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一种立式拆缸机的研制与应用

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：李玉刚

[导读] 摘要：为了解决不同缸径立柱的拆解问题，提高立柱拆解效率，鲁南装备制造有限公司研制了一台多用途拆缸机。

        山东能源重装集团鲁南装备制造公司山东枣庄 277523
        摘要：为了解决不同缸径立柱的拆解问题，提高立柱拆解效率，鲁南装备制造有限公司研制了一台多用途拆缸机。该拆缸机结构形式为立体式，以高压介质为工作动力，采取两种输出扭矩的方式拆解缸体。设备研制完成后，对其进行了生产试用，立柱拆解效率提高45%，有效规避了拆解烧丝现象，达到了预期效果。
        关键词：液压支架；立柱拆解与组装；液压介质为动力，双扭矩输出；立式拆缸机研制与应用。
        前言：
        在现代化煤炭开采过程中，液压支架得到了广泛应用；由于开采方式的不同，发展出了支撑式、掩护式、支撑掩护式、放顶煤、巷道支架等不同型号、不同功用的液压支架。液压支架结构形式的不同造成主要承力部件立柱的结构型式千差万别，这就需要种类繁多拆缸机来满足立柱的修复需要，所以研制多用途的拆缸机可以减少设备投入、充分利用设备。
        当前，普遍采用卧式拆缸机来完成立柱的拆解与组装，卧式拆缸机水平找正困难，造成缸体烧丝现象时有发生；而使用立式拆缸机拆解立柱时，缸体中心可以自行找正。所以，为了提高立柱的拆解效率、增强立柱的修复质量，研制并应有多用途立式拆缸机十分必要。
        1设计依据：
        缸口是螺纹结构形式的立柱，其拆解阻力是一个由大变小的过程，根据这一特征，考虑分步骤完成拆解：以高压介质为动力，分别通过油缸和马达输出扭矩，实现立柱的拆解。由于初始拆解阻力较大，首先通过油缸输出扭矩，作用在被拆解立柱的缸盖上，完成缸盖松动；然后通过马达的连续旋转输出扭矩，作用在被拆解立柱缸盖上，完成缸盖彻底拆解。
        2设计方案：
        根据上述立柱拆解思路，确定立式拆缸机的研制技术方案。    首先设计1套固定盘，与驱动装置进行刚性连接；驱动装置分别与油缸装置、马达装置实现连接，通过离合装置的作用，两套扭矩输出装置可以单独驱动拆缸盘旋转，完成立柱的顺序拆解。
        在立柱拆解过程中，首先把被拆解立柱缸底固定在活动底座上，立柱缸口通过拆解盘与固定盘相连，通过油缸装置的作用，实现立柱的初始拆解；然后操作离合装置，使油缸装置脱离工作状态，马达装置进入工作状态，完成立柱拆解；立柱组装过程与拆解过程正好相反，通过顺序操作，也可完成立柱组装。
        3结构特征：
        设备主要由机身、旋转油缸装置、马达装置、拆解盘、底座装置、液压系统、电控系统等几部分组成。设备整体尺寸为5500*1200*960mm。
        3.1机身：
        机身是箱体式结构，是立式拆缸机主要承力部件；由Q690材料预热、焊接、加工而成；其强度高、稳定性强，可以承受立柱拆解时所产生的交变应力。
        3.2底座装置：
        底座装置由固定底座、移动底座、升降油缸、伸缩油缸组成。固定与移动底座都是箱体式结构，是立柱缸底固定主要承力部件，由Q550材料预热、焊接、加工而成，固定底座可以在升降油缸作用下做升降运动，移动底座可以在伸缩油缸的作用下做伸出、缩回运动，方便立柱固定。

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        3.3旋转油缸装置：
        由旋转油缸通过固定销与固定盘相连，通过固定盘对作用力进行放大，推动驱动装置旋转，提供较大拆解扭矩来进行工作。旋转油缸缸体直径为φ160mm、最大行程为320mm,在额定工作状态下输出推力为663KN。
        3.4拆解盘
        拆解盘是根据立柱缸体结构、尺寸不同制作的一组部件。在工作时，其固定在立柱缸盖上，通过固定轴与固定盘相连，通过固定盘的旋转带动起旋转，实现立柱拆解。其由厚度40mm的Q550钢板加工而成。
        3.5马达装置
        由马达、联轴节、驱动轴、齿圈、固定盘组成。马达通过联轴节与驱动轴上的齿轮与齿圈啮合，固定盘通过螺栓也与齿圈相连；马达在液压介质的作用下，推动驱动轴中速旋转，带动齿圈低速旋转，从而推动固定盘做旋转运动。马达为径向柱塞低速大扭矩五星结构，转速33r/min、在额定工作状态下输出功率10KW。
        3.6 液压系统：
        由压力源、管路、液动装置组成。压力源由电机、油泵、油箱、溢流阀、压力表等构成；液动装置由升降油缸、伸缩油缸、液压锁、操作阀组构成；压力源、动力系统通过高压管路、管路附件构成系统。
        电机功率125KW、1480r/min;油泵额定流量为125l/min ，额定工作压力为31.5MPa；油箱容积2m3；升降油缸缸径∮100mm，行程700mm，额定工作压力31.5MPa,额定流量125L/min；伸缩油缸缸径∮100mm，行程450mm，额定工作压力31.5MPa,额定流量125L/min。
        3.7电控系统：
        由电控箱、线路等构成。通过操作电控箱上的按钮，可以对油泵电机的启动、停止进行控制。
        4应用效果：
        双动力大扭矩拆缸机研制完毕后，随机选取了10颗∮400mm缸径的立柱进行试验性拆解。在试验过程中，液压动力装置可以对∮400mm缸径的立柱一次性完成松动性拆解，然后在减速箱装置连续旋转动力作用下，可方便地完成后续拆解，一般用时20-30min, 且未出现“烧丝”损坏缸体的现象。
        然后该单位根据生产情况，利用该型拆缸机对∮250mm、∮280mm、∮320mm等缸径的立柱开展拆解工作，通过调节使用不同型号的拆卸头，可一次性顺利完成拆解。
        5结束语：
        通过双动力大扭矩拆缸机的研制与应用，彻底解决了大缸径、螺纹口立柱的拆解难题，提高了立柱拆解效率，杜绝了因拆解不当损坏缸口、造成缸体报废现象。该设备的研制成功，为类似油缸拆解提供了有益的解决路径，社会效益不可估量。
        参考文献：
        【1】成大先王德夫姜勇等机械设计手册[M] 北京化学工业出版社.1993.
        【2】李昌熙乔石矿业机械液压传动[M] 北京煤炭工业出版社.1985
        作者简介：李玉刚（1971.4-）男；山东枣庄人，大学学历、工程师；一直从事综采设备的制造与再制造工作。