基于價(jià)值工程的液壓支架立柱的設(shè)計(jì).docx

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1、基于價(jià)值工程的液壓支架立柱的設(shè)計(jì)王勇摘要：立柱是液壓支架的關(guān)鍵部件，其性能關(guān)系到液壓支架的支撐能力和可靠性。運(yùn)用價(jià)值工程分析方法，對(duì)液壓支架立柱設(shè)計(jì)的不同鍍層方案進(jìn)行功能成本分析，以確定最優(yōu)的立柱鍍層方案。關(guān)鍵詞：液壓支架；立柱；價(jià)值工程TheDesignofHydraulicSupportLegBasedonValueEngineeringLIUYan1,BIANYan-Sheng2，YANGWen-Ming2(1.HenanVocationalandTechnicalCollegeofCommunicaitons,;ZhengzhouCoal

2、MiningMachineryGroupCo.,Ltd.,Zhengzhou)Abstract:Legisoneofthekeypartsofhydraulicsupportanditsperformanceisrelatedtosupportabilityandreliabilityofhydraulicsupport.Inordertodeterminetheoptimalsolutiontothedesignofhydraulicsupportleg,functioncostisanalyzedbasedonvalueengineering

3、analysismethod.Keywords:hydraulicsupport;leg;valueengineering0引言立柱是液壓支架的關(guān)鍵部件和動(dòng)力源泉，其性能關(guān)系到液壓支架的支撐能力和可靠性，直接影響著綜采工作面的安全性和生產(chǎn)效率[1]。隨著采煤工業(yè)的發(fā)展，對(duì)液壓支架和立柱的要求越來(lái)越高，立柱向著大缸徑、高可靠性、長(zhǎng)壽命方面發(fā)展，同時(shí)立柱的設(shè)計(jì)制造成本也大幅增加。為解決此矛盾，保證立柱的質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉和高可靠性，本文將價(jià)值工程引入到液壓支架立柱的設(shè)計(jì)中。價(jià)值工程是一種技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的現(xiàn)代管理技術(shù)。價(jià)值工程通過(guò)各相關(guān)領(lǐng)域的協(xié)作，對(duì)所研究對(duì)

4、象的功能與費(fèi)用進(jìn)行系統(tǒng)分析，不斷創(chuàng)新。它的基本思想是在可靠地實(shí)現(xiàn)所需功能的前提下，努力尋求壽命周期成本最低的創(chuàng)新方案，以達(dá)到合理、有效地利用資源提高對(duì)象價(jià)值的目的，這就是價(jià)值工程的實(shí)質(zhì)。1基于價(jià)值工程的立柱設(shè)計(jì)原則1.1功能需要原則根據(jù)特定的地質(zhì)條件和煤礦客戶的特定要求，確定液壓支架的工作阻力和立柱缸徑。在滿足頂?shù)装灏踩那闆r下，增加立柱的必要功能，降低或消除立柱的不必要功能[2]。1.2可靠性原則客戶對(duì)立柱可靠性的需要已經(jīng)不滿足于一般的功能保證，而是希望在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持良好的性能和最低的全壽命周期成本。立柱的可靠性是通過(guò)設(shè)計(jì)、制造直至各個(gè)階段的共

5、同努力保證的，其中設(shè)計(jì)是立柱可靠性的基礎(chǔ)，是重中之重。立柱的可靠性主要通過(guò)合理的配比缸徑、柱徑，提高抗沖擊性能和連接可靠性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1.3系統(tǒng)最優(yōu)原則從系統(tǒng)學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，部分最優(yōu)設(shè)計(jì)或部分價(jià)值最高未必是整體最優(yōu)化整體價(jià)值最高，基于價(jià)值工程的立柱設(shè)計(jì)應(yīng)追求立柱整體最優(yōu)化設(shè)計(jì)。2立柱失效形式在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，立柱的失效問(wèn)題比較突出。通過(guò)對(duì)神東礦區(qū)某綜采面型生產(chǎn)過(guò)程中和大修期間的跟蹤調(diào)研，立柱累積失效近40%，給煤礦的安全管理與正常生產(chǎn)帶來(lái)了不利影響。對(duì)失效立柱進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)立柱失效的主要形式是缸筒銹蝕和活柱鍍層脫落,這一部分占失效立柱的90%;密

6、封失效占8%;其他原因?qū)е铝⒅У恼?%。立柱的具體失效形式如下圖所示。圖1立柱的失效形式立柱缸筒銹蝕和活柱鍍層脫落的主要原因是煤礦井下特殊環(huán)境所致。井下工作環(huán)境比較惡劣，工作面粉塵、瓦斯較大，環(huán)境相對(duì)濕度基本在75%以上，同時(shí)含有S2-、SO42-等強(qiáng)腐蝕性離子[3]。對(duì)于密封失效，究其原因是立柱缸筒銹蝕后工作面中的煤塵進(jìn)入到缸口中，立柱伸縮動(dòng)作后造成密封失效。3功能分析為解決立柱鍍層失效問(wèn)題，各個(gè)廠家采用不同缸筒、活柱鍍層形式，成本與效果也各不相同。本文從價(jià)值分析出發(fā)，分析各種鍍層的成本和價(jià)值，以保證在立柱設(shè)計(jì)中選用最佳的鍍層方案。以某礦用

7、250缸徑立柱為對(duì)象，對(duì)立柱設(shè)計(jì)時(shí)選用的鍍層方案進(jìn)行價(jià)值分析，該立柱的具體參數(shù)如表1所示，不同的鍍層方案如表2所示。表1立柱基本參數(shù)項(xiàng)目缸徑/mm長(zhǎng)度/mm鍍層面積/mm2缸筒250820活柱235770表2立柱不同電鍍方案項(xiàng)目電鍍部位電鍍方式電鍍成本（元/mm2）方案1活柱雙鉻0.00035方案2活柱雙鉻0.00035缸筒內(nèi)壁鍍銅0.0004方案3活柱激光熔覆0.00145缸筒內(nèi)壁鍍銅0.00043.1功能系數(shù)的確定根據(jù)立柱電鍍層的作用確定立柱用電鍍層的功能系數(shù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別為鍍層的防銹性能、防護(hù)性能和再修復(fù)能力。對(duì)功能系數(shù)的評(píng)價(jià)采用歸一化處

8、理方法，由聘請(qǐng)的專家組對(duì)功能系數(shù)的各評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要程度予以評(píng)定，采用十分制進(jìn)行評(píng)價(jià)，滿分10分。3.2成本系數(shù)的確定把不同方案的成本相加