U 型钢支架滚压成形修复机的研制与应用

U 型钢支架滚压成形修复机的研制与应用

李大志 王宝军 张振宁

山东华宁矿业集团有限公司鑫安煤矿 山东泰安 271400

摘 要：U型钢支架滚压成形修复机是根据煤矿用U型钢可缩性支架制造需要而研制的，它采用了侧辊摆动式四辊滚弯原理，同三辊滚弯机比较，它克服了目前国内外采用的三辊滚弯机滚弯U型钢梁后两端直线段太长（一般大于170mm）的缺点。在滚制U型钢梁和腿时可以定长下料，一次入料，自动成形。减少了U型钢成形中的料头，经济效益十分明显。

关键词：U型钢 滚压成形 研制 应用

1、技术研究背景：山东华宁矿业集团有限公司鑫安煤矿，位于宁阳县东疏镇，井田面积27.8667平方公里。地质储量21118.6万吨，矿区地面标高为+54.53～57.96m，地面工业广场标高+57.6m，矿区最高洪水位+58.10m，主副井井筒标高+58.80m。

2、技术方案论证：该矿井隶属山东华宁矿业集团有限公司,是保安矿井的接续井.矿井采用立井—暗斜井开拓方式。主井井筒净直径5m，装备一对4t单绳箕斗。选用2JK-3/20E型单绳缠绕式提升机由于我矿地质条件复杂，顶板压力大，巷道变形严重，所以主要巷道采用大断面U型钢棚支护方式。U型钢棚加工速度的快慢直接影响着矿井建设速度的快慢，为了提高U型钢棚的加工速度，节约成本，鑫安矿决定成立了研制小组，深入现场，实地论证，实测数据，反复实验，准备研制了支架滚压成形修复机在煤矿上具有广泛的推广应用价值,经历了以下四个阶段的工作。

一、第一阶段：2010年1月为课题的提出阶段

针对我矿地质条件复杂，顶板压力大，巷道变形严重，准备研制的U型钢支架滚压成形修复机是采用半圆拱可缩性支架，三心拱直腿可缩性支架，三心拱曲腿可缩性支架，圆形等可缩性支架和腿均可进行弯曲成形，成形后的U型钢支架，其技术指标符合《煤矿用U型可缩性支架制造技术条件》MT195-89标准中的所有要求。采用了国内技术领先的侧辊摆动式四辊滚弯原理，解决了当前国内外在拱形支架的弯曲成型过程中生产效率低，劳动强度低及现有的三辊拱形支架滚压成形机不能消除两头直线段的技术关键。

二、第二阶段：2010年2月为课题的调研阶段

2010年2月初，课题组对U型钢支架滚压成形修复进行了现场考察，实测了现场数据，根据U型钢支架构造，确定了设计原则，关键技术及创新点，设计了U型钢支架滚压成形修复机构件图，依据构件图，及矿现有的材料，确定了该装置的图纸，根据图纸进行了加工制造。

三、第三阶段：2010年3月现场考察阶段

U型钢支架滚压成形修复机是根据煤矿用U型钢可缩性支架制造需要而研制的，它采用了侧辊摆动式四辊滚弯原理，同三辊滚弯机比较，它克服了目前国内外采用的三辊滚弯机滚弯U型钢

梁后两端直线段太长（一般大于170mm）的缺点。在滚制U型钢梁和腿时可以定长下料，一次入料，自动成形。减少了U型钢成形中的料头，经济效益十分明显。

四、第四阶段：2010年4月10日-4月15日为安装调试阶段

（1）安装： 2010年4月10日，主机和泵站是分离式结构，其中用油管相连。连接管路时，必须注意各油口标记，出厂时已有，不得接错，主机和泵站问的连接油管是随机携带的，无需自己另外配置油管，若确因安装场地需另外配置油管时，应注意，主机和泵站问连接油管长度不得大于7米。油管过长会影响设备的正常使用。

本机总功率约5 5KW，应提供等同容量的配电柜(1 6 0—2 5 0A的三相空开)，并按配电要求提供合格的接地线，和标准规格的电源线(线径：铜线最好是25mm2)在设备安装前，滚压成型机的地基必须提前完成，地基处理过程中应一并考虑动力线和冷却水管的预埋工作。所选地址面积不能过小。设备地址必须选择在有防雨措施的厂房内，地基四周有防水倒流措施，防止雨水进入设备地基坑内，影响设备正常运行。

