千斤顶安装

千斤顶安装（精选七篇）

千斤顶安装篇1

新昌电厂一期工程为新建两台600MW机组的火力发电厂, 由中电投投资, 江西称诚达监理公司监理, 华中电力勘测设计院设计。

江西省二建承建的烟囱工程包括钢筋混凝土外筒和钢结构内筒两部份。

烟囱内筒结构为自立式钢结构筒体, 钢内筒直径为9米的直筒, 高度为240米, 钢筋混凝土外筒与钢内筒采用钢平台连接。上层钢平台与下层钢平台采取旋转钢爬梯连接。自立式钢内筒0.00～45.00米采用18mm厚的Q235钢板, 45～70.00米板厚22mm, 70～105.00米板厚14mm, 105.00～140.00米板厚14mm, 140.00～175.00米板厚12mm, 175.00～210.00米板厚10mm, 210～231.55米板厚10mm, 231.55～240米为不锈钢, 不锈钢为Ocr18Ni12MoTi。钢结构采用焊接连接, 焊缝质量等级为一级, 要求100%超声波检测。

钢内筒筒体部份及各层钢平台、钢梯部份的钢材总量约为1000吨。在2009年3月完成外筒和钢平台施工后, 开始施工钢内筒。传统施工钢内筒有气顶法、液压千斤顶顶升法、大吨位液压穿心式千斤顶钢绞线提升法等。本工程采用了大吨位液压穿心式千斤顶钢绞线提升法安装施工工艺。工程特点:高位烟道口一次安装到位, 一次吊点环梁安装布置提升就位, 设置砼支撑环梁简便、安全、节约高效。解决了气顶法不能高位烟道口同步安装, 需要二次高位安装烟道口, 增加施工难度和工期。液压千斤顶顶升法需要布置多道顶置梁和爬升轨道立柱, 焊接和用钢量大等缺点。该工法特有的钢筋砼环梁设置, 巧妙解决了在烟囱上布置多个大吨位穿心千斤顶的难题, 特别适合大口径单个钢内筒烟囱的安装。达到安全、简便、快捷、环保的多重效果。

1 工法特点

(1) 外筒施工阶段在外筒壁上增设一道钢筋砼环梁, 高度位置根据需要确定。此为大吨位穿心千斤顶的支撑梁。

(2) 提升系统由大吨位穿心千斤顶、液压油泵、高压油管、钢绞线等组成, 数量根据钢内筒重量计算确定。

(3) 提升过程中的千斤顶、钢绞线分批次受力, 钢绞线分批梳理, 可重复使用。

2 适用范围

适用于大型火力发电厂的钢筋砼套筒烟囱的钢内筒部分安装, 尤其适合单钢内筒烟囱的安装。

3 工艺原理

利用外筒壁上的钢筋砼环梁作大吨位液压穿心千斤顶的支撑部位, 通过液压穿心千斤顶的动作, 带动钢绞线往上运动, 钢绞线下端锚固在钢内筒的环梁上, 从而带动钢内筒上升。每上升一个标准阶段, 在底部联接上一个新的标准阶段, 一直将烟囱高度范围内的全部标准阶段安装完成。装置示意图如下:

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程图

4.2 操作要点

4.2.1 提升方案的确定

(1) 提升用穿心千斤顶位置的确定。

决定提升千斤顶的布置高度, 应根据烟囱内钢平台的设置、钢内筒的重量等来确定。一般应将千斤顶布置在某一钢平台标高层。高度确定后, 就确定了外筒施工时钢筋砼环梁的位置, 同时也确定了钢绞线分批次的长度、吊点锚固梁在钢内筒上的位置等参数。

(2) 提升千斤顶数量、钢绞线数量、批次的确定。

根据需要提升安装的钢内筒总重量, 计算提升千斤顶的数量, 确定临时吊点和吊点环梁的位置和结构, 最后确定钢绞线的批次、数量和长度。

(3) 确定钢绞线的穿入顺序和梳理方案。

根据钢绞线的批次、长度确定钢绞线穿入千斤顶的孔位, 进锚长度。先投入使用的批次应一次穿过上锚, 后投入使用的批次首次穿入时只穿过下锚, 在投入使用时再穿过上锚。根据不同批次, 确定梳理架方向和位置。

4.2.2 钢筋砼环梁的施工

根据所确定的方案, 计算环梁的结构配筋、预埋铁及留孔。在外筒施工阶段, 当标高达到环梁位置时, 绑扎环梁钢筋、预埋孔洞, 安装模板, 应确保位置准确。检查合格后整体浇捣砼。应留设一组砼试块作检查。

