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摘要：为缩短液压支架立柱与千斤顶的试压充液时间，提高试压效率和安全性，研制了液压支架立柱与千斤顶试压系统。该试压系统流量大，充液、增压快，换向快捷省力，性能稳定，试压效率高，密封性和保压性好，操作简单、便于维护。
关键词：液压支架; 立柱; 千斤顶; 试压系统
Pressure Testing System Development for Hydraulic Support Column and Jack
YUE Jin-zhuZhai Cai-ying
(Shandong Tiansheng Mine Equipment Co., Ltd., Zibo 255129, China)
Abstract: In order to shorten the pressure testing fluid charging time of hydraulic support column and jack, and improve pressure testing efficiency and security, a pressure testing system for hydraulic support column and jack is developed. The flow of the pressure testing system is high, and fluid charging and pressure increase is fast, and the reversing is rapid and labor-saving, and the property is stable, and pressure testing efficiency is high, and the operation is easy, and the maintenance is convenience.
Key words: hydraulic support; column; jack; pressure testing system
中图分类号：TD355文献标志码：A文章编号：
0 前言
液压支架是现代化煤矿综采工作面的主要支护设备，液压支架立柱与千斤顶是在液压支架工作中承受顶板载荷、调节支架位姿的重要承载部件。随着煤矿开采的机械化、自动化和安全高效的发展要求，液压支架特别是大采高支架被广泛应用到一个又一个现代化矿井，高产高效更成为用户的首选。高端大采高支架所选用的立柱与千斤顶缸径也越来越大，为提高生产效率和保证质量，这就要求立柱与千斤顶的试压能够安全高效，为此研制了一种流量大、结构简单、操作简便，价格低廉、性能可靠的大流量试压系统，以适应市场的需求和满足日益繁重的试压生产任务。
1液压系统设计
由电机带动柱塞泵工作，柱塞泵从装有过滤器的乳化液箱中吸液，经过油泵把有一定压力的油液送到右阀组，右阀组通过液控单向阀再把压力、流量受到控制的乳化液经增压缸排出到左操纵阀组。右阀组1手把推左位时，被试件经减压阀进行减压后进行2Mpa低压试验，推右位卸载。右阀组2手把推左位时，被试件充液，同时增压缸收回，推右位时，增压缸容积变小，乳化液受压形成高压排出。左阀组控制被试件的换向及直接卸载。如此往复循环，完成被试件的密封、动作试验。进行高压试验时，低压截止阀要关闭，低压试验时，截止阀打开。高、低压溢流阀保证被试件高、低压密封、动作试验的准确性。液压系统结构原理图如图1所示。
1 低压溢流阀2 高压溢流阀3 高压表4 被试件5 增压缸6 液控单向阀7 换向阀8 减压阀9 截止阀10 低压表
图1 液压系统结构原理图
右阀组是液压系统的控制中心，通过它可以实现中断供液与高、低压密封、动作试验的转换。在试压过程中，如果要停止增压（供液），有两种方式，① 操纵阀手把居中位。② 可按电机停止按钮，整个系统停止工作。无论以何种方式停止向被试件供液，供液停止后，被试件仍将停止供液前的压力，可进行保压试验。待被试件试验完毕后，推左阀组手把即可卸载。
2 试压系统设计
考虑当前的生产需求和为以后扩大生产规模奠定基础以及缩短立柱与千斤顶试压充液时间，提高试压效率，选用125L/min柱塞泵为试验压力和流量的动力源，根据泵的使用要求选用75KW电机和低压电源控制柜。为能充分发挥大流量泵的功能，完成试压系统各项功能的控制阀均采用大流量阀，包括用于保压的350L/min大流量液控单向阀，用于各项动作控制的500L/min大流量操纵阀。
试压系统的主要技术特征：
柱塞泵额定压力：31.5Mpa
柱塞泵流量：125L/min
许用最大压力：80Mpa
增压器增压比：2.5
工作液：95%水＋5% 乳化油
电机功率：75KW
换向阀：流量500L/min、额定压力：40Mpa
液控单向阀；流量350L/min、额定压力：50MPa
试压系统具有如下特点：
