c e o n C o mp u t a t i o n i n El e c t r o ma g n e t i c， 2 0 0 8， 5 3 7 2 0 2- 2 0 3 ． [ 4] T o fi i S u s u m u ． O p t i mu m c o n t r o l s c h e me f o r t h e ma x i m u m e f f i c i e n c y d r i v e o f l i n e a r s y n c h r o n o u s m o t o r u s e d fo r r o p e l e s s e l e v a t o r [ C] ． E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g i n J a p a n ， 2 0 0 6， 1 5 5 3 7 0 - 7 8 ． 责任 编辑 许 久峰 95