单体液压支柱三用阀拆卸装置的研制与应用

高宝安 王继伟 高家旺

（枣庄大兴矿业有限责任公司，山东 枣庄 277319）

1 概况

单体液压支柱是煤矿井下重要的支护材料之一，根据《煤矿安全规程》第一百条要求:“单体液压支柱，在采煤工作面回采结束后或者使用时间超过8 个月后，必须进行检修。检修好的支柱，还必须进行压力试验，合格后方可使用。” 据不完全统计，大兴公司一年要有13000 多棵单体液压支柱需要升井检修，而检修支柱必须拆卸三用阀。一般情况下，在下井使用时间较短的单体液压支柱三用阀容易拆卸，使用时间稍长的三用阀拆卸极其困难。因为三用阀与单体活柱进液孔是紧密连接的，再加上采煤工作面淋水中含氟量大、条件差等其他不利因素，加剧了三用阀外部的腐蚀性，其表面形成的污垢促使三用阀与单体活柱孔“熔接”的更紧密。实际工作中，支柱右阀筒的拆卸可以靠丝扣旋转力自动退出，而左阀筒只有靠人工用尖锤将其砸出，砸出后的阀套普遍存在防飞端铆头或“一字”螺栓凹入，把左阀筒丝扣砸坏，造成配件的损坏，增加了吨煤成本。因此，制作一个简便实用的专用工具至关重要。

2 拆卸装置的设计

（1）根据左阀筒的直径、长度及卡板外径选择长筒螺母。长筒螺母的主要作用是当作左阀筒上提的支撑点，另一方面是将螺纹杆的作用力持续性地传递到左阀筒上，从而将左阀筒拉进螺母套筒的内螺孔里，脱离单体液压支柱。如图1 所示。

图1 结构设计图

（2）根据左阀筒端的外形制作一个操作方便快捷的卡板，卡板的一面与螺纹杆连接且能互相自由转动，不受螺纹杆转动影响。该配件除要求有足够的机械强度外，还必须连接可靠、结实耐用。

（3）由于梯形丝杆的直径较大，为便于使用，在梯形丝杆的上端焊一个过渡杆，在过渡杆的另一端作成加厚型六棱，便于手动或风炮气动扳机操作。

（4）根据右阀筒端部的直孔，选用中碳圆钢加工一个F 形卡板。在F 形卡板的另一端制作加厚型六棱，便于风炮气动扳机操作。左右阀筒使用统一型号的套头。

（5）选用大扭力风炮扳手及铬钼合金钢套头。

3 加工制作

（1） 选 用Φ80×150mm 中 碳 圆 钢， 加 工M68×150mm 长筒螺母，螺纹丝壁厚不小于8mm，保证使其有足够的强度。如图2 所示。

图2 长筒螺母（单位：mm）

（2） 选 用Φ70×70mm 中 碳 圆 钢， 加 工M68×70mm 梯形螺纹杆，在梯形丝杆的下端侧面8.5mm 位置钻Φ5×22mm 孔，并攻M6 丝扣。如图3 所示。

图3 梯形丝杆（单位：mm）

（3） 在M68×70mm 梯 形 丝 杆 底 部 钻Φ21×16mm 孔，在孔深6mm 位置Φ21 外壁上加工Φ5×2mm 的凹槽。如图4 所示。

图4 梯形丝杆（单位：mm）

（4）选用Φ20×26mm 中碳圆钢，在圆钢一端5mm 位置加工Φ5×2mm 凹槽。将Φ20×26mm圆钢的一端与卡板焊接，Φ20×26mm 凹槽端插入梯形丝杆的下端Φ21×16mm 的孔内，再从M68×70mm 丝杆的侧面孔中放进Φ4mm×15 个小钢球，然后用M6 螺栓将丝孔封堵。如图5 所示。

图5 梯形丝杆与卡板（单位：mm）

（5）在Φ27×150mm 圆钢一端制作M24 加厚型六棱，在距六棱端部30mm 位置钻Φ13mm 通孔（留作手把用），Φ27×150mm 圆钢的另一端与梯形丝杆上端焊接。本装置加工和组装完成。如图6所示。

图6 三用阀拆卸装置（单位：mm）

（6）根据右阀筒端部Φ27 的直孔，选用Φ25中碳圆钢加工一个F 形扳手，在F 形扳手另一端加工M24 加厚型六棱，连接风动工具套筒，同时又可与左阀筒统一使用。如图7 所示。

图7 F 形扳手（单位：mm）

（7）选用工业级1/2 大扭力气风炮动扳机子及CR-MO 铬钼合金钢套筒头24mm。

4 拆卸装置的使用方法

（1）将M24 套筒装在风炮的端部，风炮选择反转，将F 形扳手卡在右阀筒孔内，扣动风炮反向旋转。2s 即可将右阀筒从单体液压支柱上卸下。

（2）将拉拔器六棱插入风炮套筒内，调节拉拔器卡板到丝母端口处，用卡板顺着左阀筒两侧的直口将阀筒完全卡住，扣动风炮反向旋转。3s 即可将左阀筒从单体液压支柱上卸下。

（3）将风炮正旋转，拉拔器卡板返回到丝母端口处，卸下左阀筒。10s 即可完成一次循环操作。如需继续使用，可重复此操作方式。

5 工效及经济分析

（1）通过液压支柱三用阀拆卸装置在大兴公司投入使用效果与原始拆卸方法比对分析，改造前三用阀拆卸平均每小时20 多个，改造后三用阀拆卸平均每小时130 多个，工作效率提高了6 倍多。

（2）改造前三用阀拆卸必须靠尖锤砸，阀套损坏率达到80%以上，一年损坏10000 多个。按照阀套每个11.8 元计算，全年需要投入材料费12 万余元。改造后除个别阀套使用磨损，阀套损坏率仅有5%左右，全年减少阀套材料费投入11 万余元。