综放工作面液压支架拉后溜机构的优化设计

刘新华

(1.煤炭科学研究总院 开采设计研究分院，北京 100013；2.天地科技股份有限公司 开采设计事业部，北京 100013)

综放工作面液压支架拉后溜机构的优化设计

刘新华1,2

(1.煤炭科学研究总院 开采设计研究分院，北京 100013；2.天地科技股份有限公司 开采设计事业部，北京 100013)

针对综放工作面液压支架拉后溜机构在井下使用中经常出现螺栓锈蚀、压板螺栓拆装困难、螺栓受剪断裂等问题，从拉后溜机构链环卡与链条的连接方式、链环卡结构形式、链环卡受力等方面对常规拉后溜机构进行了优化设计，通过分析对比得出，优化设计后的拉后溜机构在使用、可靠性方面均有较大优势。

综放工作面； 液压支架；拉后溜机构； 链环卡

综放开采中，后部刮板运输机的前移主要依靠拉后溜机构来完成，后部刮板运输机通过拉后溜机构与液压支架连接。拉后溜机构中关键的零件是链环卡，其主要作用是连接拉后溜千斤顶与圆环链条[1-2]。目前常用拉后溜机构在使用过程中常出现压板螺栓生锈不易更换或螺栓断裂等问题。这些问题的出现主要是因为链环卡结构缺陷所致，所以有必要对链环卡的结构进行优化设计。

1 拉后溜机构分析

1.1 拉后溜机构组成

目前，国内常用的拉后溜机构如图1所示。拉后溜千斤顶通过销轴与链环卡连接，圆环链条通过压板、螺栓、弹簧垫圈进行固定。

图1 放顶煤支架拉后溜机构

1.2 常规拉后溜机构缺点

拉后溜机构中链环卡与圆环链条通过螺栓与压板进行固定，在井下实际使用过程中存在下述缺点：一是螺栓容易锈蚀、不易拆卸；二是结构复杂，链环卡上的内螺纹锈蚀、磨损、变形失效，导致链环卡功能失效；三是链环承载后，平圆环链不能保持水平状态，链环受力状态复杂；四是在使用时圆环链的调整不方便、维护困难。出现以上问题的主要原因是链环卡的结构不合理[3]。

1.3 链环卡结构分析

常用链环卡结构如图2所示，主要特点一是链环卡上设计有螺纹孔；二是卡槽内壁与水平面垂直。

图2 常用链环卡实体模型

1.4 链环卡受力分析

拉后溜机构受力状态如图3所示，在拉后溜过程中平圆环链主要承载后溜拉力，但因链环卡结构设计限制平圆环链轴线与后溜千斤顶轴线不在一个平面(如图1所示)，安装时平圆环链也不能处在水平状态，这些因素导致在拉后溜过程中要产生向上分力F3，若F3超过螺栓许用载荷，会使螺栓断裂或损坏[4]。

图3 常用链环卡受力示意

2 拉后溜机构优化设计

2.1 改进后的链环卡

改进后的链环卡如图4所示，与常规链环卡相比，其主要特点是取消螺纹孔，增加平圆环链限位销轴安装孔与平圆环链限位凸台，同时在链环卡中下部设计长孔。

图4 改进后链环卡实体模型与平面

2.2 改进后的拉后溜机构

改进后的拉后溜机构如图5所示。

图5 改进后放顶煤支架拉后溜机构

拉后溜千斤顶通过销轴与链环卡连接，圆环链

条中的平圆环链卡在链环卡中，通过链环卡上的凸台限制其自由度，销轴限制其向上摆动。这种连接方式结构简单、可靠，圆环链条长度调整方便，并且在拉后溜过程中，只有1节平圆环链与链环卡产生相互作用力，立圆环链可上下自由转动，平圆环链始终处于近水平状态，受力状态简单。销轴连接方式在井下也容易拆装。

3 两种拉后溜机构的对比

两种拉后溜机构的主要区别在于链条与链环卡的连接方式和链环卡结构，从连接方式上对比，常规拉后溜机构链条与链环卡的连接方式复杂，连接需要压板、螺栓和垫圈，螺栓容易锈蚀，井下安装、拆卸困难，螺栓受力后容易断裂损坏，链环卡上的内螺纹锈蚀、磨损、变形后容易失效，最后导致链环卡功能失效。优化设计后的拉后溜机构链条与链环卡的连接方式简单可靠，连接仅需要销轴与B形销，这种连接方式克服了常规拉后溜机构连接方式的缺陷[5]。

4 结论

拉后溜机构作为液压支架与后部运输机之间的桥梁在综放工作面开采过程中起着非常重要的作用，拉后溜机构中任何零件的损坏都会对正常生产产生影响[6]，以上通过对两种拉后溜机构的分析对比得出，优化设计后的拉后溜机构在使用、可靠性方面均有较大优势。

[1]王国法.液压支架技术[M].北京：煤炭工业出版社，1999.

[2]王国法.放顶煤液压支架与综采放顶煤技术[M].北京：煤炭工业出版社，2010.

[3]李明忠，刘珂珉，曾明胜，等.大采高放顶煤开采技术及其发展前景[J].煤矿开采，2006，11(5)：28-29，43.

[4]马鸿君.综采放顶煤工艺在西峪煤矿的应用[J].科技情报开发与经济，2009(14)：219-220.

[5]张树立，王文强，李学军.急倾斜特厚松软易燃煤层综放开采技术与实践[J].煤矿开采，2004，9(2)：25-27.

[6]乔庆煌，高森林.高瓦斯极软特厚煤层综采放顶煤回采经验[J].煤矿开采，2005，10(6)：46-48.

[责任编辑：邹正立]

OptimizationandDesignforPullingRearConveyorStructureofPoweredSupportinFull-mechanizedCavingMiningFace

LIU Xin-hua1,2

(1.Coal Mining & Designing Branch, China Coal Research Institute, Beijing 100013, China; 2.Coal Mining & Designing Department, Tiandi Science & Technology Co., Ltd., Beijing 100013, China)

For the problems of pulling rear conveyor structure of powered support in full-mechanized caving mining face, including bolt corrosion, dismounting difficulty and shearing failure, optimization design was made from linkage manner of link card and chain, link card structure form and link card stress.It was obtained that optimized structure showed advantage in utilization and reliability.

full-mechanized caving mining face; powered support; pulling rear conveyor structure; link card

2014-03-07

10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2014.04.014

国家高技术研究发展计划(863计划)：两柱式超强力放顶煤液压支架研制(2012AA06A407)

刘新华(1976-)，男，内蒙古察右中旗人，硕士研究生，工程师，从事液压支架等煤矿支护设备的设计研究工作。

刘新华.综放工作面液压支架拉后溜机构的优化设计[J].煤矿开采，2014，19(4)：48-49.

TD355.41

A

1006-6225(2014)04-0048-02