大水头煤矿ZFS3600-17-28型液压支架销轴改进措施论文
刍议煤矿液压支架的管理与维护措施
刍议煤矿液压支架的管理与维护措施摘要：本文首先概述了煤矿液压支架，然后指出了要严格把好液压支架的选型设计和液压支架采购工作，最后分别分析了液压支架的运输、仓储过程、使用过程、修理以及日常维护的管理工作。
关键词：煤矿；液压支架；管理；维护；措施随着科学技术的持续发展，综合机械化采煤技术在煤矿企业中得到了广泛的应用。
煤矿井下采煤不再是以人工劳动为主，而是从根本性上转变为机械化生产，使我国煤矿企业的生产效率和生产技术达到了世界领先水平。
这得益于液压支架在煤矿生产中发挥的作用越来越明显，使用范围越来越广。
液压支架是现代化煤矿综采使用的主要支护设备，所以说液压支架的性能好坏直接决定着煤矿的生产安全。
为确保煤炭企业安全生产和经济效益的提高，对液压支架的管理与维护提出了更高的要求。
所以说煤矿液压支架的管理，应该从源头和基础抓起。
1煤矿液压支架概述1.1煤矿液压支架的概念及认识煤矿液压支架是一种利用液体压力产生支撑力并实现自动移设进行顶板支护和管理的一种液压动力装置，是综合机械化采煤不可缺少的。
现在的煤矿液压支架主要是由支柱、底座、顶梁、掩护梁、前后连杆及挡矸板等组成的，并且是由钢板焊接成箱体的整体结构。
它主要用于水平面和小于等于10度的缓倾斜厚煤层沿底板一次放顶煤采全高开采的长壁综采工作面，也适用于急倾斜特厚煤层水平分层放顶煤综采工作面。
煤矿液压支架是煤矿领域中综采设备的重要组成部分。
它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。
它与采煤机配套使用，实现采煤综合机械化，解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾，最大限度保障煤矿工人的生命安全。
1.2 煤矿液压支架的结构液压支架是由以下几个部分组成：承载构件、执行元件、控制、操纵元件和辅助装置。
承载构件：顶梁、掩护梁等。
顶梁与顶板直接接触，承受顶板上作业面岩石的压力；掩护梁，阻挡冒落的岩石进入工作面，并承受其压力，从而承受顶板水平推力的部件；底座与底板接触，传递并承受顶板压力。
煤矿液压支架故障分析及应用
煤矿液压支架故障分析及应用摘要：液压支架作为机械化开采过程的主要设备，可确保煤层顶板工作面区域稳定，但因其所处环境复杂，容易产生一系列故障，因而液压支架的故障维修是一项很重要的工作。
这就需要编制相应的液压支架维修机制及保养机制、提高维修人员的专业水平、合理使用先进故障诊断技术等，有效保障矿用液压支架维修质量。
关键词：矿用液压支架；维修质量；对策引言液压支架的主要动力就是高压液体，其重点作用就是对采煤工作面中的顶板进行控制与支护，而构成液压支架的主要部分包括：一些金属部件和几十个液压元件。
在将其应用到支护工作中时展现出的几大优点包括：移动速度快、强度高、安全系数高、可靠性强和支撑能力强等。
矿井中采用的支护技术会直接影响到煤炭采掘的效率和安全性。
所以，将液压支架当作核心部件的综合化机械开采设备的研发与进步，属于煤炭采掘业中一次重大的改革，不但能够从本质上对开采环境与安全环境进行优化，还能为采煤量的提升打下坚实基础，对煤矿的开采状态完成高度优化。
1矿用液压支架故障产生原因液压支架工作环境较差，常处于高温、大量粉尘及高负荷环境下作业，出现故障的概率较大。
通过研究发现，液压支架故障问题存在一定的规律，常见故障问题如下：1）元件故障问题：液压元件主要为紧密元件，在粉尘环境下发生严重磨损，易引发液压支架故障。
