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液压支架的安全使用与维护 第一节液压支架的结构及工作原理一 液压支架的作用 组成 分类及特点 液压支架的作用及其基本构成 1 液压支架在煤矿安全生产中的作用液压支架是以高压液压为动力 由若干液压元件 液压缸和阀件 与一些金属结构件按一定连接方式组合而成的一种采煤工作面支护设备 它能实现升架 支撑顶板 降架 脱离顶板 移架 推动刮板输送机前移以及顶板管理一整套工序 并能可靠地支撑顶板 有效地隔离采空区 防止矸石进入工作面 保证了正常作业所需的空间 液压支架与采煤机 工作面刮板输送机配套使用 实现了采煤综合机械化 解决了机械化采煤工作面顶板管理落后于采煤工作的矛盾 进一步提高了采煤和运输设备的效能 减轻了煤矿工人的劳动强度 改善了安全生产条件 2 液压支架的基本组成部分 液压支架由承载结构件 执行元件 控制和操纵元件 辅助装置 传动介质等组成 承载结构件有顶梁 掩护梁和底底座等 顶梁是直接与顶板相接触 并承受顶板岩石载荷的支架部件 掩护梁是阻挡采空区冒落矸石不涌入工作面空间 并承受冒落矸石的载荷 以承受顶板水平推力的部件 底座是直接与底板相接触 传递顶板压力到底板并承受顶板压力的支架部件 执行元件有立柱和各种千斤顶 立柱是支撑在顶梁 或掩护梁 和底座之间直接或间接承受顶板载荷的油缸 立柱是支架的主要动力执行元件 它的结构强度和结构形式决定了支架的支撑力的大小和支撑高度范围 千斤顶是除立柱以外的各种油缸 它完成推移刮板输送机 移设支架和调整支架及完成各种保护动作等 控制和操纵元件有操纵阀 隔离阀及各种油缸的控制阀等 操纵阀是用以操纵支架各执行元件动作的阀 它是支架的动作指挥元件 根据支架的执行元件多少及对动作的要求不同 操纵阀的结构也不一样 液压支架上所用的控制阀较多 但油缸控制阀只有液控单向阀和安全阀 辅助装置 除上述三项构件以外的其它构件 它包括推移装置 复位装置 挡矸装置 护帮装置 防倒防滑装置 喷雾装置和照明等 传动介质 液压支架所用的传动介质是乳化液 它将泵站的液压能传递给液压支架各执行元件 使之获得工作的动能 并对设备具有低腐蚀 高效能的作用 液压支架分类 型号及特点1 液压支架分类 按架式型结构分类 掩护式支架 支撑掩护式支架 支撑式支架 2 液压支架型号表示方法 液压支架型号命名分3部分 第一部分为产品类型及类型及特征代号 用大写汉语拼音字母表示 第二部分为液压支架主要参数代号 用阿拉伯数字表示 第三部分为液压支架补充特征及修改序号代号 用阿拉伯数字表示 液压支架 产品类型代号 表示产品的类别 统一用汉语拼音字母 Z 表示 液压支架 第一特征代号 表示产品的支护性能 主要用途 用汉语拼音字母表示 D 垛式 J 节式 Z 支撑掩护式 Y 掩护式 F 主顶煤 C 充填等 液压支架 第二特征代号 表示产品的结构特征 使用场所等 用汉语拼音字母表示 H 滑移顶梁 X 立柱 X 型布置 D 单输送机 F 风力充填等 液压支架 主参数代号 依次表示其工作阻力 最小高度 和最大高度3个参数 均用阿拉伯数字表示 参数与参数之间用 符号隔开 工作阻力单位为KN 高度单位为dm 高度值出现小数时 最大高度舍去小数 最小高度四舍五入 液压支架 补充特征代号 是 第二特征代号 的补充 如前述代号仍难表示全面时 可用 补充特征代号 补充表示 补充特征代号 用汉语拼音字母表示 如L 机械联网 C 插腿式或插板式等 液压支架 修改序号 是在产品型式或结构等有重大改进时作为识别用 以带括号的汉语拼音字母依次表示 如 A 第一次改型 B 第二次改型 液压支架型号中所用的汉语拼音字母一律采用大写字母 其中不得用 l 和 O 相混淆 液压支架型号中所用的汉语拼音字母 阿拉伯数字的字体大小相仿 不得采用角标 例子 我矿942工作面使用的液压支架 ZY6800 17 36支架最大高度 3 6m支架最小高度 1 7m支架工作阻力 6800kN支架型式 掩护式产品类型代号 