综采液压支架试验台的设计制造及工作原理

综采液压支架试验台的设计制造及工作原理

综采工作面液压支架试验是生产和检修支架工程中不可缺少的检测工作，遵照执行能源部《关于综采液压支架的检测标准》和国家《机械设计标准手册》设计制造支架检测试验装置，经主管部门验收，无论是液压原理，还是承载主体的机械性能等技术指标，均符合要求，对指甲检测达标，运行可靠，为企业节约资金，更为检修工作在质量、速度上提供了可靠的保障。

标签：液压支架；液压系统；液压支架试验台；承载加压主体

煤矿综采液压支架是综采支护的重要设备，对于支架的设计、制造、使用安装、检修都有着十分严格的技术标准要求，安全可靠的操作性能是确保稳定生产的前提。所以，高质量、高标准的检修和检测试验是液压支架的唯一。

1 液压试验台的设计原则

我厂是承修鹤岗分公司综采液压支架的主要单位之一，担负着全公司三分之一的液压支架检修工程，为确保支架各项性能达到整机技术要求，整机出厂的检验设备已经成为支架检修工程快捷、搞笑、安全的有效措施。但是外购一套工作阻力在2800～10600 KN之间的内加载式液压支架检测试验台需资金80万左右。为节约资金，为解我们企业的燃眉之急，我们组织全厂工程技术人员，查找有关技术资料，严格遵守机械制造行业的各项技术标准，严格按照《煤矿液压支架检修标准》MT312-200《液压支架通用技术条件》，以内加载的方式使支架在不同荷载作用时能够满足支架出厂性能试验的功能和要求，自行设计制造一台综采液压支架检测试验台。

2 液压试验台的设计原理

2.1 加压承载主体的设计原理

对支架试验台采用内加载的形式设计

支架试验主体分上下二箱为主体结构，采用厚度100mm （δ100）的锰钢板为主板（16Mn），箱体周边及内部加强筋为δ20 16Mn钢板，上下箱体连接为四根φ300mm.40cr圆钢立柱，使得上下箱体承载受力均布。箱体上部为适应较多架型的高度，设计为可调节的形式，配套安装的各种卡环、耳坐无论是材质、工艺严格执行国家标准选择加工处理，采用直流逆变二氧化碳焊接的方式，焊接时为保障主体结构尺寸的要求，采用分期、分段的焊接方法，有效的控制了工件的变形，从而保证安装时上下箱，四根立柱平面位移公差在设计的7mm之内。见承载主体结构见图1

2.2 试验台液压系统的工作原理，见图2

采用压力传感计数机采集，增加了设备的检测精度，方便技术归档查阅。

空载试验：先启动乳化液泵，排除管道空气后，将截止阀、管接头均关闭，如低压表显示的值为2Mpa左右（2Mpa是溢流阀1决定的，超过此值，溢流阀即卸压释放），说明乳化液泵系统工作正常。同时，它也是对试验工件的低压密封试验，如果发生泄漏，那就无需做下步增压试验了。

2.3 液压支架加载试验工作原理及检测方法

2.3.1 液压操作的工作原理

连接液压试验机与支架的管路，先使电磁阀工作在左位时，进行大流量进液使被测液压元件冲满，然后进行增压，此时增压缸左侧进液，右缸回液，观察P2压力表的压力会逐渐增大起来，如果增压缸的活塞向右移动的形成完毕P2 的压力表的压力仍升不到试验要求压力，那么可使电磁阀工作在右位，此时增压缸的右腔进液，左腔回液P2的压力会继续增高，直至增高到实验所需的压力。

2.3.2 空载形成试验

将被测的液压支架稳固在试验台承载中心位置，使支架、承载主体手里均匀，按支架一般试验方法要求反复操作支架，使支架反复升降、推拉等，每一动作不得少于3次，其速度不大于200mm/min，检查各项动作是否准确。灵活、无涩带、憋卡，所有管路液压元件无外漏现象。

2.3.3 最低启动压力试验

立柱在空载的工作状况下逐渐升压，分别测试记录各级缸、活塞和活塞杆腔的起动压力（在无背压状况下），测定活塞杆腔的启动压力，活塞杆腔的启动压力不得超过7.5Mpa（不计算底阀的压力损失）。

2.3.4 活塞腔的密封性能试验

将立柱升至2/3全行程，进行加压在1Mpa和110%额定工作压力下稳定5min，在相同温度和压力下不得下降或渗漏。

2.3.5 强度试验

①立柱升至最大行程，活塞腔内加压至额定泵压的125%，持续4-5min，导向套和活塞限位等机构不得产生永久变形和破坏，②将立柱升至最大行程进行加压，以110%的额定工作荷载进行加压持续4-5min，立柱、支架顶梁、连杆等机构不得产生永久变形和损坏。

2.3.6 安全阀测试

向被测阀供液加压至压力110%以上，使安全阀连续释放、溢流，控制操纵阀每2min开启一次，操作3次。

以上过程操作完毕后通过压力传感系统进行数据采集，进行综合技术分析，记录。

经过我们近半年多对试验台进行的市价操作测试，针对各种型号的支架试验支架316架（支架阻力在2800-4800kN），试验台液压操作部分运行状态稳定，各部分液压元件动作灵敏、可靠，压力传感器系统的数据采集，误差能控制在技术要求之内，试验台承载主体经过100Mpa压力试验，表面目测检查，无裂缝、开焊、变形等不正常现象。

实践证明此套液压支架试验台设计制造较为合理、实用，各项技术指标均能达到《煤矿综采支架的检测标准》，确保支架检修工程的质量，提高检修工程的速度，为企业节约资金45万元左右，同时也能解决我们检修完毕不能測试的难题，更为显著的是此试验台通过对我局新引进的大型综采支架（工作阻力在6800-10600kN）液压强度等各项技术的试验都能符合行业标准，是我局目前唯一的一套支架检测设备，从而也填补了我局此项工程的空白。

综采液压支架试验机的主要参数：型号：ZYS-N-80，加载方式：内加载，额定压力：80MPa，最高实验压力：100MPa，外型尺寸mm 长×宽×高4000×3000×4700最大允许设备实验尺寸mm长×宽×高3000×2120×3390。