(3) 提升设备安装。在外筒及钢平台、楼梯施工完后, 安装提升设备。安装主要包括液压穿心千斤顶、油泵及控制系统, 钢绞线布穿, 梳理架布置、安装。对油泵、千斤顶及控制系统运转调试, 合格后将第一批次使用的钢绞线下端锚入待提升的首节钢内筒标准节临时吊点, 并进行初步的预紧。

(4) 试提升。设备安装完后, 对首节钢内筒进行提升, 可检验动力系统的运转情况、钢绞线的锚固程度及梳理机构的工况。各项参数满足要求后试提升运转结束, 可进入下步施工。

(5) 正常提升。正常提升阶段与钢内筒的标准节焊接交替进行, 当下部标准节焊接完成后, 通过正常提升将钢内筒整体往上移位, 直到最下部的空间稍高于一个标准节段停止提升, 待新的标准节焊接完成后重复上述提升工作。每次提升完后都应对提升设备进行检查及维护。在确定的吊点梁段钢内筒焊接完成后, 将第二批次钢绞线锚入吊点梁, 并解除临时吊点。临时吊点钢绞线在稍后吊点梁上升到解除位置处再补入吊点梁。

(6) 标准节组对、焊接。组对焊接和提升是交互进行的两项工作, 组对和焊接安排在上下两层作业面进行, 同步作业提高施工速度。提升时应避免进行组对和焊接作业。

(7) 钢内筒就位。在钢内筒的最后一个标准节段组对焊接完成后, 需要将悬空的钢内筒下降至基础支撑面上。为使就位工作更简单, 最后一个标准节的施工高度应尽量减少富于, 即尽量减少就位工作的下降高度。钢内筒下降可通过临时解除下锚来配合千斤顶回油收缸而完成。下降至基础支撑面后将钢内筒固定在基础上。

(8) 设备拆除。钢内筒的基础和各层水平止晃点固定后, 可拆整套除液压提升设备。拆除顺序为:解除吊点梁下的钢绞线锚固、钢绞线往上抽出并拆除、拆除油泵及控制系统、拆除千斤顶和梳理机构。

5 材料与设备

施工中的主要提升材料与设备见下表:

6 质量控制

6.1 质量要求

6.1.1 钢内筒材料及组对焊接质量要求.

应满足图纸及《钢结构工程施工质量验收规范》-GB50205-2001《建筑钢结构焊接技术规程》-JGJ81-2002等相关国标要求, 即钢内筒的下料、卷制、焊接各项偏差满足规范要求。

6.1.2 提升机具材料满足起重规范要求。

6.2 质量保证措施

(1) 加强对原材料的管理及检验工作。

(2) 加强对各道工序的检查控制和验收工作。

(3) 加强对初始方案的分析和优化工作。

(4) 加强对特殊工种人员如焊工、起重工等的培训和管理工作。

7 安全措施

(1) 提升系统的设计阶段应充分考虑施工阶段的钢内筒自重及施工荷载, 钢筋砼支撑环梁结构设计、千斤顶数量、钢绞线数量等均应满足起重要求。

(2) 应每班次对提升设备的钢绞线、千斤顶夹具、锚头润滑等情况进行检查和维护, 并有交接记录。

(3) 提升过程中应安排专人监控钢内筒的运行, 防止钢内筒与平台等部位发生摩擦碰撞的危险。

(4) 提升应尽量保持平稳和同步, 控制好各千斤顶的行程差。

8 环保措施

(1) 加强对全体参加施工人员的环保教育, 增强环保意识。

(2) 施工过程中最容易产生大量的生活垃圾和建筑垃圾并给清洁的环境“一次污染”, 工完场清制度一定要得到认真贯彻执行。

(3) 喷砂除锈应搭棚进行, 防止扬尘的产生。

(4) 提升用的液压费油应收集处理, 不得污染环境。

9 效益分析

9.1 经济效益

利用钢筋砼环梁代替钢梁, 可节约用钢梁约20吨, 大幅缩短设备的安装和拆除时间。比较气顶法施工可节约顶盖、烟道口、底部活塞等用钢量约50吨, 节约工期。比较立柱顶升法节约用钢量约50吨, 还可减少顶升梁的大量焊接工作量。

9.2 社会效益

本工法综合了几种传统方法的优点, 并合理解决了因单筒形成的作业面小, 布置钢支撑梁的难题。使得提升设备的安装和拆除工作变得简便、安全, 施工工期也大幅缩短, 取得较好的社会效益。