(1) 系统流量大，充液、增压快、换向快捷省力，性能稳定，试压效率高。
(2) 系统充液、增压、卸载、换向由大流量操纵阀来完成，此阀用特殊结构平衡了绝大部分液压力，在做到特大过流通道的同时，又保证小的操作力，保证了进液口、回液口的高低压良好的密封性能。
(3) 保压系统设有350L/min大流量液控单向阀，本元件通径大、體积小、流量大、液阻小、密封好、阀副采用橡胶垫配环形端面阀座密封，顶杆双极卸载，彻底消除卸载液压谐振，使用寿命长，阀垫损坏后易于更换。
(4) 稳压性能好，试压系统保压系统均采用橡胶垫与环形端面阀座密封，既简单密封性能又好，并尽量减少密封环节，因而使其具有了良好的保压性能。
(5) 系统压力高，除能进行正常的压力试验外，还可进行1.5倍强度试验及72Mpa以下的超高压试验。
(6) 采用辅助接口、一机多用。试压系统在结构上增加辅助接口，在用途上除检测立柱、千斤顶密封、动作试验外，还可进行综采液压支架上各种阀的密封、动作试验和安全阀的调定。
(7) 操作简单、便于维护，试压系统在各种功能部件的设计上力求元件化，以便于组装和调试，也有利于维修时的检测；在结构设计上力求元件布置集成化，形成集中控制，便于操作，也减少了连接管路；另外，外购液压元件都采用标准件，互换性好，主要易损密封件均采用液压阀自身的密封垫，更换十分方便。
(8) 试压系统设有空载启动装置，避免了启动时的瞬时负载冲击，启动较平稳。设有高、低压溢流阀，保证被试件高、低压密封、动作试验检测时的准确性。
3 结语
研制的试压系统从2004年4月份在我厂投入使用至今，先后完成液压支架立柱与千斤顶的试压任务8万余次，试压效率比原来提高近10倍。试压系统质量稳定、性能优良、易于制造、价格便宜，社会效益和经济效益都非常可观，有很好的发展前景和推广价值。
参考文献
[1] 刘树杰, 李丽, 刘树香. 大型液压千斤顶试压装置设计[J]. 装备制造技术, 2011, (9): 71-72.
[2] 周晓红, 李瑞春, 郭卫, 等. 采煤机液压制动器试压失效分析及压力校核[J]. 机械工程师, 2011, (1): 118-119.
[3] 陈知虎. 液压缸任意位置试压液压系统设计[J]. 科技创新与应用, 2012, (30): 101.
作者简介：
岳金柱(1977～)，山西阳泉人，工程师，毕业于郑州轻工业学院机械设计制造及其自动化专业，现在山东天晟煤矿装备有限公司从事煤矿液压机械设计等方面的工作。
翟彩迎(1979～)，山东淄博人，工程师，毕业于山东科技大学机械设计制造及其自动化专业，现在山东天晟煤矿装备有限公司从事煤矿综采支架液压系统设计等方面的工作。
关键词：液压支架; 立柱; 千斤顶; 试压系统
Pressure Testing System Development for Hydraulic Support Column and Jack
YUE Jin-zhuZhai Cai-ying
(Shandong Tiansheng Mine Equipment Co., Ltd., Zibo 255129, China)
Abstract: In order to shorten the pressure testing fluid charging time of hydraulic support column and jack, and improve pressure testing efficiency and security, a pressure testing system for hydraulic support column and jack is developed. The flow of the pressure testing system is high, and fluid charging and pressure increase is fast, and the reversing is rapid and labor-saving, and the property is stable, and pressure testing efficiency is high, and the operation is easy, and the maintenance is convenience.
Key words: hydraulic support; column; jack; pressure testing system
中图分类号：TD355文献标志码：A文章编号：
0 前言
液压支架是现代化煤矿综采工作面的主要支护设备，液压支架立柱与千斤顶是在液压支架工作中承受顶板载荷、调节支架位姿的重要承载部件。随着煤矿开采的机械化、自动化和安全高效的发展要求，液压支架特别是大采高支架被广泛应用到一个又一个现代化矿井，高产高效更成为用户的首选。高端大采高支架所选用的立柱与千斤顶缸径也越来越大，为提高生产效率和保证质量，这就要求立柱与千斤顶的试压能够安全高效，为此研制了一种流量大、结构简单、操作简便，价格低廉、性能可靠的大流量试压系统，以适应市场的需求和满足日益繁重的试压生产任务。
