1. Mũ cột:
Hình 2-2: Mũ cột
Mũ của cột NDZ chịu lực từ đá vách truyền xuống cột, lợi dụng càng của mũ cột để đỡ xà, để tránh xà trợt. Mũ đúc thành hình mặt cầu, dùng 3 chốt trong đàn hồi để giữ chặt các thân piston, mũ cột phụ kiện ít, cờng độ cao không dễ h hỏng, không dễ mất, giảm đợc khối lợng gia công, sửa chữa, loại cột NDZ có 3 loại mũ cột. Tuỳ theo điều kiện cần thiết mà sử dụng.
2. Bộ phận thông khí.
Cột chống NDZ trong khi thao tác nâng, hạ cột cần hút khí và thoát khí. Nh vậy phải dựa vào bộ phận thông khí. Để thông khí ngời ta dùng van thông khí, kết cấu của van
1 - Nắp 2 - Thân van 3 - Bi thép
4 - Gioăng chũ O 5 - Cần đẩy
6 - Ruột van cao su 7 - Lò xo
8 - Bulông
Hình 2-3: Van thông khí
Phía trên của nắp đạt hai lới lọc ở rãnh để đề phòng bụi than hoặc những vật khác rơi vào trong piston. Khi cột dựng đứng, bi thép số 3, dựa vào trọng lực qua cần số 5 tác động vào tâm van cao su số 6, ép vào lò xo số 7, làm cho tâm van rơi khỏi van thông khí số 2. Mở van thông khí, thu hồi cột thuỷ lực, dầu thuỷ lực trong xylanh sẽ đa vào trong piston, không khí d thừa trong piston sẽ qua van thông khí thoát ra ngoài.
Nếu cột nghiêng quá hoặc nằm ngang, bi thép dựa vào trọng lực của nó lăn ra 1 vị trí khác, van tâm dới tác dụng của lò xo số 7 đóng kín van thông khí, để tránh cho dầu áp lực từ trong piston rò rỉ ra ngoài.
Khi lắp đặt van thông khí vẫn dùng gioăng chữ O để bịt kín vào vòng số 4 với không khí bên ngoài.
3. Van an toàn 1.Cần nối 2.Đế van 3,6,12: Gioăng chữ O 4.Kim van 7.Êcu lục lăng 8.Lò xo 9.Lò xo van an toàn
10.Bọc van
11.Bu lông điều áp
Hình 2-4: Van an toàn cột thuỷ lực bơm trong
Cột chống NDZ dựa vào dịch thể (dầu áp lực) để làm việc van an toàn có nhiệm vụ đảm bảo cho cột làm việc có đặc tính chịu lực ổn định, tức là tuỳ theo nóc lò nén đến đầu thì piston rút ngắn lại, cột chống chịu áp lực của nóc lò cơ bản vẫn không thay đổi.
Van an toàn có tác dụng bảo vệ an toàn cho cột khi làm việc, không bị qúa tải mà dẫn đến h hỏng, trung bình khi đá vách hạ xuống từ từ, cột chống bình quân thu ngắn lại
mỗi giờ chừng vài mm, lúc này áp lực dầu trong xylanh tăng, van an toàn mở để một lợngnhỏ dầu áp lực sẽ rò rỉ qua van an toàn.
Có nhiều trờng hợp nóc lò tịt xuống độ ngột thì tốc độ của piston có thể tụt xuống nhanh hơn nhiều lần. Trong thực ttế điều kiện ở dới Mỏ không thuận lợi lực nén của nóc lò biến động không ổn định, van an toàn thờng ở trạng thái đóng, do vậy an toàn của cột khác với van an toàn của máy, nó cần phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:
- Khả năng làm việc ổn định, lực dao động nhỏ, đặc tính đờng cong ổn định. - Khi cột đang làm việc hay đang nâng hoặc hạ cột, dầu áp lực có áp lực cao hay thấp, van vẫn đảm bảo kín, ổn định lâu dài, không bị rò rỉ.
- áp lực khi mở và đóng van, không chênh lệch lớn.
- Trong lúc van đang làm việc, không có hiện trợng dao động
- Trong mọi điều kiện của lò nh: lò ổn định, sự cố đổ sập lò….nhng van vẫn làm việc bình thờng.
* Nguyên lý làm việc van an toàn.
