液压锚杆机性能改进

侯世龙

冀中能源石家庄煤矿机械有限责任公司，河北 石家庄 050031

0 引言

目前，随着矿上各种设备的更新和工艺的完善，作为支护设备的液压锚杆机如果仍然按现有国家标准规定的下降时间设计，已经不能满足客户需求。以下我们从影响支腿油缸下降速度慢的各种可能因素入手，逐步分析并确定主要原因，我们最终提出合理的解决办法，以达到使用要求。

1 导致支腿油缸下降慢的原因

经实地了解情况，导致支腿油缸下降速度慢的原因有人为因素、锚杆机固有结构因素、使用工况及环境、锚杆机加工及锚杆机组装过程控制等，下面分别进行论述。

1）人为因素主要涉及到操作者的责任心和技术水平

煤矿工人大多只要求速度而不注意锚杆机正常的维护，对设备维护的责任心比较差，且煤矿工人文化水平偏低、技术水平相对较差。

2）液压锚杆机的固有结构

推进油缸由活塞杆、一级缸筒、外缸筒、缸底等组成，工作时，当油缸的上腔通油时，两级缸筒按照从推进活塞杆到一级缸筒的顺序回落。当油缸的下腔通油时，两级缸筒按照从一级缸筒到推进活塞杆的顺序伸出，且伸出的推力可调。

控制推进油缸的推进机构调压凸轮行程有三个位置（中位、上升、下降），调压凸轮行程的大小直接决定溢流阀开启压力大小，如果调压凸轮的行程小，那么溢流阀的开启压力就小，支腿在下降的过程中溢流阀会开启溢流而直接造成下降速度慢。

经过分析，改变凸轮行程可以有效的缩短推进油缸的下降速度。

3）使用工况及环境因素

用户使用中，有时会擅自增加油管的长度到40m、60m，而不增大其通径，这样就会使回油压力增加，溢流阀溢流，影响油缸的下降速度。设备使用时应根据温度使用N68或N46液压油，如果天气冷或油的粘度大也会造成回油阻力增加，造成溢流阀溢流。使用过程中，我们还发现回油管会发生打死弯或扭曲的现象，这样也会造成回油阻力增大，溢流阀泄油，影响支腿的下降速度，使用时应把油管拉直，减少回油阻力。告诉用户规范使用说明后就不会再产生此类的问题

4）零件加工及组装过程的控制。

溢流阀的加工精度直接影响其性能，主阀套在车床上通过钻铰加工，阀套和阀芯的间隙通过配磨来完成，均能保证图纸要求。组装车间的环境能达到产品组装生产的要求，且试验台的系统能保证良好的试验条件，可知加工组装及试车过程不会影响溢流阀的开启流量。（不会造成系统的污染，内部环境的影响较小）。

2 确定支腿下降慢的主要原因

通过以上的分析，人为造成的因素可以经过培训后能掌握锚杆机的正确使用和维护方法，最终提高工作效率。

我们确定了影响锚杆机下降速度的主要因素为目前现有液压锚杆机的内部结构，即调压凸轮的行程小，造成先导溢流阀的开启压力低，影响油缸的流量，使锚杆机在推进油缸在低压力、小流量情况下溢流，直接造成下降速度慢。

3 解决办法：增大调压凸轮下降的行程。

由于液压锚杆机推进机构的控制手柄有3个位置，中间位置时，推进机构被锁定，当前后转动时支腿伸出或回落，随着角度的变化，与手柄联动的溢流阀压力也得以相应调整，支腿的推力大小也随之发生变化。经过重新设计凸轮，将下降时凸轮的行程增大，改变凸轮对溢流阀的顶力，从而增大溢流阀的开启压力，减少支腿在下降时溢流阀的泄漏，进而提高支腿的下降速度。

液压锚杆机在上升工作时，推进油缸的上升速度要求保持不变，所以凸轮的结构不能改变上升部分结构，只要求改变下降部分结构，即增大下降部分行程，重新设计凸轮，改变调压凸轮的行程曲线，把行程由原来的7mm变成现在的11mm，增大了下降时先导溢流阀的开启压力。

调压凸轮修改前后如图1。

图1

调压凸轮行程变化如图2所示（横轴表示角度，纵轴表示距离，单位：mm）：

图2

此外，我们也可以把调压杆处螺母松开，使调节螺母到适当位置，来增加溢流阀的开启压力，这个时候下降时溢流阀的泄漏量减少了，支腿的下降速度也相应得到提高，来达到缩短时间，调压杆结构如图3所示。

图3

4 结论

通过系统的分析各种可能情况，制定可行的最终解决方案，使锚杆机的下降速度较以前缩短了10s。并通过厂内试验和在矿上反馈的实际使用情况，经受住了实际考验，达到了预期目标。

[1]成大先主编.机械设计手册[S].4版.化学工业出版社.

[2]王跃进主编.机械原理[M].北京大学出版社.