2）液压支架工作阻力不足：主要与液压支架输油管堵塞有关，因为液压支架输油管长时间处于高温环境中，会造成油黏性不足，从而堵塞输油管。
3）液压支架某部分连接轴故障、销故障：因液压支架保持高负荷的作业状态，故发生液压支架轴及销弯曲、断裂的几率增加。
4）液压支架漏油：与液压油进油管受损、密封圈老化有关，因为在高温、油的环境下，进油管易受损，密封圈易产生老化进而丧失密封功效。
2提高矿用液压支架维修质量的相关措施2.1编制相应的维修机制1）液压支架维修的过程，应该以表面—内部的顺序进行检修。
2）为及时明确液压支架表面故障，需认真做好液压支架表面灰尘清理、油污清理以及整体除锈等工作。
矿山机械液压支架存在的故障及改进
M achining and Application机械加工与应用矿山机械液压支架存在的故障及改进范 勇，魏涵滢摘要：矿产资源是推动社会经济迅速发展的重要因素之一，而我国正好拥有丰富的矿产资源。
然而，在开采这些矿产资源时，需要运用高度复杂的采矿工艺和采矿机械，对技术要求较高。
在这个过程中，矿用液压支架是至关重要的设备之一。
由于液压支架本身结构复杂且常在苛刻环境下工作，维修矿用液压支架成为采矿工作的重点和难点。
因此，本文主要分析了矿山机械液压支架在使用过程中的故障，并提出了相应的意见和建议。
关键词：机械液压；液压支架；故障液压支架主要由高压液体驱动，其主要组成部分包括液压元件和金属构件等。
在实际的矿产资源开采工作中，液压支架扮演着支撑、降落移架和推移运输机等重要角色，是矿产资源开采过程中不可或缺的关键机械设备。
一旦矿用液压支架出现故障，不仅会危及矿工的人身安全，还会导致采掘工作延期。
因此，矿业公司必须加强液压支架的维护和管理，提高现场管理的时效性，推动矿用液压支架系统的持续改进和优化，只有这样才能确保设备在运行过程中发挥良好作用和效果，同时也能为企业带来相应的社会和经济效益。
1 矿用液压支架系统的基本组成结构要在矿业生产中强化对液压支架的维护与管理，首先要弄清楚矿井下液压支撑系统的基本构成，以便当系统发生故障时，能迅速地找到问题的根源，并能及时地进行检修和维护。
也能够在日常生产工作中建立健全的工作体系，避免系统性的操作失误，而造成矿用液压支架系统的故障。
矿用液压支架系统主要由压力源、控制模块、执行模块、辅助模块等组成。
每个模块所发挥的作用是不同的，相应的重要性也有差异。
在开采地下矿产资源时，要想保证采矿工作的安全，就必须利用矿用的液压支架，通过对液压结构和风控装置进行合理的控制，以适应各种作业及作业的需要，可有效地提升矿产的采掘效率。
在此过程中还能够科学合理的进行加固，一般情况下会使用液压支架系统，该系统的使用不仅能够加固整个开采区域，还能够有效的降低坍塌等事故的发生率，整个开采工作在进行过程中，能够极大的保障施工人员的安全，这对公司的发展，以及避免负面的社会效应，都起到了积极的推动作用。
矿用液压支架维修质量提升措施研究
矿用液压支架维修质量提升措施研究摘要：液压支架作为井下作业最主要的支护设备，其安全性与可靠性至关重要。
所以，越来越多的人开始研究如何提升液压支架维修质量。
本文从液压支架结构件维修、油缸维修、高效防腐措施提升方面对液压支架维修质量提升措施进行研究，可以更有效的指导职工进行液压支架的故障分析及维修。
关键字：液压支架；维修；措施；质量提升一、液压支架的主要失效形式液压支架主要工作在地面下几百米甚至上千米的位置，工作环境十分恶劣。
