立柱是液壓支架的關鍵部件和動力源泉，其性能關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效率[1]。隨著采煤工業(yè) 的發(fā)展，對液壓支架和立柱的要求越來越高，立柱向著大缸徑、高可靠性、長壽命方面發(fā)展，同時立柱的設計制造成本也在大幅增加。為解決此矛盾，保證立柱的質 優(yōu)、價廉和高可靠性，本文將價值工程引入到液壓支架立柱的設計中。

　　摘要： 立柱是液壓支架的關鍵部件，其性能關系到液壓支架的支撐能力和可靠性。運用價值工程分析方法，對液壓支架立柱設計的不同鍍層方案進行功能成本分析，以確定最優(yōu)的立柱鍍層方案。

　　Abstract： Leg is one of the key part of hydraulic support and its performance is related to support ability and reliability of hydraulic support. In order to determine the optimal solution to the design of hydraulic support leg， function cost is analyzed based on value engineering analysis method.

　　關鍵詞： 項目管理刊物與論文,液壓支架,立柱,價值工程

　　Key words： hydraulic support;leg;value engineering

　　0 引言

　　價值工程是一種技術與經濟相結合的現(xiàn)代管理技術。價值工程通過各相關領域的協(xié)作，對所研究對象的功能與費用進行系統(tǒng)分析，不斷創(chuàng)新。它的基本思 想是在可靠地實現(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，以達到合理、有效地利用資源提高對象價值的目的，這就是價值工程的實質。

　　1 基于價值工程的立柱設計原則

　　1.1 功能需要原則 根據特定的地質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。在滿足頂底板安全的情況下，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 客戶對立柱可靠性的需要已經不滿足于一般的功能保證，而是希望在長時間內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設計、制造直至各個階 段的共同努力保證的，其中設計是立柱可靠性的基礎，是重中之重。立柱的可靠性主要通過合理的配比缸徑、柱徑，提高抗沖擊性能和連接可靠性來實現(xiàn)的。

　　1.3 系統(tǒng)最優(yōu)原則 從系統(tǒng)學的角度來說，部分最優(yōu)設計或部分價值最高未必是整體最優(yōu)化整體價值最高，基于價值工程的立柱設計應追求立柱整體最優(yōu)化設計。

　　2 立柱失效形式

　　在煤礦生產過程中，立柱的失效問題比較突出。通過對神東礦區(qū)某綜采面型生產過程中和大修期間的跟蹤調研，立柱累積失效近40%，給煤礦的安全管 理與正常生產帶來了不利影響。對失效立柱進行統(tǒng)計分析，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%;密封失效占8%; 其他原因導致立柱失效的占2%。立柱的具體失效形式如圖1所示。

　　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)境相對濕度基本在75%以上， 同時含有S2-、SO42-等強腐蝕性離子[3]。對于密封失效，究其原因是立柱缸筒銹蝕后工作面中的煤塵進入到缸口中，立柱伸縮動作后造成密封失效。

　　3 功能分析

　　為解決立柱鍍層失效問題，各個廠家采用不同缸筒、活柱鍍層形式，成本與效果也各不相同。本文從價值分析出發(fā)，分析各種鍍層的成本和價值，以保證 在立柱設計中選用最佳的鍍層方案。以某礦用250缸徑立柱為對象，對立柱設計時選用的鍍層方案進行價值分析，該立柱的具體參數如表1所示，不同的鍍層方案 如表2所示。

　　3.1 功能系數的確定 根據立柱電鍍層的作用確定立柱用電鍍層的功能系數各評價指標，分別為鍍層的防銹性能、防護性能和再修復能力。對功能系數的評價采用歸一化處理方法，由聘請的專家組對功能系數的各評價指標的重要程度予以評定，采用十分制進行評價，滿分10分。

　　3.2 成本系數的確定 把不同方案的成本相加得到成本總和，然后將不同方案的單個成本與成本總和相比較，即可得到各個方案的成本系數[4]。

　　3.3 功能價值評價 按照功能價值系數公式：功能價值系數=功能評價系數/功能成本系數，計算出各個功能的價值系數，如表3所示。

　　由表3可知，方案2的價值系數微大于1，說明該方案的成本和功能基本匹配，處于合理狀態(tài)。而方案3價值系數遠小于1，說明該方案成本過高功能較 少。方案 1的價值系數遠大于1，說明該方案中成本比重遠小于功能比重，這其中可能有以下原因：第一是目前成本偏低，以至于不能完全評價對象所具有的功能;第二種是 在成本計算時沒有考慮立柱使用及維修過程中的成本。從價值工程的角度出發(fā)，方案1和方案3都屬于改進的對象。綜上所述，方案2是最優(yōu)方案。該方案已經在實 際的立柱設計中采用，從現(xiàn)場跟蹤和用戶反饋來看，采用該方案后立柱的使用壽命大幅提升，后期的維修成本降低60%左右。

　　4 結論

　　在總結基于價值工程的立柱設計原則的基礎上，通過價值分析確定了立柱設計時不同鍍層方案的價值系數，確定了最優(yōu)方案，并在井下工業(yè)性試驗中得到了驗證。由此可見，在立柱設計中引入價值工程是提高產品設計質量、降低產品成本的一種行之有效的方法。

　　參考文獻：

　　[1]王國法.高端液壓支架及先進制造技術[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2010.

　　[2]黃白林，王運海.價值工程在露天采煤機設計研究中的應用[J].煤炭技術，2002，21(12).

　　[3]段孟杰.液壓支架立柱腐蝕失效分析及防范措施[J].河北煤炭，2002，5：28-29.