综放工作面液压支架拉后溜机构的优化设计.pdf

第 1 9卷 第 4期 总第 1 1 9期 2 0 1 4年 8月 煤 矿 开 采 C0AL MI NI NG TECHN0LOGY V o 1 ． 1 9 N o ． 4 S e ri e s N o ． 1 1 9 Au g u s t 2 01 4 综放 工作面液压支架拉后溜机构 的优化设计 刘新华 1 ．煤炭科学研究总院 开采设计研究分院 ，北京 1 0 0 0 1 3；2 ．天地科技股份有限公司 开采设计事业部 ，北京 1 0 0 0 1 3 [ 摘要] 针对综放工作面液压支架拉后溜机构在井下使用中经常出现螺栓锈蚀、压板螺栓拆 装困难、螺栓受剪断裂等问题，从拉后溜机构链环卡与链条的连接方式、链环卡结构形式、链环卡受 力等方面对常规拉后溜机构进行 了优化设计，通过分析对比得 出，优化设计后的拉后溜机构在使用、 可靠性方 面均有较 大优 势。 [ 关键词] 综放工作面； 液压支架；拉后溜机构； 链环卡 [ 中图分 类号]T D 3 5 5 ． 4 1 [ 文献标识码 ]A [ 文章编号 ]1 0 0 6 6 2 2 5 2 0 1 4 0 4 0 0 4 8 0 2 Op t i mi z a t i o n a nd De s i g n f o r Pul l i n g Re a r Co n v e yo r S t r uc t ur e o f Po we r e d S up po r t i n Ful l - me c h a ni z e d Ca v i ng M i ni ng Fa c e L I U Xi n ． h u a ， 1 ． C o a l Mi n i n g＆ D e s i g n i n g B r a n c h ，C h i n a C o a l R e s e a r c h I n s t i t u t e ，B e ij i n g 1 0 0 0 1 3， C h i n a ； 2 ． C o a l M i n i n g＆D e s i g n i n g D e p a r t m e n t ， T i a n d i S c i e n c eT e c h n o l o g y C o ． ，L t d ． ，B e ij i n g 1 0 0 0 1 3， C h i n a Ab s t r ac t Fo r t h e p r o b l e ms o f pu l l i ng r e a r c o nv e y o r s t r u c t u r e o f p o we r e d s up po i n f u l l me c ha ni z e d c a v i n g mi n i ng f a c e，i n c l u di ng bo l t c o r r o s i o n，d i s mo u n t i n g d i ffic u l t y a n d s h e a fi n g f a i l u r e ，o p t i mi z a t i o n d e s i g n w a s ma d e f r o m l i n k a g e ma n n e r o f l i n k c a r d a n d c h a i n，l i n k c a r d s t r uc t ur e f o r m a nd l i n k c a r d s t r e s s ． I t wa s o bt a i n e d t h a t op t i mi z e d s t ruc t u r e s ho we d a d va nt a g e i n u t i l i z a t i o n a n d r e l i a bi l i t y ． Ke y wo r d s f u l l - me c h a n i z e d c a v i n g mi n i n g f a c e ；p o w e r e d s u p p o ；p u l l i n g r e a r c o n v e y o r s t ruc t u r e；l i n k c a r d 综放开采中，后部刮板运输机的前移主要依靠 拉后溜机构来完成 ，后部刮板运输机通过拉后溜机 构与液压支架连接。拉后溜机构中关键 的零件是链 环卡 ，其主要作 用是连接拉 后溜千斤顶 与圆环链 条 J 。 目前常用拉后溜机构在使用过程 中常出现 压板螺栓生锈不易更换或螺栓断裂等问题。这些 问 题的出现主要是因为链环卡结构缺陷所致 ，所以有 必要对链环卡的结构进行优化设计 。 1 拉后 溜机构 分 析 1 ． 1 拉后溜机构组成 目前 ，国内常用的拉后溜机构如 图 1 所示。拉 后溜千斤顶通过销轴与链环卡连接 ，圆环链条通过 压板 、螺栓 、弹簧垫圈进行 固定 。 1 ． 