需经受高温、高压、高湿、高腐蚀等条件的考验，其主要失效形式具体体现为以下几点：1、结构件损坏。
液压支架结构件材质均为金属，长期在恶劣环境下使用易产生金属疲劳，当达到一定极限时，金属就会出现断裂等现象。
2、焊缝开焊。
当支架承受的力大于焊缝所能承受的极限时，会导致焊缝开裂，最终导致液压支架失效。
3、油缸窜漏液。
油缸作为液压支架的动作单元，重要性不言而喻，一旦油缸出现窜漏液情况，会直接导致液压支架失效。
4、液压阀失效导致的液压支架失效。
5、其他原因导致的液压支架失效。
二、液压支架维修质量提升措施1、结构件维修质量提升。
1.1修复前的喷砂除锈。
在对结构件进行修复前，要对结构件进行喷砂除锈处理，除锈等级应达到Sa2级，工件表面应不可见油腻、氧化皮、锈皮、油漆和其它外来物质，以便发现不易发觉的损伤点及保证焊接质量。
1.2总体原则上，结构件维修需按照原设计制作修复方案。
但由于实际情况支架大修无法满足支架制造时的标准，在设计人员的同意下，不干涉支架动作的情况并充分考虑结构件受力情况及损坏情况，对修复位置采取更换高强钢板、加大焊接坡口、增加贴板等方式，对其损坏部位进行焊接修复，焊接工艺严格使用新件焊接工艺。
特殊情况下，在经过使用方、设计人员同意前提下，可对现有结构进行优化，使之能更好的适应工作面的需求。
顶梁、底座上的柱窝如出现裂纹、焊缝开裂等损伤时，应整体更换柱窝。
2、油缸维修质量提升。
2.1外缸筒、中缸筒的修复。
大工作阻力放顶煤液压支架结构改进设计
大工作阻力放顶煤液压支架结构改进设计引言大型工程项目中常使用液压支架来支撑煤矿层顶板，以确保工作安全和矿井稳定。
然而，在实际应用过程中，我们发现大工作阻力放顶煤液压支架存在一些问题，比如结构设计不够优化，导致支架对重压煤层的顶板放顶能力不足。
为了解决这一问题，本文将进行大工作阻力放顶煤液压支架结构的改进设计。
问题分析1. 现有液压支架结构存在的问题1.不足的放顶能力：现有液压支架对重压煤层的顶板放顶能力不足，无法满足大工作阻力的需求。
2.结构设计不够优化：现有液压支架结构设计存在一些缺陷，如强度不够、稳定性差等，导致支架无法承受大的工作阻力。
3.维护成本高：现有液压支架存在易损件多、易磨损等问题，维护成本较高。
2. 大工作阻力放顶煤液压支架结构改进的需求1.提高放顶能力：改进后的液压支架要能够承受更大的工作阻力，确保重压煤层顶板的安全放顶。
2.优化结构设计：通过优化结构设计，提高液压支架的强度和稳定性，使其能够适应大工作阻力的需求。
3.降低维护成本：改进后的液压支架应该采用耐磨材料，减少易损件的使用，从而降低维护成本。
结构改进设计1. 强度优化设计1.使用高强度材料：为了提高液压支架的整体强度，在结构设计中采用高强度材料，如高强度钢材等。
2.增加加强筋：在关键部位增设加强筋，提高结构刚度和稳定性。
2. 放顶能力增强设计1.增加支撑面积：通过增加液压支架的支撑面积，可以分散压力，增强放顶能力。
2.加大液压支架马脚直径：通过增加马脚直径，增大支撑底面积，提高支架的放顶能力。
3. 结构稳定性改进设计1.优化支撑结构布局：通过改进支架的支撑结构布局，提高其整体稳定性，减小支架的倾覆风险。
2.加强连接件设计：对液压支架的关键连接件进行加强设计，提高结构的整体稳定性。
4. 耐磨材料应用设计1.使用耐磨材料：为了降低维护成本，可以在液压支架的易损部位采用耐磨材料，如耐磨铸铁等。
2.防止磨损设计：在设计过程中考虑液压支架易磨损部位的结构优化和表面处理，以有效延长使用寿命。
