支架快速升降平台的研究与应用

高海泉， 张小虎

（山西煤炭进出口集团左云韩家洼煤业， 山西 大同 037100）

引言

随着科技的进步和煤炭产业的不断发展，煤矿设备也向大型化、重型化方向发展，为现代化矿井高产高效奠定了基础。综采工作面单个支架重量达到十几吨，甚至几十吨。实现机械化的同时，笨重的支架也为工作面搬家倒面带来问题。能否快速高效的实现搬家倒面成了制约煤矿高产高效的重要因素。支架是综采工作面比重最大的设备，能实现支架快速搬运，就能大大提高搬家倒面效率。

韩家洼煤业22206 综采工作面切眼沿走向布置，全长200 m，工作面安装支架135 架，支架型号为ZFG8000/18/35。该工作面安装用支架已升井检修完毕，支架运输路线为:地面→井底车场→辅运大巷→22206 顺槽→22206 工作面。分析其支架运输的各个环节，支架在井底车场的吊装转运过程，流程多，投入的人力、物力多，而且存在安全隐患。支架在地面装车后经斜井用绞车牵引运至井底车场，由于平板车与地面有300 mm 的高差，胶轮车无法将支架直接叉装搬运，需将平板车运至吊装硐室，用吊车将支架卸车后用胶轮车叉装搬运。因此，研制一种能够实现支架的快速转运装置，实现支架的快速搬运，能够加快搬家倒面进度，显得尤为重要。

1 升降平台的组成和工作原理

如果能够将运至井底车场的平板车降低300 mm，使平板车板面与井底车场地面等高，胶轮车就可以将支架直接叉装搬运，省去吊装过程，即节约时间，又减少用工。根据实际工况要求，研制了一台升降平台，可以实现支架平板车的快速升降，避免了吊装转运过程。

1.1 升降平台的组成

升降平台主要由平台、承载油缸、油缸护罩等组成。平台是直接承载构件，将负载的重量分配到承载油缸上，用18 号工字钢和20 mm 厚的钢板焊接而成。升降平台共有四根承载油缸，分布在平台的四个角上，油缸缸径110 mm，行程600 mm，用于承载平台的负载，并实现升降功能。油缸护罩分两个部分，上部与平台焊接在一起，下部固定在油缸底座上，上下部套接在一起，承载油缸来自侧向的推力被转变成油缸护罩上下两部分的摩擦力，避免损坏承载油缸，升降平台见图1。

图1 升降平台

1.2 升降平台的工作原理

升降平台的核心是液压同步控制系统。该系统通过分流集流阀同步控制技术同步控制四个承载油缸来实现，其原理图如下页图2 所示。油箱1 里的液压油经过滤器2 被定量液压泵3 吸出，经加压后的高压油为整个液压系统提供动力，为防止系统过载在主回路中安装溢流阀4，三位四通换向阀5 同时控制通往四根承载油缸液压支路的进出油方向，分流集流阀调节进出四个承载油缸的液压油流量，确保四个承载油缸保持位移同步。液控单向阀9 可以实现平台作业过程中间停止，避免突发事故。

升降平台举升时，高压油经三位四通换向阀左位、分流集流阀6 分流，再经分流集流阀7、8 分流后经液控换向阀进入四个承载油缸的无杆腔，使承载油缸伸出，平台升起。通过两级分流，将高压油等量的流入承载油缸，实现油缸举升同步。当停止供液后，液控单向阀可以将流入承载油缸的液压油锁住，避免油缸突然降落发生事故。升降平台下降时，高压油经三位四通换向阀右位进入四个承载油缸的有杆腔，同时将液控单向阀反向导通，由于分流集流阀的集流功能，将无杆腔的液压油经过两级集流后等量的流回油箱1，实现油缸下降同步。由于分流集流阀能够将液压油等量的分配到各承载油缸，即使每个承载油缸承载的载荷不一样，即发生偏载，但进入承载油缸的液压油相等，伸出量一样，所以能够实现平台举升的同步。同样，分流集流阀也有集流功能，可以将等量的液压油回流到油箱内，实现平台的同步下降。

图2 四缸同步控制液压回路原理图

2 升降平台的应用

分流集流阀同步控制回路的分流和集流功能的实现不受外界载荷、油路、执行元件等的影响[1]，而且分流集流阀有很好的纠偏功能，所以同步精度高。试验证明，采用分流集流阀同步控制回路，在偏载情况下同步精度在98%以上，在空载和重载情况下同步精度在99%以上，同步精度都能满足平台工况要求。

相比原先吊装转运，采用升降平台转运支架省去了吊装环节，只需将平台降下就可以实现叉装作业，每台支架可以节省30 min 时间。

3 结论

韩家洼煤业针对支架转运工况，研制了一种快速升降平台，其采用分流集流阀同步控制技术同步控制四根承载油缸来实现平台升降。通过对同步回路原理进行分析和工业试验，证明采用分流集流阀同步控制技术，在空载、满载和偏载工况下都能满足平台同步精度要求。而且相对吊装流程每次可以节省30 min，明显缩短了支架搬运时间，大大提高搬家倒面效率，具有推广意义。