液压支架 例子 我矿942工作面使用的液压支架 ZY6800 17 36支架最大高度 3 6m支架最小高度 1 7m支架工作阻力 6800kN支架型式 掩护式产品类型代号 液压支架 3 掩护式液压支架及其特点 掩护式支架是具有掩护梁的支架 根据立柱支撑位置的不同可以分为两种 一种是单排立柱支撑在顶梁上 简称为支顶梁掩护式支架 或支顶掩护式支架 另一种是单排立柱支撑在掩护梁上 简称为支掩护梁掩护式支架 或支掩掩护式支架 掩护式支架主要由顶梁 掩护梁 底座 支柱 推移装置和操纵装置等组成 利用立柱 顶梁和掩护梁来支护顶板和防止矸石落入工作面 如我矿使用过的ZY3800 13 28 ZY6800 14 28型等 特点 采用稳定的四连杆机构 顶梁近似垂直升降 梁端距变化小 支架能承受水平力作用 可实现擦顶带压移架 立柱向前倾斜支承 支撑力的合力作用点离煤壁的距离较近 能对煤壁前方顶板进行有效地支撑 在顶梁 掩护梁甚至后连杆上设有活动侧护板 挡矸性能好 并有利于支架的防倒和架间距离的调整 支架的调高范围比较大 支架通风面积小 行人空间较窄 这类支架的支撑力小 但掩护性能和稳定性较好 调高范围大 对破碎顶板的适应性较强 适用于支护不稳定或中等稳定的松散破碎顶板 4支架的组成 ZY6800 17 36型液压支架ZY6800 17 36型液压支架主要由金属结构件 液压元件二大部分组成 金属结构件有 护帮板 伸缩染 顶梁 掩护梁 前后连杆 底座 推移杆以及侧护板等 如图1所示 液压元件主要有 立柱 各种千斤顶 液压控制元件 操纵阀 单向阀 安全阀等 液压辅助元件 胶管 弯头 三通 等 支架的主要结构件及其作用 顶梁顶梁直接与顶板接触 支撑顶板 是支架的主要承载部件之一 其主要作用包括 支承顶板岩石的载荷 为回采工作面提供足够的安全空间 支架顶梁的结构为整体式 整体式顶梁前端支撑能力大 ZY3400 17 39型液压支架顶梁采用钢板拼焊箱形变截面结构 四条主筋形成了整个顶梁外形 可提供足够行人空间 顶梁一侧上平面低一个板厚 用于安装活动侧护板 控制顶梁活动侧护板的千斤顶和弹簧套筒 均设在顶梁体内 并在顶梁上留有足够的安装空间 护帮板 伸缩梁 煤壁片帮和梁端冒顶是影响综采效率和工人安全的主要因素 护帮板或伸缩梁均是提高液压支架适应性的一种装置 有利于防止煤壁的片帮及顶梁前端顶板的维护 护帮板是由钢板拼焊成的整体结构 其作用是 护帮 即通过护帮板贴紧煤壁 向煤壁施加一个支撑力 防止片帮 作为临时前梁 采煤机过后挑起护帮板可实现超前支护 当煤壁出现片帮时 护帮板可伸入煤壁线以内 临时维护顶板 避免引发冒顶 伸缩梁是由钢板拼焊成的整体结构 它的主要作用是超前支护 当采煤机采过后 没有移架前伸缩梁伸出 护住顶板 可实现及时支护 当煤壁出现片帮时 伸缩梁可伸入煤壁线以内 及时维护顶板 避免引发冒顶 顶梁侧护板 设置顶梁侧护板 是为了提高支架掩护和防矸性能 一般情况下 支架顶梁和掩护梁都设有侧护板 该支架设有单侧活动侧护板 活动侧护板由弹簧组件和侧推千斤顶控制 侧护板的主要作用有 阻挡矸石即使在降架过程中 由于弹簧力的作用 活动侧护板与邻架固定侧护板始终相接触 能有效防矸石窜入架内 调架操作侧推千斤顶 用侧护板调架 对支架防倒有一定作用 掩护梁 掩护梁上部与顶梁铰接 下部与前 后连杆相连 经前 后连杆与底座连为一个整体 是支架的主要连接和掩护部件 其主要作用包括 承受顶板给支架的水平分力和侧向力 增强支架的抗扭性能 掩护梁与前后连杆 底座形成四连杆机构 控制梁端距的变化 阻挡后部落煤前窜 维护工作空间 另外 由于掩护梁承受的弯距和扭矩较大 工作状况恶劣 所以掩护梁必须具有足够的强度和刚度 本支架的掩护梁为整体箱形变截面结构 用钢板拼焊而成 如图4所示 为保证掩护梁有足够的强度 在它与顶梁 前后连杆连接部位都焊有加强板 掩护梁侧护板 掩护梁也设计有单侧活动侧护板 其作用和功能与顶梁侧护板相同 前 后连杆 前 后连杆上下分别与掩护梁和底座铰接 共同形成四连杆机构 其主要作用包括 