Khi áp lực dầu quá mức quy định > 294 KN, dầu cao áp tác dụng nên van an toàn. Dòng dầu áp lực đổi hớng 13 phun thẳng bị kim van 4 làm phân tán dòng dầu. Tác dụng phân tán đều lên bề mặt ê cu lục lăng 7và bề mặt tấm đện số 5, làm cho tấm đệm và ê cu lục năng chuyển động dời khỏi đế van (theo chiều dòng dầu áp lực), lực chuyển động này thắng đợc lực đẩy của lò xo van an toàn 9 bị ép nhỏ lại cho đến khi tấm đệm rời khỏi đế van số 2 tạo ra khe hở qua lỗ số 14 trở về khoang chứa dầu. Khi một lợng dầu chảy qua van an toàn áp suất dầu trong khoang c giảm xuống, lò xo van an toàn số 9 đẩy đệm van và ê cu lục lăng trở lại đế van đóng đờng dầu áp lực, van an toàn đợc đóng kín lại, cột NDZ làm việc ở chế độ mới, cột hạ xuống 1 khoảng ≈ 10 mm.
Tuỳ theo mức độ hạ xuống của cột, áp lực đá vách hình thành sự cân bằng mới tác dụng lên cột với giá trị nhỏ hơn. Dới tác dụng của lực nénn lò xo 9, đế van an toàn
và ê cu lục năng trở lại vị trí ban đầu, van đợc đóng lại dịch thế cũng ngừng chảy, tải trọng của cột cũng không giảm xuống nữa, đảm bảo cho lực chống của cột cân bằng.
- Bu lông điều áp 11.
điều chỉnh áp lực tác động của van an toàn bằng cách vặn bulông điều áp, thờng nó đợc vặn chặt khi kiểm ngghiệm và đợc bịt kín niêm phong.
- Lò xo van an toàn.
Đợc dùng chế tạo bằng thép,tơng đối tốt, có độ cứng cao, thông thờng độ cứng F = 85-90.
- Các gioăng tốt nhất.
Chế tạo từ loại cao su P908, hoặc bằng chất dẻo làm đế van an toàn cũng rất kín. - Kim van số 4.
Có tác dụng làm dòng dầu áp lực phun ra, phân tán đều, tránh phun thẳng vào tấm đệm của van làm cho tuổi thọ của tấm đệm đợc kéo dài, tính năng van an toàn đợc cải thiện.
- Tấm đệm van số 5.
Đợc chế tạo bằng cao su vừa kín, vừa đáng tin cậy, chống tạp chất cũng rất tốt, gia công dễ dàng có thể sản xuất đợc đại trà
Khuyết điểm là cờng độ chịu lực thấp, dễ co lại và biến dạng, khi áp lực vợt quá chỉ số cho phép, thì nó dễ h hỏng. Để đảm bảo tấm đệm van trên kết cấu van an toàn ngời ta dùng hình thức bịt kín mền, tiếp xúc cứng.
- Điều chỉnh van an toàn.
Khi điều chỉnh phải vặn chặt bulông, điều chỉnh áp lực, ép lò xo của van an toàn để nó tác động từ từ lên bộ định hớng 6 góc. ép nhỏ đế van an toàn làm cho bịt kín tốt hơn. Khi đế van ép đến 1 mức độ nhất định (0,2 - 0,3 mm), tiếp tục vặn chặt bulông đến khi bộ hớng 6 góc và đế van tiếp xúc với nhau. Nh vậy lực lò xo không truyền qua đệm van cao su mà trực tiếp tác động lên đế van thành tiếp xucs cứng.
Nếu không đế van do đợc gia công từ vật liệu mềm khi bộ hớng 6 góc bị lực tác động tiếp tục tăng cao thì đế van thu nhỏ lại càng nhiều làm cho đệm cửa van biến dạng lâu dài thậm chí h hỏng. Mặt khác, đệm van bị ép vào đế van và bộ hớng 6 góc thành 1 lực phụ khác, ảnh hởng đến tính năng mở của van, tăng thêm áp lực của dầu thuỷ lực, làm cho cột mất đi tính thăng bằng, dẫn đến h hỏng.
4. Van xả tải.
Khi cột làm việc bình thờng, van xả tải ở vị trí đóng. Khi thu hồi cột van xả tải sẽ mở ra, dịch thế cao áp trong cột sẽ chảy vào piston thì đạt đợc mục đích hạ cột. Cũng nh van an toàn, van xả tải chế tạo bằng cao su thực hiện bịt kín mềm, tiếp xúc cứng. Đế van
xả tải và van tiếp xúc với nhau hình thành áp lực lớn để giảm đi biến dạng của tấm đệm van. Để giảm bớt lực cản của dầu cao áp khi hạ cột nâng cao tính bịt kín, tấm đệm của van xả tải làm thành hình cung.
5. Van 1 chiều
ý nghĩa nhiệm vụ của van một chiều
Là chỉ cho dầu đi theo 1 hớng nhất định khi cột chống NDZ làm việc bình th- ờng, van 1 chiều lúc nào cúng đóng. Khi nâng cột lên thì van mở ra dầu trong ruột của piston sẽ ép xylanh, cột chống NDZ thờng dùng van 1 chiều, kết cấu đơn giản.