矿山机械液压支架存在的故障及改进措施
矿山机械液压支架存在的故障及改进措施摘要：随着矿山工程技术的发展，液压支架作为矿山机械的重要组成部分，在现代矿山生产中发挥着至关重要的作用，然而，液压支架仍然面临着许多故障隐患，影响其性能和安全性。
本文将详细分析矿山机械液压支架存在的故障问题，并提出相应的改进措施，通过探讨和实施这些改进措施，旨在提高液压支架的性能，降低故障率，为矿山行业的安全生产和效益提供更有力的保障。
关键词：矿山机械；液压支架；故障及改进引言：矿山机械液压支架是现代矿山开采中不可或缺的设备，用于维护矿井的稳定及抗压等，保障矿工安全。
然而，液压支架故障频发会带来安全隐患和生产损失，主要故障有液压泄漏、支架失稳和控制系统失效等。
为提高液压支架性能和安全性，改进措施包括优化设计、选用高性能材料、采用先进传感器及控制技术和加强日常检查维护，这些改进措施将降低故障率，提高矿山生产安全。
一、矿山机械液压支架的结构原理矿山机械液压支架是用于煤矿开采过程中维护巷道稳定和确保工人安全的重要设备[1]。
它主要由顶梁、立柱、底架构、液压系统等部分组成。
顶梁是支架的主要承载部分，负责承受巷道顶板的压力，将其传递给立柱，顶梁通常采用强度高、刚性好的梁型结构设计；立柱是支架的支撑部分，连接顶梁与底架构，立柱可分为单柱和双柱结构，主要由钢材制成，液压缸或液压马达位于立柱内，通过输送液压油来调节支架的高度，实现支撑与回撤。
底架构是支架的基础，主要承担支持立柱的作用，通常由底梁、滑移机构和足架等部件组成，滑移机构用于支架的移动，足架用于固定支架和分散地压。
液压系统包括液压泵、液压阀、油缸、液压管道和油箱等部件，液压系统为支架提供动力，通过调节油压来实现支架的升降、支撑和移动。
二、液压支架的常见故障（一）支架失稳液压支架失稳是矿业中常见的故障，通常由支架倾斜或倾倒引起，这种故障可能导致其他设备倾倒，处理困难，消耗时间，影响矿业效率。
液压支架失稳可能由多种原因导致[2]。
矿用液压支架质量研究及维修措施
矿用液压支架质量研究及维修措施摘要：随着我国的科技在不断的发展以及社会的不断进步，液压支架在矿产资源生产和开采的过程中发挥着极为重要作用，但是由于种种原因，矿用液压支架容易出现各种各样的问题。
而本文对矿用液压支架出现的故障以及相关的维修措施做了一定的总结。
相关的工作人员也应当努力改进，在矿用液压支架出现问题时及时找到问题的根源，并采取相应的解决措施。
关键词：矿用液压支架；常见故障；维修措施引言煤炭企业是否提高产量和效率，关键在于煤矿开采过程中采用的机械设备是否具备现代性和科学性。
液压支架作为煤矿开采中唯一的支撑保护装置，其工作的性能和安全性直接影响着作业的生产和人员的安全。
由于设备的使用是有年限的，并且在操作过程中也可因设备质量问题或是人为因素而产生一些故障，加之煤矿所处环境和地质情况对设备的种类、性能等方面的要求不同，液压支架的故障维修也呈现出多样性和复杂性。
因此加强对设备的管理，正确了解设备结构和功能，提升自身的维修技能，才能在面对设备故障时应对自如。
1液压支架工作原理液压支架属于一种利用液体压力产生支撑力并以此实现顶板支护和管理的液压动力装置，是由若干液压元件与一些金属构件按照一定连接方式组合而成的设备，其工作原理为依靠高压液体、立柱和相应的动力千斤顶实现对液压支架的升降移动。
液压支架在煤矿开采作业中发挥着重要的作用，其主要是通过支撑和维护顶板为井下作业提供安全的支护，因此液压支架的主要功能就是支护和前移。