10 应用实例

(1) 中电投江西新昌电厂2×600MW“上大压小”工程240米烟囱钢内筒安装。

该工程外筒施工在2009年01月份完成, 03月份完成了部分钢梯、平台的安装。04月份开始安装钢内筒, 06月初完成钢内筒就位。应用本工法, 钢筋砼环梁布置在外筒高231.5米处, 提升千斤顶共8台液压TSD250型穿心千斤顶, 每顶穿有19束φ15.28mm (σ=1860) 钢绞线。钢绞线分批次锚固, 首批钢绞线布置在不锈钢筒顶部, 分八个吊点布置, 每个吊点布置布置4根, 即每个千斤顶布置4根。共32根钢绞线。可吊起 (240米～170米) 共70米长的钢内筒 (G1=26+76+99=201吨) 。当钢内筒安装到25米长 (240米～215米) 时, 在地面上将吊装环梁焊接在筒壁上 (215米位置) , 随着钢筒往上升。这样, 当钢筒顶部升到70米平台时, 未穿钢绞线的吊装环梁已升到45米平台面。这时将预挂好的一批钢绞线 (下端临时绑在45米平台上的48根钢绞线) 穿入吊装环梁的八个锚具, 每个6根并用5吨葫芦预紧好。再提升一米行程。待环梁充分受力后将钢筒顶部32根钢绞线 (此时位于70米平台处) 解除并临时绑扎在70米平台上。继续安装并提升钢内筒, 当吊装环梁从45米平台上升到70米平台时, 此时钢内筒的安装长度为70+25=95米 (G2=G1+73=274吨) , 钢绞线数量满足要求。将70米平台临时绑扎的32根钢绞线再补穿进刚环梁锚具并预紧好, 使每个锚具的钢绞线数量达到10根。这时钢绞线数量可满足提升 (240米～70米段) 长170米 (G3=G2+130+112=516吨) 的钢内筒。在吊装刚环梁经过140米平台时, 将预绑在140米平台上的72根钢绞线全部穿入刚环梁锚具并预紧, 这时的提升力可完成全部钢内筒的安装, 当吊装环梁上升到215米时, 钢筒即安装完毕。落位固定后将钢绞线拆除。

(2) 中电投江西贵溪电厂2×600MW“上大压小”工程240米烟囱钢内筒安装。

贵溪电厂“上大压小”工程为新建两台600MW机组的火力发电厂, 由中电投投资, 江西诚达监理公司监理, 中南电力设计院设计。

烟囱内筒结构为单筒自立式筒体钢结构, 高度为240米, 钢内筒出口直径为8.8米233米以下直径为9.8米, 钢筋混凝土外筒与钢内筒采用钢平台连接。上层钢平台与下层钢平台采取旋转钢爬梯连接。钢平台设置在35.00米、70.00米、105.00米、140.00米、175.00米、210.00米、231.55米, 在各层钢平台设止晃点。210.00米与231.55米钢平台采用直爬梯连接;钢内筒0.00～37.00米采用18mm厚的JNS耐酸钢板, 37.00～60.00米采用18+1.2mm厚钛-钢复合板, 60.00～72.00米板厚18mmJNS耐酸钢板, 72.00～103.00米板厚20mmJNS耐酸钢板, 103.00～107.00米板厚18mmJNS耐酸钢板, 107.00～142.00米板厚16mmJNS耐酸钢板, 142.00～177.00米板厚14mmJNS耐酸钢板, 177.00～211.00米板厚12mmJNS耐酸钢板, 211～214.4米板厚30mmJNS耐酸钢板, 214.4～232.5米板厚10mmJNS耐酸钢板, 232.5～240米为10+1.2钛-钢复合板。钢结构采用焊接连接, 焊缝质量等级为一级, 每道环缝要求X射线检测, 且不少于一张底片, 同时要求超声波满探。槽钢加固圈在钢烟囱外侧全高范围内每7布置一道。231.55米以上每1米布置一道。并有一道不锈钢外爬梯。钢内筒内壁59.5米-233米采用泡沫陶瓷砖防腐, 陶瓷砖用烟囱防腐专用胶错封粘贴。

