文献翻译-液压支架的发展与前瞻.docVIP

液压支架的发展与前瞻 1　液压支架发展概述 0余种液压支架,由于种种原因未得到推广应用,液压支架处于研制、实验阶段;70年代先后从英国、德国、波兰、前苏联等主要产煤国家引进数10余套液压支架。经不断的探索、使用、消化和总结,制造出各种类型的支架,它是国产液压支架发展的起点; 80年代液压支架研发处于创新提高阶段,相继开发出30余种新架型,制造液压支架是以高压液体为动力,由若干个液压元件(油缸、阀件)与一些金属构件组合而成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备。具有强度高、移动速度快、支护性能好、安全可靠等特性。自20世纪50年代以来,液压支架已逐步成为采煤工作面核心设备,世界上主要产煤国家投入了大量的人力物力和财力对其进行研究开发。目前,以液压支架为主体的支护趋于成熟,世界上已生产制造出数百种架型和上万种型号的液压支架,以适应各类煤层开采支护需要。上世纪60年代,我国也曾开发了1出ZZ系列、XY系列、ZD系列等不同规格,并广泛用于国有大中型煤矿,取得良好的经济效益; 90年代特种液压支架的研制获得迅速发展,机械化铺网支架、水砂充填支架、端头支架、强力支架、放顶煤支架等相继问世;本世纪随着计算机技术、自动化技术的普及与应用,液压支架的控制获得突破性进展,逐步向程序控制、数字控制、遥控和自动化控制迈进。 2　国内外液压支架差异 国产支架在制造技术、材质性能、加工工艺、控制系统及密封性能上与国外先进国家相比有很大差距。 2.1 加工制造方面 据有关综采工程技术人员反映,国产液压支架的工艺技术、服务年限、使用性能、所用材质到目前为止尚未达到。1979年引进100套支架的技术水平。如结构材料:德国采用ST52材料其屈服极限为500 MPa,而我国使用16 Mn材料屈服极限仅为350 MPa;阀类:国外一直使用铜合金阀壳和高强度不锈钢阀芯,我国则是45#钢加表面热处理;在加工工艺上:国外油缸内壁是复镀,国产则为不镀,导致立柱在使用过程中过早出现斑点,划伤等密封漏液现象,影响支护效果。国产液压支架与国外生产的液压支架相比平均缩短2～3 a服务年限。 2.2　控制系统方面 国产液压支架控制系统的研发处于落后状态,严重制约了支架的移设速度的提高和综采经济效益的发挥。世界上几个主要产煤大国始终把支架控制系统作为提高综采经济效益的重要手段, 20世纪60年代采用手动直控操作系统;70年代采用先导控制系统,随之英国首先提出研制电液控制系统, 80年代趋于成熟; 90年代道梯公司研制出全工作面电液控制系统,紧随其后威斯特伐利亚- 贝瑞特公司研制出更为先进的P- M3、P-M4电液控制系统。现美国、德国、英国、澳大利亚等国家基本上全是可编程电液控制,而我国仍多采用手动控制系统。 2.3　液压元件方面 液压元件的研发速度远远滞后于液压支架发展的需要。液压支架的可靠性主要依赖于液压元件的可靠性,液压支架在煤矿生产中应用是否成功,关键在于液压元件的技术性能是否达到要求。国外目前多采用大流量安全阀、液控单向阀、截止阀、初撑力保持阀及立柱快速回液阀。对液压元件的结构形式、几何尺寸、材料选择、热处理方法和表面处理等各方面进行了深入的研究与开发。研制出一批密封性能好、灵敏度高、进排液能力大、抗冲击载荷强的各类液压元件,以适应液压支架工作性能的要求。而我国对此类液压元件研发较为滞后,目前仍沿用上个世纪80年代的产品,没有形成液压元件通用化、系列化、标准化。 3　液压支架发展前景展望 鉴于科学技术的高速发展,新技术、新工艺、新方法、新材料的不断应用及计算机技术的空前扩展,液压支架的未来发展具有十分诱人的前景。 3.1 设计理念的更新,液压支架发展的一场革命 在液压支架设计中必须考虑环境的属性。由于液压支架的工作条件恶劣,人、机环境的相互关系问题显得更加重要。绿色设计是将材料选择、产品结构、工艺方法、外观造型和色彩搭配按照一定规律,采取艺术的方法加以巧妙融合,充分体现人机环境系统的和谐统一。笨重的液压支架形象将被安全、可靠、易维修、低耗能、高效率、造型美观所取代。 这种绿色设计,它不仅可虑环境和资源既要满足经济发展需要,又要满足人类生存发展需要,是人类可持续发展战略在支架设计中的体现。如:液压支架在设计过程中采用多目标模糊化设计,要求支撑力大,移架速度快,重量轻,用材少等,每个目标确定一个函数,即得多个设计目标函数,然后组合优化,确定最佳方案。 3.2　采取纯水液压技术,液压支架将成为绿色机械 纯水液压技术是液压领域的发展前沿。它不仅有良好的抗燃性、散热性、而且价格也便宜,无污染,长久以来液压支架在地表层下工作,由于使用工作介质是乳化液,并有许多添加剂(乳化剂、防锈剂、防霉剂、偶合剂等) ,对地表以下微环境污染十分严重,所以,液压支架使用纯水液压技术,对降低煤矿的生产成本,保