由于液压支架工作环境比较恶劣，因此在具体的使用过程中容易出现故障，结合相关的工作经验，液压支架所存在的质量问题主要表现为：一是液压系统元件出现故障。
根据液压支架工作原理分析，液压支架控制和操纵元件是整个液压支架移动的关键，但是随着液压支架的使用，其受煤炭粉尘等因素的影响，导致一些元器件磨损较大，从而造成元件出现故障。
二是液压系统的连接销轴出现故障。
连接销轴处于液压元件及结构件的连接处，由于液压支架的频繁使用或者较大的负荷导致其出现弯曲磨损的现象，影响其使用寿命。
矿山设备液压支架存在的故障及改进措施
矿山设备液压支架存在的故障及改进措施摘要：液压支架主要由液压元件所组成的控制系统和由结构元件所组成的框架系统两部分构成，是一个集合性的液压设备。
液压支架利用支撑顶板，可实现自动移架，是矿山生产过程中十分重要的机械设备。
在矿井运行过程中，使用液压支架能够有效隔离采空区，同时也能够起到一定的控制和支撑顶板的作用，能有效保证工作人员的安全。
液压支架在使用过程中会发生故障，因此要针对发生的故障进行深入调查和分析，采取针对性的措施进行排除和防范，有效保证矿山高效率、高质量运行。
关键词：矿山机械;液压支架;故障;改进措施引言现阶段，液压传动在矿山机械中得到了广泛的应用，已由最初工作装置转变成当前行走、制动与操作系统控制等方面，几乎是普遍使用。
虽然此类装置有着诸多优点，但是极易出现故障也是其最大的缺点，因为导致故障的原因较多，因此一旦出现问题便会对作业进度产生影响，如果问题过于严重还会造成一定经济损失。
相较于其它装置，液压设备内部结构独特，因此维修难度极高，而这也就给设备处理带来了更大的挑战，按照故障形成原因进行具体分析，从而为相关故障解决提供有力依据极为关键。
1矿山机械设备的运行特点1)工作性质特殊矿山设备在整个操作过程中不可避免地要承受较高的负载，通常以高速运行，且需要确保生产进度和生产效率而必须承受重负荷。
因此在工作过程中会发生连续的冲击和振动。
在这些现实的工作条件下，随着时间的推移，机器零件本身会过度磨损。
由于损坏程度相对较高，因此很容易增加发生安全事故的可能性。
2)工作环境恶劣由于采矿操作本质上是特殊的，因此机器和设备的实际工作空间狭窄、密闭，空气流通不好，并且长时间处于多尘环境下的实际工作环境非常恶劣。
尘土飞扬的条件导致采矿机械出现某些操作故障。
3）工作时间长矿业生产为中国经济发展的道路上提供了重要的资源。
但是，大多数矿山员工分三班倒工作，机械和设备持续运转。
因此，始终处于不间断的操作负载下，随着时间的推移，采矿机械可能超过能承受的负载，从而导致安全事故。
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大水头煤矿ZFS3600/17/28型液压支架销轴的改进措施【摘要】本文应用静力学数值模拟分析手段，分别对各种工矿下的zfs3600/17/28液压支架推移框架的销轴进行有限元数值模拟分析和研究，从而为改进液压支架的零部件质量，提高生产效率奠定一定的理论基础。
【关键词】液压支架销轴；静力学；分析
1.地质概况及问题提出
大水头煤矿是靖远煤业集团下属矿井，地处甘肃中东部，煤层赋存以“鸡窝煤”为主，是全国罕见的“双突”矿井，煤层属于“三软”煤层。
目前采煤方法主要采用综采放顶煤技术。
由于该矿井煤层顶板软、底板软、煤质软，因此所用支架在推溜和移架的过程中，经常出现销轴的挤压变形及剪切破坏，虽然为一个简单的销轴，但严重影响生产效率的提高。
通过现场调查分析，推移框架销轴破坏的原因主要取决于顶底板状况、煤岩性质、煤层倾角、矿山压力、工人素质等诸多方面。