使支架在调高范围内 顶梁前端与煤壁的距离 梁端距 变化尽可能小 更好地支护顶板 承受顶板的水平分力和侧向力 使立柱不受侧向力 前 后连杆的结构均为钢板焊结的箱形结构 后连杆为整体式结构 这种结构不但有很强的抗拉抗压性能 而且有很强的抗扭性能 底座 底座是将顶板压力传递到底板和稳定支架的部件 除了满足一定的刚度和强度外 还要求对底板接触比压小 以防止底座插底 其主要作用包括 为立柱 液压控制装置 推移装置及其他辅助装置给以合理安装位置 给工作人员创造良好的工作环境 具有一定的排矸挡矸作用 保证支架的稳定性 底座的结构形式可分为整体式和分体式 分体式底座由左右两部分组成 排矸性能好 对底板起伏不平的适应性强 但与底板接触面积小 整体式底座是用钢板焊接成的箱式结构 整体性强 稳定性好 强度高 不易变形 与底板接触面积大 比压小 但底座中部排矸性能较差 支架底座为整体式刚性底座 四条主筋形成左右两个立柱安装空间 前端通过底板和水平过桥板 后部通过箱形结构把左右两部分连为一体 具有很高的强度和刚度 弹簧组件 掩护式支架的特点是挡矸掩护性能好 主要通过弹簧组件控制活动侧护板来实现 其作是 在降移升架过程中在弹簧力作用下使活动侧护板始终紧贴邻架固定侧护板 防止矸石窜入架内 防倒时 由千斤顶控制活动侧护板扶架 由于分单侧和双侧活动侧护板 弹簧组件的形式有两种 单侧活动侧护板 一般弹簧组件与千斤顶联合布置 安装后不更换方向 双侧活动侧护板一般弹簧组件与千斤顶分别布置 变换工作面走向时 须调换千斤顶方向 弹簧组件采用与千斤顶联合布置形式 适应单侧活动侧护板结构 千斤顶与导轴相连 推移杆 为推移机构的一部分 通常分为长框架 间接式 和短推杆 直推式 一般称倒拉框架为长框架 其特点是 千斤顶的推力为拉架力 千斤顶的拉力为推溜力 千斤顶可以斜置 移架时底座前部有一向上的分力 利于移架 分力的大小取决于千斤顶斜置的角度 短推杆适用于浮动活塞和差动控制千斤顶结构 其特点是 千斤顶的拉力 移架力 大于推力 推溜力 采用箱形结构 强度大 抗弯性好 推移杆属于短推杆形式 为箱形结构 推移千斤顶采用差动阀控制 用差动阀控制推移千斤顶 其作用 实现拉架力大 推溜力小的要求 当推上 下输送机机头时 去掉差动阀则推力加大2 3倍 防滑防倒装置 工作面支架通常通过推移杆的限位 及弹簧组件 千斤顶控制的活动侧护板的复位达到防倒防滑 当综采工作面倾角小于15 时 可以不设置防滑装置 当综采工作面倾角大于15 时 支架的性能的发挥及其适应性很大程度上取决于防护装置的设置 本支架设有性能可靠的防滑防倒装置 本支架在相邻两架底座后部和顶梁上可安装双作用防滑防倒装置 由千斤顶 连接件组成用以调架和防倒 使用单位可根据煤层地质条件和要求选用附设的防护装置 液压系统 液压原理液压系统通常由四部分组成 动力机构 油 液 泵 将机械能转变成液体压力能 操作机构 控制阀 调节装置 通过其控制 调节液体压力 流量和方向 执行机构 液动机 包括旋转式油马达和往复式油缸 将液体的压力能转换为机械能并输出到工作面去 辅助装置 油 液 箱 油管 接头 过滤器及控制仪表等 支架就是工作机 其液压力是设在顺槽的乳化液泵产生的高压液体 通过主进液管路输送到工作面各支架的操纵阀 经其分配至各立柱和千斤顶而动作 需要闭锁的加控制阀组 单向阀 双向锁和安全阀 回液也经过操纵阀回液口 由主回液管路返回乳化液泵站的乳化液箱 液压支架的工作特点 通过立柱产生的初撑力 给顶板以足够的支撑力 支撑住顶板 使之不过早离层和下沉 随着顶板压力 当达到安全阀调定值时 即为额定工作阻力 安全阀开启泄液 当液压小于安全阀调定值时 安全阀关闭 立柱继续承受额定工作阻力 略受立柱倾斜度影响 乳化液 液压系统借以传递和转换能量的压力液体 称为传动介质 目前 国内外液压支架用的传动介质 绝大多数采用油包水型乳化液 乳化液种类较多 性能差异也较大 正确选用传动介质 就能充分发挥液压设备的使用效能 减少设备的损坏 延长使用寿命 防止造成事故 因此 