Hình 2-5: Van một chiều a. Hình NDZ
1-Dịch vào 2.Đế van 3.Bi thép 4-Đầu xi lanh, 5.Bu lông 6.Lò xo
b.Hình ΓCY-M
1.Dịch vào 2.Bi thép 3.Đầu xi lanh 4.Lò xo 5.Nắp
Khi bơm dầu vào theo hớng A nó sẽ tác động lên bi thép, khi áp lực dầu vợt quá lực nén của lò xo 5, bi thép 3 tách khỏi đế van. Van 1 chiều mở, dầu đi qua khe hở giữa bi thép và đế van vào xylanh. Khi dầu áp lực đi từ phía ngợc lại, tác dụng lên bi thép thì van 1 chiều đóng lại, áp lực dầu trong xylanh càng tác động mạnh lên bi thép, tính bịt kín của van càng lớn.
Có những loại không dùng chất dẻo làm đế van mà lợi dụng đầu xylanh có tính đàn hồi tốt để bịt kín. Một Công ty của Anh cũng sản xuất loại van h vậy, loại này dùng van 1 chiều, đế van cứng, đòi hỏi môi trờng có độ nhớt cao. Diện tích bịt kín tơng đối cao,
trong khi làm việc bi thép có thể bị va đập vào đế van, đễ biến dạng và h hỏng. Khi đầu piston và bi thép bị biến dạng khó khôi phục lại thờng phải loại bỏ.
Đế van bằng cao su (hình 2-5), tính đàn hồi tốt, bịt kín tốt, dễ sửa chữa nhng chống tạp chất kém, khi bị bẩn tính năng bịt kín cũng bị giảm. Để khắc phục nhợc điểm này, hiện nay ngời ta dùng loại cao su P907 làm đế van 1 chiều. Tuỳ theo áp lực của dầu trong xylanh lực bi thép tác dụng lên đế van thay đổi, hình dạng đế van thay đổi theo làm độ kín tăng lên .
1.Vòng đai 2. Đế van 1 chiều
3. Bi thép 4.Thân bọc
5. Lò xo 6. Đầu xylanh
7.Giá đỡ Hình 2-6: Van cao su một chiều
6. Piston
Piston có đầu bịt kín, cần piston và xilanh chuyển động tơng đối với nhau, trên piston có lắp van một chiều và bộ phận bơm tay. Piston của cột NDZ 2 (Hình vẽ 2-6). Khi cột chuyển động lên xuống,
piston dựa vào vòng đệm định hớng bằng chất dẻo nên có thể giảm bớt ma sát và tổn thất, bảo vệ lớp mạ của xylanh, khi h hỏng dễ thay.1.Bơm 2.Lới lọc 3.Đầu piston
K1 van tiếp dầu K2 Van một chiều
4.Vòng hớng piston 5.Gối đỡ 6.Gioăng hình chữ Y 7.Giá gối đỡ 8-11: Gioăng chữ O
12,13: Đầu bu lông nửa tròn Hình 2-7: Piston
Dùng cao su chạy dầu để chế tạo gioăng chữ Y bịt kín xylanh. Khi áp lực của dầu trong xylanh tác dụng bịt kín của gioăng tốt hơn. Mép của gioăng chữ Y có hình tam giác ngợc hiện cho lắp đặt và làm cho nó chịu áp lực phân bổ đều nâng cao đợc hiệu quả bịt kín cả khi dầu có áp lực thấp . Bới vì khi áp lực dầu là 0 hay rất nhỏ hay tiónh năng bịt kín của gioăng đợc quyết định bởi luực phân bổ đều.
Tác dụng của khối đỡ là không cho gioăng chữ Y bị đẩy vào khe hở giữa piston và xylanh khi có áp lực lớn, do đó kéo dài đợc tuổi thọ của gioăng chữ Y.
7.Thân piston.
Là ống chịu áp lực từ phía trên cột chống thuỷ lực đơn. Khi dá vách nén xuống cột chống thuỷ lực đơn nó truyền xuuóng xylanh và đế. Nếu đá vách đá trụ không phải, cột chống có góc độ không phù hợp cột sẽ ở trạng thái lệnh tâm. Do vậy, trong quá trình làm việc, thân piston chịu lực nén, lực uốn, dặc tính làm việc của cột buộc piston của cột phải có đủ cờng độ. Đồng thời piston của cột bên trong phải dự trữ 1 lợng dầu nhất định. 1.ống nối dài 2.Thân van 3.Tâm ống 4.Vòng đệm 5.ống bảo vệ
6.ống piston 7.Tấm ngăn cách
Hình 2-8:Thân Piston
ống piston dùng loại thép 27, SiMn cán nhiệt không hàn, sau khi nhiệt luyện c- ờng độ lực kháng kéo 980 KN, lực chống uốn 800 KN.
