标准化在液压支架立柱千斤顶设计中的应用

刘兴亚 刘安锋 刘明磊

兖矿东华重工有限公司 山东济宁 273500

企业标准化工作的目的主要是在企业内部对技术、生产、质量工作进行约束和规范，以此将企业生产经营中的有效管理经验、手段和方法以标准的形式落地、固化，用于指导企业以后的生产经营活动。设计标准化工作能有效促进技术阶梯式进步、升级，并最终体现在产品质量及企业经济效益的提升。

兖矿东华重工有限公司以提高产品质量和效益为中心，在液压支架产品设计工作中运用标准化手段，改善传统设计过程缺陷，提高设计质量、效率以及整体产品质量。下面对液压支架立柱千斤顶设计中的一些标准化方法及过程进行总结。

1 液压支架立柱千斤顶设计标准化必要性

随着近年国家煤炭资源的整合、产能的释放，国内千万吨级高产煤矿不断涌现，且产能逐年提升。为满足产能要求，矿井对于采煤、支护、输送等关键煤机装备工作稳定性和质量可靠性要求越来越严格。同时，在国家推行高端装备制造的背景下，煤机装备也向着高端化、品质化方向发展。原有的一些行业规范、企业要求已经不能满足液压支架高质量、高标准的需要。因此以标准化手段对液压支架的生产制造全过程进行约束显得十分必要。

液压支架是煤矿综采工作面的关键支护设备，它的主要作用是支护采场顶板，维护安全作业空间，推移工作面采运设备。液压支架工作过程中的升/降架、打开/收回侧护板、推溜、移架、拉后溜、放煤等动作都是由各个对应的立柱、千斤顶提供动力而产生。因此立柱、千斤顶是液压支架的主要液压执行元件和承压构件。为满足各种支护高度要求、保证开采工作中的支护姿态和各类功能的实现，就造成了液压支架立柱、千斤顶种类相对较多。

为了提高产品性能、减少产品零部件的类别、提高零部件的通用性，立柱千斤顶设计采用标准化手段对千斤顶外圆直径、缸径/杆径匹配关系、结构连接尺寸、活塞和导向套结构、密封布置方式及技术要求等进行规范。最终制定了《液压支架用千斤顶标准化》企业标准，包含液压支架用千斤顶命名方法及图号编写规则。同时规范了千斤顶与结构件的关联结构及尺寸，重新标准化了千斤顶活塞、导向套、接头、承压焊缝的结构。

设计人员按照标准化要求设计的零部件要比创新设计可靠许多。在设计输出时，无论是图纸的图幅、标注的字体，还是各个零件图之间的配合、每个尺寸的规范，都存在一个有据可查的标准。因此，液压支架立柱千斤顶的标准化，对于规范设计标准，提高设计质量和效率意义显著，顺应煤机装备的高端化、品质化的发展要求[1]。

2 立柱千斤顶接头标准化案例介绍

兖州煤业股份有限公司下属煤矿众多，各矿使用国内不同煤机制造企业的液压支架装备。在立柱千斤顶用焊接接头及螺纹接头设计方面，各液压支架制造商均按照自己需求设计，无统一标准，造成接头品类较多。接头种类的多样性，造成接头在井下使用过程中损坏后，修复或更换都需要测量损坏件的连接尺寸，以免配套尺寸出错，导致设计工作量、设计失误风险的增加，延长了设计周期。

目前，仅兖矿东华重工有限公司液压支架立柱千斤顶用焊接接头和螺纹接头就多达600余种。接头种类的众多，带来了使用混乱和不便于生产储备的问题。当加急生产需求时，经常因焊接接头的供货周期较晚，造成整个生产周期延误，严重影响生产接续。

2.1 标准化目标

立柱千斤顶用接头标准化工作旨在提高接头性能和通用性，减少接头种类，进而提高设计质量和效率，提高立柱千斤顶生产或维修周期。

2.2 标准化方法

依据GB25974.2-2010《煤矿用液压支架第2部分：立柱和千斤顶技术条件》、MT/T986-2006《矿用U形销式快速接头及附件》的标准要求，结合多年设计及使用情况，按照根据可焊性统一接头材质，根据挡销、快速接头、连接阀件结构形式优化接头外形尺寸的思路，对焊接接头及螺纹接头进行重新设计。在满足不同功能立柱千斤顶的使用要求的前提下，扩大单类接头使用覆盖面，实现接头通用化。

立柱千斤顶用焊接接头及螺纹接头的标准化思路确定后，首先通过梳理各类接头使用要求和原有设计图样、收集整理客户方及生产单位反馈信息，进行接头的优化改进。然后按照不同功能需求将接头类零件分为十二大类，确定各类名称。使用类别代号、系列代号、公称通径代表数字、适用缸径范围数字、材质代号标识，对各大类下不同型号接头进行区分命名。

随后按照公司内部图纸技术要求编写规范，统一各类接头类零件技术要求，形成图纸原型。最后经图纸审核及生产验证后，编制《液压支架立柱和千斤顶接头类零件分类命名规范及图册》，对接头类零件术语、定义、分类命名规则等内容进行明确说明，固化设计结构。设计选型手册建立后，原则上所有焊接接头及螺纹接头的设计选型，均依据设计选型手册执行，并为采购及安装使用提供依据。如存在特殊需求或功能，现有接头设计确实不能满足选型要求时，再另行设计，并对手册进行修订完善。

2.3 标准化成效

通过对接头接口大小、功能要求、连接尺寸、可焊性、挡销结构等的统一规范设计，初次标准化接头种类从600余种减少至300余种。经过二次优化，种类减少至110余种，大幅降低了接头种类。最终达到接头种类较少、覆盖面较广、便于焊接等目的。有效提高立柱千斤顶设计质量、效率，为接头类零件生产储备提供了便利，缩短了液压支架立柱千斤顶生产、维修周期。

3 结语

标准化手段在液压支架立柱千斤顶设计中的应用，提高了标准化程度，有效规避了很多设计风险，提高了立柱千斤顶设计图样输出速率。作为产品的源头，设计标准化程度的提升，更好地满足了生产需求，对企业产品质量的提升和整体运营管理影响重大。同时对于实现产品的快速设计和快速更改，加快产品研制步伐，建设数字化企业研发平台意义重大，也为立柱千斤顶产品的后续模块化设计奠定了坚实的基础。