国产化高端综采液压支架的发展

� 国产化高端综采液压支架的发展 李炳涛 (中煤北京煤矿机械有限责任公司, 北京 102400) 摘 要: 简要介绍国产化设备发展现状,重点从高端液压支架电液控制系统、高端液压支架的 管路系统和工作面供液系统、高端液压支架采用的阀类、高压过滤站、推移千斤顶、液压缸用密封件 等方面进行了探讨。 关键词: 国产化; 液压支架; 控制系统; 配套元件; 矿山应用 中图分类号: TD355 � 文献标志码: A � 文章编号: 1003�0794( 2008) 09�0003�03 Development of Hi- tech Powered Support for Synthetically Mining LI Bing- tao ( China Coal Beijing Coal Mining Machinery Co. , Ltd. , Beijing 102400, China) Abstract: The present situat ion of indigenization equipment development is introduced, mainly from several as� pects, they are the electro- hydraulic control system, pipeline system, fluid supply system for work face, the valves used in Hi- tech powered support, high pressure filter station, advancing ram as well as seal parts in hydraulic cylinder. Key words: indigenization; powered support ; control system; corollary component; mine application 1 � 国产化设备研究现状 2004年以前,高端综采液压支架几乎全部依靠 进口。2004年初,神华集团决定以液压支架为突破 口进行采掘装备的国产化研制, 并将其列为集团重 点科研项目。几年来, 神华集团积极组织和推动重 大装备研发,目前, 该项目已取得重大进展, 过去完 全依靠进口的高性能液压支架国产化研制成功, 掌 握了多年攻关未果的电液控制技术, 仅此 1 a 就节 约设备采购成本约 20亿元。 神华集团总结出的经验主要有 3条: � 振兴整 个制造业,不仅要调动装备研发、设计和制造环节的 积极性,更重要的是充分发挥市场作用,要使装备使 用龙头企业成为振兴我国装备制造业的主体之一; 通过装备制造方与使用方的战略合作,形成!风险 共担 ,合作共赢∀的利益关系,可以解决!首台首套∀ 难题; #跨行业集成攻关是掌握重大装备制造核心 技术的!催化剂∀。 高端液压支架产品国产化制造,取得巨大成功。 2004年以来, 神华集团几十套高端液压支架, 都是 国内煤机骨干企业制造, 基本满足了生产使用需求。 2 � 国产化设备存在问题 自2004年以来,高性能液压支架国产化研制已 经成功,中煤北京煤矿机械有限责任公司设计制造 的 5�5 m 支架率先通过按国际标准进行的压架试 验,复合加载次数达到 38 500次寿命试验, 在哈拉 沟矿与国外品牌支架使用在同一工作面, 实现年产 1 000万 t。现场工业性试验表明, 国产化高端液压 支架在技术性能上,基本达到国外同类产品水平。 但是,必须看到, 还存在一定差距,主要表现在 以下几个方面: ( 1)高端液压支架电液控制系统 液压支架电液控制系统是高端液压支架中技术 含量比较高的!核心∀。目前国内高端液压支架普遍 采用的支架电控系统, 主要有 3种形式: �完全采用 进口的控制系统, 如德国 EEP 电控系统、德国玛珂 电控系统、德国蒂芬巴赫电控系统等; 采用合资产 品,如: 天玛公司产品等; # 采用完全国产化的电控 系统, 如: 北煤机电控系统、天地公司电控系统等。 以上3种形式中,第 1种形式即完全进口的形式,目 前是市场的主导,占 90%以上。第 2种和第 3种形 式,均处在小批量试用或试验室科研阶段。因此,掌 握液压支架电液控制系统的全面技术, 是高端支架 国产化制造今后一段时间重要课题, 亦是目前国内 骨干煤机制造企业竞争的热点。 ( 2)高端液压支架的管路系统和工作面供液系 统 目前,国内高端支架工作面,一般采用双供、双 回环形供液系统。在工作面每隔 30 架增加 1 根 DN50胶管与架间联通。主供液管, 公称直径 DN63, 承压 35 MPa; 主回液管, 公称直径 DN76, 承压∃8 MPa;架间进液管, 公称直径 DN50, 承压 35 MPa; 架 间回液管,公称直径 DN63,承压∃8 MPa。支架内高 压胶管主要是 DN10、DN20 等不同规格。国产高端 支架所用的胶管,目前基本采用进口。以上胶管目 %3% 第 29卷第 9期 2008年 � 9月 � � � � � � � � � � � � � � � � 煤 � 矿 � 机 � 械Coal Mine Machinery � � � � � � � � � � � � � � � � Vol�29No�9 Sep. 20 08 前国内均有同规格产品, 主要是产品质量、性能等与 进口产品相比, 还有比较大的差距,对煤矿使用单位 而言,因为是高产高效矿井,要尽力做到不因为管路 系统漏液或损坏造成工作面的停产和引发安全事 故。因此, 对国产高压胶管进一步提升产品质量稳 定性是国产高端液压支架采用的前提。 ( 3)高端液压支架采用的阀类 高端支架用阀主要有:立柱安全阀、单向阀; 平 衡缸用安全阀、双向锁; 推移千斤顶用安全阀、单向 锁;系统用球形截止阀、回油断路阀; 反冲洗过滤器, 喷雾阀等。以上所有阀类目前国产均有同规格产 品,阀体、阀芯也都采用不锈钢材质, 与国外产品主 要差距是密封性能、寿命、耐蚀性能等质量不稳定。 图 1� ZY10800�28�63液压支架 � � ( 4)高压过滤站 目前国产高端支架工作面供液系统在进入工作 面前均要装电液自动反冲洗高压过滤站。过滤精度 25 mm, 流量2 000 L�min,工作压力 35MPa,压差超过 1 MPa时启动反冲洗, 系统自成体系, 独立运行, 滤 芯便于拆装,维修简单。目前国产还没有同规格产 品,对应的手动控制产品故障率比较高。 ( 5)推移千斤顶 高端液压支架产品所有的推移千斤顶均带位移 传感器。目前国产高端支架产品上的推移千斤顶一 般采用进口,也有一部分采用国产。国产的推移千 斤顶主要是要解决装位移传感器深孔的尺寸精度、 位置度以及同传感器端部联接配合问题, 将这些细 节做好,就可有效保证推移千斤顶使用寿命, 进行完 全的国产化制造。 ( 6)液压缸用密封件 目前国产高端支架的立柱,各种规格千斤顶用 的密封, 均采用国外进口。如密封人、好丽特、特瑞 堡等。美国密封人密封件是采用棒料切削加工制 作,好丽特、特瑞堡密封件是采用模具塑制。采用进 口密封的产品, 在矿山使用现场,也时常出现密封失 效现象。液压支架的液压缸用的密封, 其密封效果 与很多因素有关: 如密封件的装配工艺、环境温度、 密封件的极限尺寸偏差、密封件材料成分、硬度、液 压缸的尺寸精度、粗糙度、同轴度等, 非常复杂。目 前国内有很多密封件生产厂家采用引进设备、工艺、 材料,生产支架用高档密封,但对密封产品专业的完 全解决能力及产品质量稳定性还有一定差距。 ( 7)管路附件 管路系统用的各类接头、卡子等,主要问题是产 品外观粗糙,电镀质量差,易锈蚀,联接尺寸精度低, 配合面不光滑。国产高端管路附件必须下大力气, 在装备、技术等方面提高等级。 ( 8)制造材料 国产支架用钢材性能不十分稳定,强度指标够, 其他指标不能完全与国外材料相当。 ( 9)制造工艺 国产化制造的工艺,如高强钢板焊接工艺的保 证程度、电镀工艺及质量、螺纹加工刀具及加工质 量、设计理念上的差异等。 3 � 采取措施 ( 1)对企业研制成功的重大装备给予财政支持。 %4% � Vol�29No�9 � � � � � � � 国产化高端综采液压支架的发展 % % % 李炳涛 � � � � � � 第 29卷第 9期 � � 磨料水射流切割技术综述 李连荣, 唐 � 焱 (桂林电子科技大学 机电学院 , 广西 桂林 541004) 摘 要: 着重从磨料水射流切割技术的特点、切割机理、关键技术以及切割效果的影响因素做 了综述。随着新型材料的不断出现,磨料水射流切割作为一种新兴的具有!冷、软∀加工特性的绿色 切割工艺, 必将有着更为广阔的应用前景。 