鉴于此，建立有限元分析销轴的受力情况，以改善它的结构和性能是必要的。
2.销轴工况分析
在液压支架中销轴是用来连接支架结构件部件的，起联接、紧固作用，如推移框架与千斤顶连接部位就采用销轴。
其结构如图2-1所示，材料通常采用40cr钢。
在实际工作过程中，由于附加载荷的作用，使得销轴变弯甚至剪断的现象时常发生，给工作机构带来严重的冲击和振动，严重地
影响了矿井的正常生产，因而对其的受载分析不得不引起设计者的高度重视，所以本文以推移框架与运输机联接耳板处的销轴为例，对其进行数值模拟分析。
从而为销轴的优化设计、静力分析、制造工艺等方面提供一定的理论依据。
对其销轴所受载荷进行简化，作用在销轴上的正常载荷如图2-2所示，包括：输送机的拉力和推移框架的作用力，即f和f1、f2。
弹性模量e=2.07×105mpa，泊松比μ=0.3，屈服极限σs=265mpa。
3.销轴计算模型的建立
销轴建模采用自底向上的实体建模方法，根据销轴的结构特点可以考虑用旋转的方式来完成基本造型，用剖面的一半绕对称轴旋转以形成销轴体。
即利用面体素中的矩形形成一个平面(如图3-1
所示)，而后利用这个平面绕其中心线进行旋转而生成轴体(如图
3-2所示)。
进行有限元划分时，首先必须作结构分析，确定单元类型。
从有限元理论知，用三维实体单元来描述销轴结构，更能反映销轴的实际状况。
若采用4节点四面体单元，其刚度太大，不能准确反映销轴的实际状况，因此选用ansys中的solid92单元进行网格划分。
该单元为四面体10节点三维实体线性单元，每个节点有3个移动自由度。
单位划分是通过ansys自带的自由网格划分方法进行，结果如图3-3所示。
已知销轴的弹性模量e=2.07×105mpa，泊松比取0.3。
4.静力学数值模拟结果分析
4.1 销轴的应力场分析
根据销轴工况给其加载，即输送机约束加在与输送机接触的bc 段，推移框架的约束分别加在a、d处，结果如图4-1所示。
进行求解后，销轴y方向应力分布状况如图4-6(a)，等效应力场即应力等值线均用von mises准则下的主应力，即弯曲应力和剪应力共同作用的等效应力，如图4-6(b)。
颜色段由浅到深，表示应力分布由小到大，每种颜色代表一个应力区间，最大应力在bc段，其应力值为22.145mpa。
4.2 销轴的应变场分析
销轴y方向应变场分析结果如图4-3(a)，等效应变场即用von mises准则下的主应变为弯应变和剪应变的复合应变，y向应变主要是弯矩作用的结果，如图4-3(b)。
分析结果表明，同时存在弯应变和剪应变，弯应变所占的比重更大，对销轴的影响更明显，因此要重点考察y方向的变形，而x 方向的应变也不可忽视。
4.3 改进意见
分析结果表明，同时存在剪应力和弯曲应力，最大应力和最大应变均出现在bc段中部，即与输送机连接头接触处，销轴这一部位易损坏。
可采取以下措施来改进：
①减小各部件的配套间隙和与销轴的配合间隙，即优化其配合精度，从而减小销轴的弯曲应变。
②进行改进工艺措施，提高销轴强度。
③在销轴材料的选用上考虑选用屈服极限较大的钢材，从而保证销轴良好的机械性能。
5.经济效益
大水头煤矿用此办法对所有推移框架与千斤顶连接部位铰接销轴进行设计改造，改造后的销轴在实践应用中很少出现类似问题，大大地改善了支架的工作效率和使用寿命，提高了生产率，投入很少的改造费用获得了巨大的经济效益。
作者简介：靳克应，甘肃天水人，硕士，工程师，主要从事大水头煤矿的矿山机械设备的理论与实践研究。