液压支架双向锁结构优化设计.pdf

2 0 1 4年第9期 中州煤炭 总第 2 2 5期 液压支 架双 向锁 结构优 化设计 王金 辉 神 东煤炭 集 团 设备管理 中心 ， 陕西 神木 摘 要 双 向锁广 泛用于液压 支架千斤顶 的双 向闭锁 控制 ， 随着煤矿 液压支 架支护高度 不断提 升， 液 压缸直 径 不断增大 ， 煤矿 生产 中对大流量双 向锁的需求也不 断增加 。以液压支架双 向锁 为例 ， 应用 F L U E N T软件对 其 内部流场进行仿 真分 析， 探讨和 改进 了原产 品的内部结 构， 优化 了产 品 内部 的流道设计。在整体尺 寸不 变的 基 础上 ， 对 改进 后的产 品进行 了试验 检测 ， 结果 显示 比原产 品的流量提 高 了5 0 ％ 。 关键词 液压 支架 ； 流场 ； 双 向锁 ； 流量 中图分 类号 T D 3 5 5 ． 4 1 文献标 志码 A 文章编 号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 4 0 9 0 0 8 3 0 2 Op t i m i z a t i o n De s i g n o f S t r u c t ur e o f Bi di r e c t i o na l Lo c k i n H y d r a ul i c Su pp o r t Wa n g J i n h u i E q u ip me n t Ma n a g e me n t C e n t e r ， S h e n d o n g C o a l G r o u p C o ．， L t d ．， S h e n mu 7 1 9 3 1 5， C h i n a Ab s t r a c t B i d i r e c t i o n a l l o c k i s w i d e l y u s e d t o c o n t r o l t wo w a y l o c k h y d r a u l i c s u p p o r t j a c k ． Wi t h t h e i n c r e a s i n g o f h y d r a u l i c s u p p o r t S s up p or t i ng he i g h t i n c o a l mi n e， t he di a me t e r o f t h e h y dr a ul i c c y l i nd e r i n c r e a s es ， t o o ． The ne e d f o r b i di r e c t i o n a l l o c k wi t h l a r g e flo w i s i n c r e as i ng， t o o． Ta k i ng b i di r e c t i o n a l l o c k o f h y dr a ul i c s u pp o a s a n e x a mp l e， FLUENT s o f t wa r e wa s u s e d t o s i mul a t e a nd a n a l y s e t he i n t e r na l flo w f i e l d o f b i d i r e c t i o na l l o c k， t he i nt e r n a l s t r u c t ur e o f t he p r o d uc t wa s d i s c u s s e d a nd o p t i mi z e d， c h a nn e l de s i g n o f t he i nt e r n a l s t r uc t ur e wa s a l s o t r a n s f o r me d． Te s t wa s c a r r i e d o u t t o t h e i mpr o v e d p r o du c t o n t h e p r e mi s e o f t h e o v e r a l l s i z e s ke e p i n v a r i a n t ， a n d t he r e s u l t s s ho w t h a t t he flo w o f t he o p t i mi z e d p r o d uc t ha s i n c r e a s e d 50 p e r c e n t ． Ke ywor dsh y d r a ul i c s u pp o ； flo w fie l d； b i d i r e c t i on a l l o c k； flo w 双 向锁广 泛 用 于煤 矿液 压支 架千 斤顶 的双 向闭 锁控制。近年来 ， 煤矿液压支架支护高度不断提升 ， 液 压 缸径 不 断增 大 ， 煤 矿 生 产 中对 大 流 量 双 向锁 的 需求也不断增加。当前较多数早期投产的煤机产品 所使用的双向锁流量小 ， 不能满足生产需求 ， 对于煤 矿 企 业来 说 ， 如对 其全 部 更换 ， 势 必需 要投 入 大量 的 资金 ； 而在 原 有基 础 上 对 小 流 量 双 向锁 内 部 流 场进 行 优 化设 计 ， 增加 双 向锁 产 品的流 量 ， 提高 产 品的使 用 性 能 ， 不 仅 能 满 足 生 产 需 要 ， 还 可 节 省 可 观 的成 本 。