本安型采煤机外迁液压拔轴器的研制与应用

刘国新

摘 要： 本安型采煤机液压拔轴器通过采用手动液压泵作为动力源，超薄型液压千斤顶作为支撑力输出，支撑限位架作为支撑和限位，活动连杆使行走轴受到的拉力始终保持垂直位置，平衡架作为中间承力部件，支点压板配合活动连杆保持输出力垂直，从而实现了采煤机外迁拔轴功能。

关键词： 液压泵;超薄型千斤顶;支撑限位架;活动连杆

【中图分类号】TD421     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）11-0202-01

交流电牵引采煤机广泛应用于煤矿井下综采工作面，与工作面刮板输送机、液压支架配套使用，完成综采工作面截煤、落煤、装煤作业。采煤机采用交流变频调速、销轨式牵引，通过变频电机拖动，经过减速箱减速后带动外迁主动轮、从动轮在刮板输送机齿条上行走。主动轮、从动轮靠外牵引箱行走轴支撑并承载力，依靠导向滑靴导向，当行走轮损坏或滑靴损坏时，需要拆卸行走轴。目前井下采煤机拆卸外迁行走轴主要使用悠锤，通过人力悠动悠锤，将外迁引轴拔出。该方法在操作过程中容易产生火花，输出力小，体力耗费大，有时难以将行走轴拔出，针对该种现状，研制了本安型采煤机液压拔轴器。该装置可直接将整体固定到外迁引轴外侧，只需人力操作手动液压泵即可完成外迁拔轴工作，整个工作过程中不易产生火星，操作人员省力，操作安全，可短时间完成外迁拔轴工作。

1 采煤机外迁拔轴器构成

1.1 构成。该套装置主要由手动液压泵、高压油管、超薄型液压千斤顶、高强螺栓、高强垫圈、行走轴变径、平衡力支撑架（包括：支撑限位架、活动连杆、平衡架、支点压板、千斤顶托架）构成。

1.2 各部分作用。手动液压泵：通过手动打压，输出高压液体，为千斤顶打压。超薄型千斤顶：可提供最高30T的输出力，用以将行走轴拔出。平衡力支撑架：千斤顶托架用以拖住超薄型千斤顶，提供其稳定支撑;平衡架一端连接与活动连杆，另一端与超薄千斤顶输出接触，中间可通过高强螺栓，依靠高强螺栓带动行走轴变径及行走轴，其作为中间承力部件;活动连杆一端连接于底部固定板，另一端连接于平衡架，活动连杆可根据高强螺栓受力情况改变其活动位置，使行走轴受到的拉力始终保持垂直位置，避免倾斜力将高强螺栓拉弯;支点压板采用点接触方式和平衡架接触，配合活动连杆始输出力始终保持垂直位置;支撑限位架起支撑平衡架并限制其游动位置装置。

2 工作流程

2.1 将本安型采煤机外迁液压拔轴器准备好，放置于拔外迁工作地点附近。

2.2 将行走轴变径和行走轴连接，将支撑架、平衡架、支点压板放于外迁轴合适位置并校准，支撑架不能压住外迁轴边缘。

2.3 将带高强垫圈的高压螺栓和行走轴变径连接，液压千斤顶放在行走轴另一侧平衡压板下，用六方将高强螺栓紧固带力。

2.4 用快速接头高压油管（带索姆）一端和高压千斤顶连接，另一端和手动液压泵连接并锁好。

2.5 顺时针拧紧手动液压泵螺母，均匀上下搬动手动液压操作杆打压。

2.6 液压千斤顶到达行程后，泄压、加垫，重复以上步骤继续打压，直到外迁行走轴被拔出为止。

3 输出力矩计算

行走轴受拉力为F2，行走轴承受拉力力矩长度为L2，千斤顶侧输出力为F1=30T，千斤顶侧力矩长度为L1，L1=3L2，根据杠杆平衡原理，F1*L1=F2*L2，F2=90T。克服行走轴和牵引箱之间摩擦力大约需要20-80T，满足实际需要。

4 部件材质选取

4.1 螺栓选取。为保证在外迁拔轴过程中，连接采煤机外迁引轴的螺栓能够承受拉力，经过计算选取10.9级高强度螺栓。与螺栓配套使用的螺母、垫圈均采用相同级别的高强钢材制作，以保证在施加预拉力时，螺母不会断裂或丝扣损毁，弹簧垫出现断裂现象。

4.2 其它受力件。支撑限位架、活动连杆、平衡架、支点压板均采用钢材厚度为30mm，以保证在整个受力过程中不发生弯曲变形，不发生断裂。

5 采煤机外迁拔轴器特点

5.1 该套装置采用手动液压泵作为动力源，压力输出稳定、均匀。

5.2 采用超薄型液压千斤顶作为直接支撑力输出，具有体型小、输出力均衡、输出力大特点。

5.3 采用分体结构件，便于搬运组装、拆卸。

5.4 千斤顶动作缓慢，实现了本质安全操作。

5.5 支撑架、平衡架、支撑压板采用点接触，具有根据输出力和轴位置自动调节功能，输出力效率更高。

5.6 操作简单，操作人员技能要求较低，非维护人员仍能熟练操作。

6 结束

本安型采煤机液压拔轴器，采用液压泵为动力源，采用超薄千斤顶作为输出力，具有输出力大，操作安全，操作简单方便，而且能够根据行走轴受力情况，通过活动连杆及支点压板自动调节受力方向，保持输出力方向始终不变，使拆卸更加容易，既能保证操作人员人身安全，又可大大降低操作人员体力劳动，节省拔轴工作时间，提高拆卸的工作效率。通過该套装置的使用，使井上采煤机外迁维修效率得到了提高，保证了采煤机外迁备件供应，当井下采煤机外迁行走轮、滑靴损坏后，更换效率得到提高，减少了行走轮、滑靴损坏事故影响生产时间，大大降低了采煤机外迁事故处理时间，增加了采煤机开机率，为综采工作面正常回采提供了保障。该套装置不仅适用于采煤机外迁拔轴，还可以应用于水泵、电机、减速器对轮等拔轴场合。

参考文献

[1] 陈秀宁，顾大强，陈宗农.机械设计基础.

[2] 闻邦椿.机械设计手册.机械工业出版社.

[3] 吴宗泽，冼建生.机械零件设计手册.机械工业出版社.