（2）调试： 新设备的调试工作，提前准备好一定数量(约8 0公斤)的润滑油和抗磨液压油(46#约8 0 0公斤)，准备必要的安装工具(电焊机等常用工具)，并让拟定的设备操作员同步进行学习培训。

（3）保养：①、设备保养按车床类进行。

②、左、右侧滚、主机上的侧轮导轨应经常加油润滑，每周至少加油一次。左右侧滚润滑油用二流化钼锂基脂。用黄油枪加进。齿轮每两天加一次黄油。

3、技术特征、总体性能指标与国内外同类先进技术的比较

3.1技术特征

U型钢支架滚压成形修复机是根据煤矿用U型钢可缩性支架制造需要而研制的，它采用了侧辊摆动式四辊滚弯原理，它克服了目前国内外采用的三辊滚弯机滚弯U型钢梁后两端直线段太长（一般大于170mm）的缺点。在滚制U型钢梁和腿时可以定长下料，一次入料，自动成形。减少了U型钢成形中的料头，经济效益十分明显。

3.2总体性能指标

①、体积小、重量轻、成本低。②、精度高。③、自动化程度高。④、适应性能好，能满足不同的U型钢曲率半径。⑤、效益好，能够对大部分废旧U型钢进行二次修复利用，且无裙边对U型钢强度损失小。

3.3项目的创新点及先进性

①、采用国内技术领先的侧辊摆动式四辊滚弯原理，解决了当前国内外在拱形支架的弯曲成型过程中生产效率低，劳动强度低及现有的三辊拱形支架滚压成形机不能消除两头直线段支架滚压成形修复机。

②、生产效率高，U型钢从设备进入端成型的时间，滚梁每根只需要52秒，滚弯每根只需要30秒。

③、精度高。尺寸一旦定好，滚压好的U型钢误差率小于0.8%。

④、自动化程度高，U型钢一旦送入机器中，不需要任何操作，能够在短时间内自动出料。

⑤、适应性能好，能满足不同的U型钢曲率半径。实现在了梁、腿的滚压成型中定长下料、一次入料即可自动成型的愿望，填补了国内空白。

3.4推广应用的条件和前景

该成果在华宁矿业集团有限公司鑫安煤矿得到了有效的应用，在同等或相似条件的矿井中可推广应用。经济和社会效益显著，有非常广阔的应用前景。

4、各方效益

4.1经济效益分析

通过使用该项技术成果，从根本上解决U型钢棚加工速度慢的难题，避免了因U型钢棚的加工速度而影响着矿井建设速度，进而确保了整个矿井的安全生产，加快了矿井的建设速度，进而增加了企业的各项效益，收到了很好的社会效益。

4.2社会效益分析

该项技术解决了U型钢棚加工速度，直接加快了矿井的建设速度。

4.3安全效益分析

创造性贡献: 采用国内技术领先的侧辊摆动式四辊滚弯原理，解决了当前国内外在拱形支架的弯曲成型过程中生产效率低，劳动强度低及现有的三辊拱形支架滚压成形机不能消除两头直线段支架滚压成形修复机；生产效率高，U型钢从设备进入端成型的时间，滚梁每根只需要52秒，滚弯每根只需要30秒；精度高，尺寸一旦定好，滚压好的U型钢误差率小于0.8%；自动化程度高，U型钢一旦送入机器中，不需要任何操作，能够在短时间内自动出料；适应性能好，能满足不同的U型钢曲率半径。实现在了梁、腿的滚压成型中定长下料、一次入料即可自动成型的愿望，填补了国内空白。

结束语：经检测， U型钢支架滚压成形修复机符合《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》、《煤矿机电安全质量标准化标准》等规程规范标准的相关设计要求。采用国内技术领先的侧辊摆动式四辊滚弯原理，解决了当前国内外在拱形支架的弯曲成型过程中生产效率低，劳动强度低及现有的三辊拱形支架滚压成形机不能消除两头直线段支架滚压成形修复机。实现在了梁、腿的滚压成型中定长下料、一次入料即可自动成型的愿望，填补了国内空白。具有深远的推广使用价值和广泛的社会效益。

参考文献：

1. 吕如清. 热轧U型矿用支护钢生产工艺探讨[J]. 河北冶金, 1994, 000(005):33-39.

2. 房继泉. 浅谈GW1型拱形支架滚压成型机的安装与调试[J]. 民营科技, 2013(03):18.