2常规拉后溜机构缺点 拉后溜机构中链环卡与圆环链条通过螺栓与压 板进行 固定 ，在井 下实际使用过程 中存在下述 缺 点 一是螺栓 容易锈蚀 、不 易拆卸 ；二 是结构 复 杂 ，链环卡上的内螺纹锈蚀 、磨损 、变形失效 ，导 致链环卡功能失效 ；三是链环承载后 ，平 圆环链不 能保持水平状态 ，链环受力状态复杂；四是在使用 I I - ／／t 图 1 放顶煤支 架拉 后溜机构 时圆环链的调整不方便 、维护 困难 。出现以上问题 的主要原因是链环卡的结构不合理 J 。 1 ． 3 链环卡结构分析 常用链环卡结构如图 2所示 ，主要特点一是链 环卡上设计有螺 纹孔 ；二是 卡槽 内壁与 水平面垂 直。 1 ． 4 链环卡受力分析 拉后溜机构受力状态如图 3所示 ，在拉后溜过 程中平圆环链主要承载后溜拉力 ，但因链环卡结构 设计限制平圆环链轴线与后溜千斤顶轴线不在一个 平面 如图 1 所示 ，安装时平圆环链也不能处在 水平状态 ，这些因素导致在拉后溜过程中要产生向 上分力 ，若 超过螺栓许用载荷 ，会使螺栓断 [ 收稿日期]2 0 1 4 - 0 3 - 0 7 [ D O I ]1 0 ． 1 3 5 3 2 ／ j ． c n k i ． c n l 1 3 6 7 7 ／ t d ． 2 0 1 4 ． 0 4 ． 0 1 4 [ 基金项目]国家高技术研究发展计划 8 6 3 计划 两柱式超强力放顶煤液压支架研制 2 0 1 2 A A 0 6 A 4 0 7 [ 作者简介]刘新华 1 9 7 6 一 ，男，内蒙古察右中旗人，硕士研究生，工程师， 从事液压支架等煤矿支护设备的设计研究工作。 [ 引用格式 ]刘 新华 ．综放工作面液压支架拉后溜机构 的优化设计 [ J ]．煤矿开采 ，2 0 1 4，1 9 4 4 8 4 9 ． 4 8 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 刘新 华综放工作 面液压 支架拉后溜机构的优化设计 2 0 1 4年第 4期 裂或损坏 。 图2 常用链 环卡实体模型 图3 常用链 环卡受力示意 2拉后溜机构优化设计 2 ． 1 改进后的链环卡 改进后的链环卡如图4所示 ，与常规链环卡相 比，其主要特点是取消螺纹孔 ，增加平圆环链 限位 销轴安装孑 L 与平圆环链限位凸台，同时在链环卡中 下部设计长孔。 图4 改进后链环卡实体模 型与平面 2 ． 2 改进后的拉后溜机构 改进后的拉后溜机构如图 5所示。 图5 改进后放顶煤支架拉后溜机构 拉后溜千斤顶通过销轴与链环卡连接 ，圆环链 ● i 电话 0 ● _ ．I． e- ‘ l 1 ● ◆,i l l, ●I i q ●I I I II ◆1 ●I I 条中的平 圆环链卡在链环卡中，通过链环卡上 的凸 台限制其 自由度 ，销轴限制其向上摆动。这种连接 方式结构简单 、可靠 ，圆环链条长度调整方便 ，并 且在拉后溜过程中 ，只有 1节平圆环链与链环卡产 生相互作用力 ，立圆环链可上下 自由转动，平圆环 链始终处于近水平状态 ，受力状态简单。销轴连接 方式在井下也容易拆装 。 3两种拉后溜机构的对比 两种拉后溜机构的主要区别在于链条与链环卡 的连接方式和链环卡结构 ，从连接方式上对比，常 规拉后溜机构链条与链环卡的连接方式复杂 ，连接 需要压板 、螺栓 和垫圈 ，螺栓 容易锈蚀 ，井下安 装 、拆卸困难 ，螺栓受力后容易断裂损坏 ，链环卡 上的内螺纹锈蚀 、磨损 、变形后容易失效 ，最后导 致链环卡功能失效。优化设计后 的拉后溜机构链条 与链环卡的连接方式简单可靠 ，连接仅需要销轴与 B形销 ，这种连接方式克服了常规拉后溜机构连接 方式 的缺陷 。 4 结论 拉后溜机构作为液压支架与后部运输机之间的 桥梁在综放工作面开采过程 中起着 非常重要 的作 用 ，拉后溜机构 中任何零件的损坏都会对正常生产 产生影响 J ，以上 通过对两种拉后 溜机构 的分 析 对 比得出 ，优化设计后的拉后溜机构在使用 、可靠 性方面均有较大优势 。 [ 参考文献] [ 1 ]王 国法 ．液 压 支 架 技 术 [ M]．北 京 煤 炭 工 业 出版 社 ， 1 9 9 9 ． [ 2]王国法 ．放顶煤液压支架与综采放顶煤技术 [ M]．北京 煤 炭工业 出版社 ，2 0 1 0 ． [ 3 ]李明忠 ，刘珂珉 ，曾 明胜 ，等 ．大 采高放 顶煤 开采技术 及其 发展前景 【 J ]． 煤矿开采，2 0 0 6 ，1 1 5 2 8 2 9 ，4 3 ． [ 4 ]马鸿君 ．综采放顶煤 工艺在西峪煤 矿的应用 [ J ]．科技情报 开发与经济 ，2 0 0 9 1 4 2 1 9 2 2 0 ． [ 5 ]张树立 ，王文强 ，李学军 ．急倾 斜特厚 松软 易燃煤层 综放 开 采技术与实践 [ J ]．煤矿开采 ，2 0 0 4，9 2 2 5 2 7 ． [ 6 ]乔庆煌 ，高森林 ．高瓦斯 极软特 厚煤层 综采放 顶煤 回采经 验 [ J ]．煤 矿开采 ， 2 0 0 5， 1 0 6 4 6 4 8 ． [ 责任编辑 邹正立] 49 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m