1液压系统设计
由电机带动柱塞泵工作，柱塞泵从装有过滤器的乳化液箱中吸液，经过油泵把有一定压力的油液送到右阀组，右阀组通过液控单向阀再把压力、流量受到控制的乳化液经增压缸排出到左操纵阀组。右阀组1手把推左位时，被试件经减压阀进行减压后进行2Mpa低压试验，推右位卸载。右阀组2手把推左位时，被试件充液，同时增压缸收回，推右位时，增压缸容积变小，乳化液受压形成高压排出。左阀组控制被试件的换向及直接卸载。如此往复循环，完成被试件的密封、动作试验。进行高压试验时，低压截止阀要关闭，低压试验时，截止阀打开。高、低压溢流阀保证被试件高、低压密封、动作试验的准确性。液压系统结构原理图如图1所示。
1 低压溢流阀2 高压溢流阀3 高压表4 被试件5 增压缸6 液控单向阀7 换向阀8 减压阀9 截止阀10 低压表
图1 液压系统结构原理图
右阀组是液压系统的控制中心，通过它可以实现中断供液与高、低压密封、动作试验的转换。在试压过程中，如果要停止增压（供液），有两种方式，① 操纵阀手把居中位。② 可按电机停止按钮，整个系统停止工作。无论以何种方式停止向被试件供液，供液停止后，被试件仍将停止供液前的压力，可进行保压试验。待被试件试验完毕后，推左阀组手把即可卸载。
2 试压系统设计
考虑当前的生产需求和为以后扩大生产规模奠定基础以及缩短立柱与千斤顶试压充液时间，提高试压效率，选用125L/min柱塞泵为试验压力和流量的动力源，根据泵的使用要求选用75KW电机和低压电源控制柜。为能充分发挥大流量泵的功能，完成试压系统各项功能的控制阀均采用大流量阀，包括用于保压的350L/min大流量液控单向阀，用于各项动作控制的500L/min大流量操纵阀。
试压系统的主要技术特征：
柱塞泵额定压力：31.5Mpa
柱塞泵流量：125L/min
许用最大压力：80Mpa
增压器增压比：2.5
工作液：95%水＋5% 乳化油
电机功率：75KW
换向阀：流量500L/min、额定压力：40Mpa
液控单向阀；流量350L/min、额定压力：50MPa
试压系统具有如下特点：
(1) 系统流量大，充液、增压快、换向快捷省力，性能稳定，试压效率高。
(2) 系统充液、增压、卸载、换向由大流量操纵阀来完成，此阀用特殊结构平衡了绝大部分液压力，在做到特大过流通道的同时，又保证小的操作力，保证了进液口、回液口的高低压良好的密封性能。
(3) 保压系统设有350L/min大流量液控单向阀，本元件通径大、體积小、流量大、液阻小、密封好、阀副采用橡胶垫配环形端面阀座密封，顶杆双极卸载，彻底消除卸载液压谐振，使用寿命长，阀垫损坏后易于更换。
(4) 稳压性能好，试压系统保压系统均采用橡胶垫与环形端面阀座密封，既简单密封性能又好，并尽量减少密封环节，因而使其具有了良好的保压性能。
(5) 系统压力高，除能进行正常的压力试验外，还可进行1.5倍强度试验及72Mpa以下的超高压试验。
(6) 采用辅助接口、一机多用。试压系统在结构上增加辅助接口，在用途上除检测立柱、千斤顶密封、动作试验外，还可进行综采液压支架上各种阀的密封、动作试验和安全阀的调定。
(7) 操作简单、便于维护，试压系统在各种功能部件的设计上力求元件化，以便于组装和调试，也有利于维修时的检测；在结构设计上力求元件布置集成化，形成集中控制，便于操作，也减少了连接管路；另外，外购液压元件都采用标准件，互换性好，主要易损密封件均采用液压阀自身的密封垫，更换十分方便。
(8) 试压系统设有空载启动装置，避免了启动时的瞬时负载冲击，启动较平稳。设有高、低压溢流阀，保证被试件高、低压密封、动作试验检测时的准确性。
3 结语
研制的试压系统从2004年4月份在我厂投入使用至今，先后完成液压支架立柱与千斤顶的试压任务8万余次，试压效率比原来提高近10倍。试压系统质量稳定、性能优良、易于制造、价格便宜，社会效益和经济效益都非常可观，有很好的发展前景和推广价值。
参考文献
[1] 刘树杰, 李丽, 刘树香. 大型液压千斤顶试压装置设计[J]. 装备制造技术, 2011, (9): 71-72.
[2] 周晓红, 李瑞春, 郭卫, 等. 采煤机液压制动器试压失效分析及压力校核[J]. 机械工程师, 2011, (1): 118-119.
[3] 陈知虎. 液压缸任意位置试压液压系统设计[J]. 科技创新与应用, 2012, (30): 101.
作者简介：
岳金柱(1977～)，山西阳泉人，工程师，毕业于郑州轻工业学院机械设计制造及其自动化专业，现在山东天晟煤矿装备有限公司从事煤矿液压机械设计等方面的工作。
翟彩迎(1979～)，山东淄博人，工程师，毕业于山东科技大学机械设计制造及其自动化专业，现在山东天晟煤矿装备有限公司从事煤矿综采支架液压系统设计等方面的工作。