钢内筒筒体部份及各层钢平台、钢梯部份的钢材总量约为1250吨。

在混凝土烟囱231米环梁顶面高度埋设八块铁件, 安装吊装千斤顶, 利用8台250吨穿心式千斤顶同步提升, 依次倒装钢烟囱的工艺施工。

钢绞线采用逐渐增加的方式进行, 首批钢绞线布置在钛钢复合板钢筒顶部, 分八个吊点布置, 每个吊点布置布置4根, 即每个千斤顶布置4根。共32根钢绞线。可吊起 (240米～170米) 共70米长的钢内筒 (G1=198吨) 。即26吨/根×32根÷4=208吨>198吨, 满足要求。当钢内筒安装到25米长 (240米～212.5米) 时, 在地面上将吊装环梁焊接在筒壁上 (212.5米位置) , 随着钢筒往上升。这样, 当钢筒顶部升到70米时, 未穿钢绞线的吊装环梁已升到42.5米。这时将预挂好的钢绞线 (下端临时绑在42.5米处的120根钢绞线) 穿入吊装环梁的八个锚具, 每个千斤顶15根并用5吨葫芦预紧好。再提升一米行程。待环梁充分受力后将钢筒顶部32根钢绞线解除并临时绑扎在70米处。继续安装并提升钢内筒, 当吊装环梁从42.5米上升到70米时, 将钢筒顶部32根解除的钢绞线重新安装到吊装环梁中并用5吨葫芦预紧好;此时钢内筒的钢绞线全部安装完成, 达到每个千斤顶19根共152, 这时的提升力可完成全部钢内筒的安装重量, 当吊装环梁上升到212.5米时, 钢筒即安装完毕。落位固定根部后将7层平台上的止晃点安装完成后钢绞线便可拆除。

摘要：大型火力发电厂烟囱为满足新的环保及结构要求, 设计多采用钢内筒形式。钢内筒的制作、安装包括了钢结构的制作及焊接施工, 同时也包括了千吨级的大件吊装安装。为有效的在烟囱构筑物这一细长构件范围内布置起吊点及提升设备, 合理安排钢内筒的组对、焊接等作业面。本施工工法对以上内容作了细述。

可变角度千斤顶的设计篇2

因此, 我们通过一系列的构思, 从而对普通型的液压千斤顶进行了局部的改装, 使其能够在狭小的范围内对杂乱较重的残垣进行顶升, 以使施救人员能够在一个比较宽敞的空间里进行有效的施救工作。

1 系统设计方案

在千斤顶柱塞上部加上一个可以进行角度变化、大小相等对称的支撑板。当支撑板上的连杆角度变化后, 可以用下面的小支撑杆扣进连杆的牙块, 目的是为了在支撑板上升的过程中, 保持稳定, 并且使支撑板不能绕着连杆的柱销进行旋转, 提高稳定性。将两根支撑架设计成在千斤顶底面可以用螺纹进行微调变化角度的支撑架。支撑板是可以在一定的角度下进行转位的, 柱塞是可以旋转的, 因此支撑板是可以在多个角度下进行工作的。当受力大小和方向在额定要求下, 整个系统就可以在摩擦自锁的条件下进行工作。

2 理论设计计算

当支撑板两边都有负载时, 对其进行受力分析 (内力) :

当千斤顶处于工作状态时, 对其进行受力分析, 则有:

图2:F为柱塞受到液压油的支持力, F1, F2为外界物体对支撑板的压力;并且要使千斤顶能够正常使用, α, β范围需在0°~90°之间。

式中F1"和F2"是根据F1和F2的大小以及角度的变化而变化的, 由于千斤顶主要是在斜面支撑下进行工作的, 是受压的。

当两个支撑板所受的压力不等时, 即便是在两个支撑板间的各分力不平衡, 但只要这些分力小于底座在地面上的最大静摩擦力, 那么千斤顶就可以处于稳定状态。

由此, 将千斤顶上部分的系统内力忽略, 只考虑底座与地面间的摩擦因数。经查表得, 碳钢的静摩擦因数一般在0.15-0.19之间, 根据斜面和夹角的关系如图3:

为使整个系统在一定条件下能够满足静摩擦要求, 则需要有以下关系:

而由自锁条件可知, 无论力F多大, 只要φ≤φf, 则总有一个力Fr与之相平衡, 系统是保持静止的。

由上面的 (5) 式可得出斜面与水平面的夹角θ一般在9°~11°, 由于角度太小, 为了能够使其有较大角度的变动, 我们在支撑座的底部想办法增大其摩擦系数 (可以在底座加上一层橡胶, 橡胶的摩擦系数在0.4~0.7之间) , 使其角度在10~40度之间进行活动。

当支撑板中只有一个受负载时, 对其进行受力分析:

在此处, 支撑板的受力方向需要有一定的要求, 当其中一个支撑板支撑的位置在如图 (1) 所示的支撑板1的位置时, 对于整个机构来说受力是可以满足一定的要求的。但是如果其中的一个支撑板的位置在如图 (1) 示的支撑板2的位置时, 在此处, 千斤顶的单个支撑板受力是难点, 对于此支撑板受力图 (5) 种情况受力的方向是有一定的限制的。

经过以上各步骤的计算和构思, 我们对千斤顶进行了选取, 其各种参数如下:

型号:RC3-125;升力:3T;行程:90 (mm) ;最低高度:160 (mm) ;

油缸外径:60 (mm) ;压力:40 (Mpa) ;重量:3 (kg) 。

3 总结

千斤顶的结构研究和改进篇3

千斤顶是一种常用的机械工具, 可以用来抬升重物或者施加较大的力。一般可以分为机械式千斤顶和液压式千斤顶, 原理各有不同。

机械式千斤顶主要通过螺纹来进行力度的施加, 通过托座或托爪在可移动行程范围内提升重物。常见用于汽车修理、交通运输等。其原理主要为力学力臂长度的控制, 常以其结构轻巧, 适用性较广泛, 制造成本低等受到广泛的应用, 如图1所示。

液压式千斤顶应用更为广泛于诸如建筑工地、码头港口、能源开采等等, 它主要依据帕斯卡原理。液体的压强p是一定的:

不同活塞的面积不同, 进而导致输入的力可以在很小的量的情况下, 得到较大的输出值。此外液压传动系统的工作压力取决于外负载, 液压传动系统的运动速度取决于流量的大小:

这样就可以起到变化力量的大小和控制速度的作用了。更加细致的结构还包括齿轮的设计和螺纹的调整等。

2 工业中常出现的问题探讨

由于设计上的问题, 千斤顶经常出现卡死的现象, 或者是在活塞以及施力处等薄弱地方损坏。一方面由于外力的突然增大导致, 所以在操作过程有一定阈值限制;另一方面由于机械材料的长期波动的外力施加, 造成材料的疲劳。在高压油进出主油缸和推动主油缸活塞及拉杆时, 螺丝的拧紧可以使得千斤顶在完成推动后, 脱离构件并恢复原始位置。这一连续的动作有时会出现卡死现象。

3 可行性的方法解决

⑴增加材料的接触面积

根据实际工厂调研发现, 提高接触处的受力面积可以极大提高安全系数。

⑵提高液压油的品质, 根据粘度和使用温度适当调节和选择油品。

⑶当千斤顶在张拉的时候, 往往需要将其顶住工作锚具, 这时如果连接不紧将会造成极大的损害。因此可以通过胶皮橡胶等进行校正。

⑷适当调节其连接口, 有效改善力的分布, 如图2所示。

4 千斤顶设计的未来展望

⑴机械产品的技术条件对千斤顶使用寿命要求正在提高, 制造厂商对疲劳问题需要格外重视;⑵机械从业人员对千斤顶的结构不断改进;⑶可以借助网络收集使用过程中的数据, 便于集中分析改进。

与国内外对于千斤顶的研究发现, 千斤顶目前已经处于较为完备的结构, 根据使用目的的不同, 其具体结构不同。但是可以尝试建立数据库, 将使用过程中的问题集中起来, 这样更好的为日后进行改进。

摘要：千斤顶是机械工业常用的工具, 能很大程度上解决小至汽车建材, 大至宇宙飞船的移动和修理问题, 其原理多种多样但殊途同归。国内外对这方面的研究比较缺乏, 主要是经验结论的积累, 文章研究的是建立一个系统信息的收集机制, 将使用过程中的问题集中起来, 便于日后行业从业者的数据分析和结构改造。

节流千斤顶线速度分析篇4

1计算分析过程

1.1基本参数

初步分析, 发现原来速度适宜的千斤顶缸径是ϕ100;后来节流速度不正常的千斤顶缸径与之前不同, 为ϕ125或ϕ63, 而且ϕ63缸的节流孔为6, 显然, 缸径大小与节流孔大小都会一定程度影响千斤顶的收缩速度。因此, 决定对类似结构进行比较分析, 以期找出原因、解决问题。

下面图示1为带有节流孔的千斤顶模型图:

图中活塞腔带有节流孔ϕ2, 活塞杆腔过液孔为正常ϕ8, 当活塞腔有压力液体P1进入时, 推动活塞与杆一起向右做匀速运动v。

1.2速度v与ϕd1, ϕd2以及ϕD等尺寸部位的关系

先假定液体为无黏性、不可压缩的理想液体, 液体流动时任何一点的压力、速度和密度都不随时间而变化, 是一种定常流动[1]。

由上图可以看出, 当活塞腔内液体P1充满后, 在压力液体持续流入的情况下, 根据液压传动知识, 活塞腔内液体的流量q (单位时间内液体流过液压缸内截面的体积) 有以下公式:

则活塞与杆的运动速度v=q/S, 与液体压力P1无关。可见, 在缸体内径ϕD一定的情况下, 活塞杆运动速度v取决于活塞腔内液体的流量q。

如果缸体上的ϕd1不是相对缸内径很小的节流孔, 那么q就较容易确定, 可近似为管路中及泵站的流量, 但是分析的千斤顶是带节流孔的, 就要分析孔口液流特性, 流经节流孔ϕd1 (细长孔) 后的流量由下式表示[2,3], 即

式中K=d12/32μl, (μ为液体黏度, l为节流孔通流长度, 在此即为缸筒壁厚) ;, 为节流孔截面积;△p=ρ· (v) 2/2, 为节流孔口前后的压力差;

根据液流的连续性方程

由式 (3) 则有

以上一些公式、常量等都是根据液压传动基础知识得来的, 提出来是为下一步的分析工作做准备。我们的最终目的是要找出流速v与节流孔d1及缸径D的关系。

由 (2) (3) 得v·S=K·A·△p=K·A·ρ· (v′) 2/2

(4) 式代入上式后得

因为μ, ρ是一定的, 只剩节流孔流通长度l和缸体内径D2是相应变量。

2结论

本公司产品涉及需节流的油缸基本三种规格φ63、ϕ100及ϕ125, 常用的内径为ϕ100, 因此, 现在将另两个规格与之比较, 看看彼此的流速差别大小。

当D=100时, l= (缸体外径-缸体内径) /2= (121-100) /2=10.5

当D=63时, l= (缸体外径-缸体内径) /2= (83-63) /2=10

当D=125时, l= (缸体外径-缸体内径) /2= (146-125) /2=10.5

那么V1/V=10·1002/10.5·632=2.4

上面的分析是假定节流孔d1不变, 求流速V与缸体内径D的关系, 下面假定D值不变, 求节流孔d与流量q或流速V的关系。

上式中μ、l、π、在缸径D一定的情况, 为定值常量;△p在真实工况下包含若干环节, 是比较复杂的, 除了d值, 其他环节, 包括液体在进入节流孔之前及节流孔之后的流程管道和负载, 都是不变的定量, 节流孔前后的压降基本不变, 为定值, 那么在 (5) 式中流量q只剩下一个变量d, 可以得出以下结论:

缸径一定时, 流量q与节流孔直径的四次方d4成正比。

假设节流孔由d=2变成d=3, 则q1/q2=24/34=16/81

这个比值是相当大的。

参考文献

[1]王国法.液压支架技术[M].北京:煤炭工业出版社, 1999.

[2]广延洪, 汪德涛.密封件使用手册[M].北京:机械工业出版社, 1994.

千斤顶的常见故障原因及排除方法篇5

1. 千斤顶活塞杆只能部分伸出, 或能伸出但没有压力:泵中的油面太低;管接头没有完全拧紧;千斤顶的活塞杆受阻。

2.千斤顶活塞杆伸出时有冲击:液压系统中有空气存在;千斤顶的活塞杆受阻。

3.千斤顶活塞杆伸出速度比通常情况慢:连接有泄漏;管接头没有完全拧紧;泵损坏。

4.千斤顶活塞杆能伸出但不能支撑重物:千斤顶的密封圈泄漏;泵损坏;连接泄漏;系统设置不正确。

5.千斤顶漏油:密封圈泄漏;千斤顶内部损坏;连接松动。

6.千斤顶不能缩回或者缩回的速度比通常慢:泵的卸荷阀关闭;管接头没有完全拧紧;泵的油箱中油太多;软管太小;限制油液回流;回程弹簧断裂或者力太小;千斤顶内部损坏。

7.油液从外部的卸荷阀泄漏:管接头没有完全拧紧;回路中受到阻力。

8.千斤顶换油封后还有泄漏:千斤顶油缸胀开;千斤顶胀缸原因:压力过高超负荷工作或油缸材质有问题或油缸壁厚达不到要求。

9.如果装有自封型管接头的千斤顶突然停止运行, 则最大的可能就是由于管接头的磨损及松动导致了油路的堵塞。

掩护式支架平衡千斤顶液压回路分析篇6

掩护式液压支架的平衡千斤顶起着调节顶梁和掩护梁角度, 调整顶梁与顶板的接触状态, 调节顶梁合力支撑点的位置, 使支架处于合理的工作状态等作用。目前这种支架在实际使用过程中普遍存在着平衡千斤顶随立柱升起接顶压实时, 平衡千斤顶活塞腔增压使安全阀频繁开启现象。此外, 在实际操作中, 由于工人对平衡千斤顶操作方式不当, 导致平衡千斤顶两腔供液不足, 不能正常发挥支架的支护特性, 这也是平衡千斤顶及其连接耳座损坏的重要原因。