基 于 此 ， 笔者 以公 称 直径 1 0 m m 的接 口双 向锁 为 例 ， 对 双 向 锁 内部流 场进 行仿 真 分析 ， 进 行双 向锁 结 构优 化设 计 改进研 究 。 1 内部结构模型建 立与仿真 双 向锁主要由阀体 、 端套 、 弹簧、 阀芯 、 阀垫 、 阀 座 、 顶杆以及密封件组成 ， 具体结构如图 1 所示。 收稿 日期 2 0 1 4 0 70 2 作者简 介 王金辉 1 9 8 3 ～ ， 男 ， 江苏 徐州人 ， 助理工 程师 ， 2 0 0 7年 毕业 于中国矿业 大学 ， 现从 事技术管理工作。 图 1 双 向锁 内部结构 选择 流量 8 0 L ／ rai n的双 向锁 建 立 内部 流 场 模 型进 行仿 真 。 由于该 阀 内部 结 构 比较 复 杂 ， 为 了保 证仿真的精确性 ， 采用 P r o ． E建模 。 。通过 A N S Y S 软件 的 w o r k b e n c h平 台， 将 三维 模 型 图 2 导入 C F D软 件进 行 网格 划 分 ， 最 后 导 入 F L U E N T软件 进 行仿 真分 析 ， 对 内部流 场 的压力分 布 进行分 析 ， 找 出 阻力 损失 较 大 的区域 并 加 以改 进 ， 然 后 将 改 进后 的 模型再次仿真， 并且与原有的仿真结果进行对 比， 从 8 3 2 0 1 4年第 9 期 中州煤炭 总第2 2 5期 4乳化 工 艺 梁 北 选煤 厂 乳 化 工艺 为 捕 收 剂 在 管道 泵 的作 用 下 ， 给入 到胶 体磨分 配 器 ； 软 化水 通过 管道 泵给人 到分 配器 。捕 收剂 和水乳 化后 ， 雾 化喷入 到跌 落箱 。 矿浆在给料泵的作用下 ， 给入到跌落箱。矿浆和雾 化后的混合液在跌落箱内数次跌落混合 ， 使捕收剂 的添加方式更加合理， 达到矿浆乳化 的目的。原捕 收剂 添加 的缺 点是 岗位 人 员 凭 经验 手 动 加 药 ， 药 剂 量不可控 ； 使用威尔斯计量泵 ， 使药剂 的添加量化 ， 提高 了可 控性 。原 捕收 剂添 加方 式是 药剂 自流 到浮 选人 料桶 内 ， 由于捕 收剂 桶 内液位 的差 异 ， 导致 了流 量的变化为缓慢递减趋势 ； 使用威尔斯计量泵添加 捕收剂 ， 消除了桶 内液位 的影响 ， 使药剂的添加更加 均匀 。 乳 化装 置使用 前后 药剂 添加 方式 如 图 4所 示 。 5乳化装 置使 用前后效果对 比 1 降低了浮选药剂 消耗。投用前 ， 该厂干煤 泥 平均 油耗 为 0 ． 7 9 6 k g ／ t ； 投 用后 2 0 d内 ， 干 煤泥 的 油 耗为 0 ． 6 5 7 k g ／ t 。吨干煤 泥 的耗 油 量 比原 来 减少 了 1 7 ． 5 ％ 。按人 洗 原 煤 1 5 0万 t ／ a ， 浮 选 的人 洗 比 例为原煤的 3 6 ％ ， 那 么降低浮选药剂用量 7 5 ． 2 2 t ， 可节约 成本 5 8 ． 6 7万元 。 2 提高了浮选煤 回收率。①装 置投入前 ， 煤 泥 的平 均灰 分 为 5 4 ． 3 3 ％ ； 投 入 后 ， 煤 泥 的平 均 灰 分 为 5 9 ． 6 1 ％ 。在保证浮选精煤灰分合格的基础上提 高了煤泥灰分。②浮选乳化 系统改造前 ， 浮选精煤 回收率 为 9 2 ． 5 7 ％ ； 使用 乳化 装 置 后 ， 浮选 精 煤 回收 率为 9 3 ． 3 7 ％ 。该厂 浮选 人料 的灰分 为 1 4 ． 2 2 ％ ， 浮 选精煤灰分为 1 1 ％， 年人洗原煤 1 5 0万 t ， 较改造前 可多 回收精煤 4 3 2 0 t 。按精煤售价 9 5 0元／ t ， 煤泥 8 5元／ t ， 可创 造效 益 3 7 3 ． 7万元 。 6 结 语 梁北选煤厂应用以胶体磨乳化为核心技术的乳 黜 东台浮选机 南台浮选机 北台浮选机 a 使用前 b使用后 图 4乳化装置使用前 、 后药剂的添加方式 化装置 ， 提高了捕收剂 的利用效率 ， 降低 了浮选药剂 消耗 ， 同时也提高了浮选效果 ， 取得 了良好的经济效 益 。该技术的成功应用 ， 对选煤行业降低浮选成本、 应 对 当前严 峻 的煤炭 经济 形势 ， 起 到 了积极 的作 用 。 参考 文献 [ 1 ] 谢广元． 选矿学[ M] ． 徐州 中国矿业大学 出版社 ， 2 0 0 1 ． [ 2 ] 路 迈西． 选 煤厂煤 泥处 理 [ M] ． 徐州 中国矿业 大学 出版社 ， 2 0 0 5． [ 3 ] 朱书全． 乳化 浮选药 剂在煤 泥浮 选 中的应 用 [ J ] ． 选煤 技术 ， 2 0 0 7 4 1 4 1 6 ． [ 4 ] 吕一波． 浮选 药剂射 流乳 化参数 的试 验研 究 [ J ] ． 选 煤技术 ， 2 0 0 9 5 6 - 9 ． 责任编辑 郭海霞 上接第 8 4页 不变的情况下 ， 与原产 品相 比， 改 进后产品流量提高 5 0 ％ 以上 。此次改进不仅降低 了成 本 ， 同时也 提 高 了原 产 品流量 ， 值 得推广 应 用 。 参 考文 献 [ 1 ] 雷天觉． 液压工程手册 [ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 0 ． 】 1 0 [ 2 ] 吴光 中． F L UE N T基础入门与案例精通[ M] ． 北京 电子工业 出 版 社 ， 2 0 1 2 ． [ 3 ] 陈艳 霞． A N S Y S Wo r k b e n c h工程 应用案 例精通 [ M] ． 北京 电 子工业出版社 ， 2 0 1 2 ． 责任编辑 刘欢欢