Trong điều kiện làm việc, dới Mỏ không thuận lợi nhiệt độ cao rất nhiều, không khí có nhiều lu huỳnh, có nhiều khí độc, có những nơi nớc Mỏ có tính axit, tính kiềm rất lớn làm cho kim loại chóng bị rỉ, để kéo dài tuổi thọ của cột, giảm cột rỉ, ảnh h ởng đến tốc độ và cờng độ làm việc của cột. Bề mặt các ống đó phải mạ kẽm để chống rỉ. Thực ttế chứng minh hàm lợng thiếc từ 10 - 18% để làm nền, ngoài mạ 1 lớp crôm thì chống rỉ hiệu quả rất cao, mạ điện cũng tốt. Lớp mạ dùng đồng đỏ pha kẽm chống rỉ, bề mặt rất tốt, chống đợc va chạm và nâng cao khả năng chống mài mòn.
8. Thân xylanh và đế cột
Gồm đựng dầu số 1 và đế số 3 hàn với nhau, rồi hàn chi tiết 2 liên kết ống và đế. Thân xylanh đủ để đựng dầu, và bộ phận chịu tải của cột áp lực từ nóc lò thông qua nó mà truyền xuống nền lò. Thân đựng dầu cũng dùng loại thép 27 SiMn cán nóng, không hàn, xử lý bằng nhiệt δ8 = 740 Mpa. Mặt trong của xylanh đợc mạ đồng để chống rỉ. 1. Xy lanh
2.Tấm bọc đế 3. Đế
Hình 2-9: Thân xy lanh - Đế của Cột chống thuỷ lực đơn có 3 loại:
+Loại đế bằng +Loại đế hình cầu +Loại đế chân to
Hình 2-10: Đế cột
a. Đế hình cầu b. Đế to c. Đế bằng
- Thực tế chứng minh rằng loại đế bằng tơng đối tốt, chắc chắn và ổn định. Nền lò có độ dốc lớn cột không bị trợt nhng đối với nền lò cứng và không bằng phẳng, đế bằng hay bị lõm thành vết nứt chỗ mối hàn, làm cho cột bị lệch tâm, chịu lực kém, đế
hình cầu khắc phục nhợc điểm của đế bằng, cải thiện đợc khả năng chịu lực nên dợc dùng nhiều.
9. Tay nắm
- Tay nắm lắp ghép với thân xylanh bằng dây thép để tiện vận chuyển và thu hồi cột. Nó cũng là bộ phận định hớng phía trên của piston trong tay nắm có gioăng chống bụi, để khi hạ cột dốc xuống, ngăn bụi than và những tạp chất rơi vào xylanh.
10. Tay quay bơm
Cột chống thuỷ lực đơn bơm trong dùng tay quay đơn, để nâng cột lên đạt tới lực chống ban đầu. Cột NDZ dùng bơm két để nâng cột nhanh, thao tác ít, đạt dợc lực chống ban đầu lớn. Khi nâng cột, chủ yếu lợi dụng ruột của cột, bơm xylanh và cơ cấu thao tác.
Hình 2-11: Tay quay bơm - Bơm 1 cấp
Xylanh cuả bơm, có diện tích độ nâng cột nhanh. Nói chung 1 lần quay bơm, cột có thể nâng cao 20mm, mặc dù diện tíc piston của bơm lớn nhng do áp lực bơm thấp (0,3 Mpa) nên lực thao tác không lớn. Lực chống ban đầu cần lớn nhng lực nâng nhỏ.
- Bơm 2 cấp
Diện tích xylanh nhỏ, một lần thao tác lợng dầu bơm đợc ít, lực thao tác không lớn nhng đợc 1 áp lực tơng đối lớn, giải quyết tốt đợc lực thao tác và áp lực ban đầu. Bất cứ sử dụng loại bơm tay nào, cơ cấu thao tác đều dựa vào tay quay (Hình vẽ 2 -11). Trục khuỷu, thanh trợt, trụ…dùng tay quay quay len quay xuống để cho piston chuyển động thành đờng thẳng, thực hiện nhiệm vụ.
11. Dụng cụ xả tải.
Khi thu hồi cột chống thuỷ lực đơn dụng cụ xả tải, cơ cấu xả tải của cột chống thuỷ lực đơn NDZ (hình vẽ 2 - 12), gồm hai loại tay quay và xả tải tuỳ theo yêu cầu mà chọn loại thích hợp.
- Tay quay đợc dùng chung cho nhiều cột
Hai loại công cụ này đều có u khuyết điểm, dùng bộ phận xả tải thì thao tác đơn giản, có thể tránh cho lỗ xả tải, thân van, và van an toàn không bị biến dạng và h hỏng nhng linh kiện nhiều, dễ mất mát. Nhất là cột phải vận chuyển dễ rơi mất, dùng tay