1平衡千斤顶浮动双向锁控制回路[1,2,3]

1.1 平衡千斤顶浮动双向锁控制回路的工作原理

神华集团神东矿区的ZY12000/25/50D液压支架最先使用浮动双向锁控制回路替代普通双向锁控制回路, 浮动双向锁控制回路如图1所示, 从立柱换向阀到单向锁间引出液控口, 把该液控口连接到双向锁外控口。浮动双向锁中低压锁的调定压力为18 MPa, 平衡千斤顶安全阀调定压力为46.2 MPa。当操纵立柱换向阀升立柱时, 其控制液同时打开浮动双向锁中的高压锁, 此时, 平衡千斤顶在浮动双向锁低压锁调定压力限下工作。立柱接顶压实过程中, 平衡千斤顶活塞腔增压, 当达到浮动双向锁调定压力时, 低压锁打开, 平衡千斤顶及时卸压, 这样在井下频繁升柱时, 平衡千斤顶安全阀就不会开启, 同时低压锁起作用, 浮动双向锁带压浮动, 确保平衡千斤顶具有一定的调整顶梁保持水平状态的作用力, 也防止了因操作原因而使支架“打高射炮”, 从而影响支架的支护性能。立柱水平接顶压实后, 来自立柱升柱控制液消失, 浮动双向锁维持普通双向锁功能。

1.2 平衡千斤顶浮动双向锁控制回路可行性分析

在AMESim仿真软件Sketch模式下分别构建普通双向锁和浮动双向锁控制回路模型, 仿真阶段为从立柱开始升柱到顶梁水平接顶压实过程。在此过程中, 换向阀处于中位, 高压锁打开, 因此普通双向锁模型中的双向锁用两个普通单向阀代替, 而在浮动双向锁模型中将高压锁去掉, 只连接低压锁。

在Parameters模式设定系统各元件参数如下:泵的流量为400 L/min;平衡千斤顶缸径和杆径分别为Φ230 mm和Φ160 mm;安全阀调定压力为46.2 MPa;低压锁调定压力为18 MPa;平衡千斤顶最大推力1 200 kN。在run模式下仿真运行, 得到安全阀阀口压力变化对比曲线, 如图2所示。从仿真结果可以看出, 在平衡千斤顶活塞腔增压过程中, 普通双向锁回路达到安全阀开启压力并卸载, 而浮动双向锁回路安全阀未达到开启压力。

2平衡千斤顶两腔自动补液控制回路

2.1 平衡千斤顶及其连接耳座损坏原因分析

到目前为止, 已有许多文献对二柱掩护式支架的支护特性及其平衡千斤顶的问题进行了论述, 但还是没有找到有效解决该问题的方法。从现有资料和现场实际中可以看出, 平衡千斤顶的损坏有多方面的原因, 如:平衡千斤顶的定位尺寸不合理, 造成平衡千斤顶的行程与采高不相匹配;平衡千斤顶连接耳座强度与刚度不足;支架操作工对平衡千斤顶的操作方式和维护也在很大程度上影响着平衡千斤顶的寿命。从平衡千斤顶液压控制回路来考虑, 现有平衡千斤顶的控制回路无法保证活塞腔和活塞杆腔自动充满压力液体, 从而导致平衡千斤顶难以形成足够的推拉力, 不能实现掩护式支架的设计支护特性。故有必要设计一种自动补液回路来解决该问题[4]。

2.2 平衡千斤顶两腔自动补液控制回路

自动补液控制回路如图3所示, 它是在原有平衡千斤顶控制回路基础上增设的一个自动补液控制系统, 该控制系统由一个液控三位三通换向阀和两个单向阀组成, 其工作原理如下:液控三位三通换向阀的调定压力与平衡千斤顶两腔安全阀调定压力相同, 当平衡千斤顶活塞腔受压, 安全阀开启卸载时, 液控三位三通换向阀处于左位, 高压液体经单向阀给平衡千斤顶活塞杆腔供液, 使之充满压力液体;当平衡千斤顶活塞腔安全阀关闭, 液控三位三通换向阀处于中位;反之, 当平衡千斤顶活塞杆腔安全阀开启, 液控三位三通换向阀处于右位, 高压液体经单向阀给平衡千斤顶活塞腔供液, 使之充满压力液体;当平衡千斤顶活塞杆腔安全阀关闭, 液控三位三通换向阀处于中位。该回路不影响平衡千斤顶液压回路的手动操作。

