液压支架推移千斤顶行程传感器固定挡座选型分析

2020-07-08白育波任王英文彦春马宇

煤矿机电 2020年3期

白育波，任王英，文彦春，马宇

(西安重装集团铜川煤矿机械有限公司，陕西铜川 727031)

0 引言

传统矿用液压支架的手动控制系统操作复杂，自动化程度不高，对煤矿工作面的回采效率造成影响，导致产量偏低[1]。建设智能化综采工作面，提高工作面回采效率已成为必然发展趋势，因此对液压支架智能化提出了更高的要求。目前采用的有效手段是在推移千斤顶增加传感器装置，通过推移行程传感器检测推移千斤顶活塞杆的移动行程，反应液压支架或刮板溜槽所处的位置，控制采煤工作面整齐划一，提升采煤工作效率。

1 推移行程传感器原理

推移行程传感器装在推移千斤顶中，是一个直径为17.2 mm的细长直管结构,如图1所示。其一端固定在推移千斤顶缸底端部，管体则深入到活塞杆中心的长孔中，管体内沿着轴向规则布置密排的电阻列和干簧管列，它们联接成网络电位器的电路。推移行程传感器总成图如图2所示[2]。

图1 推移行程传感器

图2 推移传感器总成图

活塞内嵌装着一个套在传感器管上的磁环，随着活塞杆移动，它的小磁场使所到位置的干簧管接点闭合，相当于电位器的移动触刷走到了这个位置，如图3所示。电位器输出值的变化反映了行程的变化，再经过传感器管体内放大器的变换，向控制器输出0.71～3.55 V电压模拟信号。接线插座位于推移千斤顶外壁的端部。

(a)

(b)

行程传感器的原理如图4所示。恒定电流流经电阻序列后产生输出电液信号，在磁场作用下磁环处的干簧管接通，其余位置的干簧管断开。当磁环从左到右移动到第n个干簧管位置时，输出电压U=I×(n+1)R，I为电流，R为电阻，总电阻与行程成正比增长，行程传感器内部干簧管均匀分布，故由输出电压值可以确定磁环在行程传感器上的位置。

图4 行程传感器原理模拟

2 推移行程传感器两种常见的装配形式

推移千斤顶行程传感器在电液控支架中至关重要，如何有效地保证其安装牢靠甚为关键。常见有2种，具体装配分别如图5、图6所示[3]。

现多数矿井配套使用的采煤机滚筒截深都为960 mm，推移千斤顶须配套工作面使支架推进，故推移千斤顶的行程传感器长度都要大于960 mm。另外,由于支架移架时推移千斤安全阀的自锁防溜槽倒拉的特性，故推移千斤顶在实际使用中要承受40 MPa以上的泵站高压。结合上述两个原因，如何在推移千斤顶中可靠地固定行程传感器显得尤为重要。

3 2种行程传感器固定挡座对比分析

由图5、图6看出，现在设计、使用的推移行程传感器(以德国玛柯为例)固定接触的密封面仅有17.0 mm,即必须通过17.0 mm密封面将行程传感器固定在推移千斤顶，才能确保在密封面处不会漏液、窜液。

图5 A挡座示意配合安装

图6 B挡座示意配合安装

由图7为2种挡座的结构示意图。由图7可以看出，2种挡座的区别在于固定行程传感器的固定面是否为台阶面。

图7 挡座结构

若设计方采用了A型挡座台阶面的固定方式，那么因加工误差可能造成A挡座螺纹的最右端面已经配合到了缸底面，但A挡座的台阶面却没有与传感器配合，这样会导致行程传感器在缸底中来回窜动，存在漏液现象，严重时会导致电液控装置失效。另外,电液控厂家的行程传感器尺寸或多或少地存在着误差。比如,行程传感器的尺寸在16.8 mm、16.9 mm左右，推移行程传感器卡槽的正确长度为17.0 mm，那么这0.2 mm或0.1 mm的尺寸出入再加上超过40 MPa的高压泵站双作用，会导致推移行程传感器在实际使用中大幅度来回窜动，加速推移行程传感器上的静密封带破损，进一步导致推移千斤顶大面积的漏液，给用户的生产、使用带来很大的不便。

经过设计优化，目前本公司采用B挡座，可有效地避免了第一种由于挡座加工误差累计所带来的隐患。同时,采用B挡座时将与缸底配合的密封面长度设计为第16-0.3mm，小于传感器密封面的17.0 mm,确保了B挡座能将传感器压实，不会在受高压时传感器来回窜动。