关键词: 水射流; AWJC; 切割机理; 关键技术 中图分类号: TP6; TD263 � 文献标志码: A � 文章编号: 1003�0794( 2008) 09�0005�04 Summarization on Abrasive Water- jet Cutting Technology LI Lian- rong, TANG Yan ( College of Mechanical and Electrical Engineering , Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China) Abstract: The abrasive water- jet cutting technology is mainly summarized on the aspects of the characteristic, cutting mechanism, crucial technology, and the influencing factor of cutting effect. As a rising green technolo� gy with cold and flexible machining characterist ic, AWJC must have a much wider application foreground along with the continual appearance of new type materials. Key words: water- jet ; abrasive water- jet cutting; cutt ing mechanism; crucial technology 1 � 磨料水射流切割技术的特点 进入 20世纪 90年代以来,AWJC 以其独特的优 势,与激光、电子束、离子束等切割技术合称为现代工 业切割的四大高新技术,形成工艺互补,优势表现在: ( 1)磨料水射流切割具有!冷、软∀加工特性 � 无 需机械切削力, 切割时工件温度较低,无热影响区和 热变形。 ( 2)多功能、高效切割 � 切割材料种类齐全, 能 切割各种硬、脆、韧性材料, 配合软件可以实现数控 铣功能和艺术雕刻等。 ( 3)切割质量好 � 水切割是一种无接触冷切割, 切口处材料组织结构性能不发生变化, 切缝窄且切 割表面光滑。 ( 4)便于实现自动化和数控化 � 水射流是全方 位点切割器,无须打孔, 可以在任意点切割, 切出任 何复杂的形状。对程序化和数控操作十分便利, 适 合与微机控制的工作台和机械手结合起来,能满足 特殊的或复杂的加工要求, 达到高精度加工,重复加 工能力强。 ( 5)切割灵活, 应用广泛 � 水切割最终执行机构 是切割头,利用高压软管将切割头和辅助设备分开, 可以实现远距离独立操作,并可根据材料性能调整 压力,灵活使用。 ( 6)切割用水及磨料来源充足; 设备简单、效益 好,对环境无污染,安全、绿色、环保等。 但磨料水射流切割目前也存在一些制约市场推 广的问题: � 水射流在切割厚的材料时需要消耗功率,由 于功率是恒定的,材料厚度加大就会产生锥度。尽 管降低加工速度可以控制锥度, 但会增加部件的造 价并牺牲了切割效率。 磨料水射流切割受材料耐磨性的限制, 材料 � � ( 2)鼓励装备使用企业和装备制造企业合作建 立研发实体,通过搭建具有独立法人资格的研发平 台,促进重大装备制造业的振兴。 ( 3)充分发挥装备使用企业的作用。我国对重 大技术装备研制非常重视, 但通过技术创新实现重 大装备自主研发和国产化研制仍然面临许多困难, 要建立机制,发挥装备使用企业的市场推动和引导 作用。 ( 4)整合核心技术资源,提升攻关能力。电液控 制系统的研制成功, 不仅降低了煤炭企业的生产成 本,提高了产品市场竞争力,更重要的是打破了国外 少数企业在该技术领域数 10 a的垄断, 提高了我国 煤炭装备制造业的技术水平和对核心技术的掌握能 力。 作者简介: 李炳涛( 1964- ) ,北京人, 高级工程师,中煤北京煤 矿机械有限责任公司副总工程师,现从事煤机企业管理工作,发表论 文多篇,电话: 010- 69313201- 8280,电子信箱: bmjzsx@ 163. com. 收稿日期: 2008�03�21 %5% 第 29卷第 9期 2008年 � 9月 � � � � � � � � � � � � � � � � 煤 � 矿 � 机 � 械Coal Mine Machinery � � � � � � � � � � � � � � � � Vol�29No�9 Sep. 20 08