2.3 掩护式支架承载能力区模型的建立

液压支架的承载能力区, 是指在某一特定的工作高度下, 支架顶梁所承受的外载荷Q与其在顶梁上的作用位置x间的变化关系。通常选取顶梁与掩护梁的铰接点为坐标原点, 沿顶梁长度方向为横坐标轴, 以垂直于顶梁长度方向的外载荷Q为纵坐标轴, 建立液压支架承载能力区的平面曲线, 如图4所示。根据掩护式支架力学和运动学分析可得出掩护式支架承载能力区的方程式为[5]:

$Q = {\begin{cases} Q_{1} (x) = \frac{R_{L m a x} S_{1} S_{3}}{(x - μ L_{8}) S_{3} - (Κ + x - μ L_{8}) S_{2}} x \in [0, a_{1}] \\ Q_{2} (x) = \frac{R_{\max} S_{3}}{(Κ + x - μ L_{8})} x \in [a_{1}, a_{2}] \\ Q_{3} (x) = \frac{R_{Τ \max} S_{1} S_{3}}{(x - μ L_{8}) S_{3} - (Κ + x - μ L_{8}) S_{2}} x \in [a_{2}, L] \end{cases}$

。 (1)

其中:Q1、Q2、Q3分别为平衡千斤顶受最大拉力、立柱受最大工作阻力、平衡千斤顶受最大压力时支架顶梁所承受的外载荷随其在顶梁上的作用位置x的变化关系;a1、a2为支架主平衡区起点和终点位置;RLmax、RTmax分别为平衡千斤顶最大拉力 (为负) 和最大推力 (为正) ;Rmax为立柱最大工作阻力的合力;L为顶梁长度;S1为掩护梁与顶梁铰接点P到平衡千斤顶的距离;S2为掩护梁与顶梁铰接点P到立柱的距离;S3为连杆瞬心O1到立柱的距离;L8为P点到顶梁的距离;μ为顶梁与顶板之间的摩擦系数;K为顶梁倾角系数。

2.4 平衡千斤顶两腔自动补液控制回路可行性分析

现以DBT24319支架为例分析平衡千斤顶两腔压力对二柱掩护式支架承载能力区的影响。

已知支架所处高度H=4 000 mm, 立柱最大工作阻力Rmax=8 638 kN, 根据运动学和力学计算公式并在MATLAB编程环境下编制CZNLQ.M程序进行仿真分析, 不同工况下的仿真结果如图5所示。不同工况条件下对主平衡区的影响见表1, 其中, 宽度和面积百分比均为与额定推拉力工况下主平衡区宽度和面积相比所得比值。

从以上分析结果可以看出, 支架在平衡千斤顶活塞腔和活塞杆腔没有充满压力液体情况下工作时, 其主平衡区宽度分别为额定主平衡区宽度的30.9%和41.2%, 主平衡区面积为额定主平衡区面积的31.1%和41.1%;而支架在平衡千斤顶自动补液系统下工作时, 主平衡区宽度可达到额定主平衡区宽度的69.9%, 而主平衡区面积可达到额定主平衡区面积的70%。由此可见, 在顶梁发生偏转之前保证平衡千斤顶两腔充满压力液体, 可以使支架对外载荷变化的适应性增强, 承载能力增大。

3结语

通过对平衡千斤顶安全阀频繁开启原因和平衡千斤顶及其连接耳座损坏原因分析, 分别在AMESim和MATLAB环境下对平衡千斤顶浮动双向锁控制回路和平衡千斤顶两腔自动补液控制回路两种优化设计方案进行了可行性分析, 为平衡千斤顶液压控制回路的优化改造提供了切实可行的依据。

参考文献

[1]刘国柱.矿用液压支架带压浮动控制系统[J].煤矿机械, 2008 (4) :109-111.

[2]王伟.两柱掩护式支架平衡千斤顶控制方式的分析[J].煤矿机械, 2009 (1) :168-170.

[3]李聚领, 杨卫书.平衡补偿双向锁的可行性探讨[J].煤矿机械, 2009 (3) :68-170.

[4]寇子明.液压支架动态特性分析与检测[M].北京:冶金工业出版社, 1996.