要求支架用乳化液必须具有良好的润滑 稳定 清洗 防锈蚀和抗硬水性能 我国液压支架多用由北京开采所研制的M 10 MDT乳化油配制乳化液 M 10其配比浓度为5 M 10用5 中硬以下水95 MDT其配比浓度为3 MDT用3 中硬以下水97 在现场 应定期对乳化油 水质和配制的乳化液进行检查 支架的液压系统 支架液压系统由乳化液泵站 200升以上乳化液泵和乳化液箱 主管路 31 5D主进液管 B40主回液管 架内支管路 19 13 10胶管 各种液压控制元件 阀类 工作元件 立柱 千斤顶 和辅助元件 接头 三通等 组成 泵站的工作压力为31 5MPa 操纵方式为本架控制 先移架后推溜 采用百升级安全阀 使液压元件和支架构件的过载保护性能更有效 推移装置采用差动阀控制千斤顶 达到与浮动式活塞千斤顶相同的作用 当上下机头需要加大推力时 去除差动阀即可达此目的 当心 如果工作面配套泵站对工作面供液不足或由于其它原因引起供液不稳定 则会造成操作过程中的临时压降 在供液压力下降到18MPa或者更低的情况下 液压控制系统极易发生误操作 控制阀有可能失灵 在某些情况下还可能有振荡倾向 这可能就是造成控制阀损害的原因 在恶劣的条件下会导致危险甚至造成严重人身事故 基于此 你必须采取完善的安全措施 保证在工作面液压系统的任何位置 系统压力都不能低于18MPa或者更低 立柱和千斤顶 立柱立柱 又称支柱 与顶梁和底座相连 四柱或三柱支架的后立柱也有与掩护梁和底座相连 给顶板以初撑力 同时承受顶板载荷和动压 是支架的主要液压支撑部件 要求强度足够 工作可靠 使用寿命长 其结构和性能 依据架型 支撑力大小和支撑高度而定 本立柱为LJGGK231104970K7T型单伸缩 带机械加长段 双作用立柱 缸径230mm 活塞密封采用新型聚氨酯密封圈 蕾形密封圈 性能更可靠 各种用途的千斤顶 QGEK127041L1 P 型平衡千斤顶缸径125mm 行程410mm 控制顶梁与掩护梁相对位置 使支架保持平衡 同时闭锁活塞和活塞杆腔 使支架承受顶板压力时 根据顶板力状况而两腔受不同的力 即可自动适应顶板压力的变化 QGKZ168540J2型推移千斤顶亦称推拉千斤顶 起推输送机和拉移支架的作用 千斤顶采用差动阀控制 缸径160mm 行程700mm 活塞腔工作时 两腔均进液 两腔面积抵消后 实际高压液仅有效作用于活塞杆上 故推力小 活塞杆腔工作时 环行腔面积大于活塞杆面积 故拉力大 普通千斤顶配上差动阀 就能获得拉力大推力小的效果 起到浮动活塞相同的作用 否则就必须采用倒置千斤顶的长框架结构 QSEL805570R1A型伸缩梁千斤顶缸径80mm 行程700mm 外供液 用于控制伸缩梁 QSEL805543L1A型护帮千斤顶缸径80mm 行程700mm 外供液 用于控制护帮板 QSEL634517B1型侧推千斤顶缸径63mm 行程170mm 外供液 让活动侧护板始终贴邻架固定侧护板 QGEK106040R1A型调架千斤顶缸径100mm 外供液 调架行程400mm 用于工作面支架的防倒防滑 ZY2800 09 21液压支架 1 顶梁 一般分为分体式和整体式两大类 分体式由前梁与顶梁铰接 千斤顶控制 整梁为改善前部接顶性能 一般要上翘2 3 分体式的前梁和整体顶梁 可设内伸缩或套式探梁 顶梁前端还可设护壁装置 顶梁与顶板接触 支撑顶板 承受顶板岩石载荷和动压 并起切顶作用 是支架的主要承载部件 本顶梁采用整体箱形结构 前部不上翘 适应中等稳定顶板 因单侧活动侧护板 顶梁右侧板低20mm 便于安装活动侧护板 因活侧板厚16mm 故支架处于支撑状态下 活侧板有可能伸收 固定侧护板与顶梁构成一体 梁体中部开两长形孔用于装拆侧推千斤顶 平衡千斤顶两外耳板紧贴内主筋 柱帽中间的盖板加厚补强 中部设有两个固定筒 用于安装上调装置 2 掩护梁 一般多为整体式 上部与顶梁 下部与前后连杆铰接 并经前后连杆与底座相连构成支架基体 是支架的主要连接和掩护部件 其作用是阻挡和承载采空区冒落的矸石 承受顶板水平推力 侧向力 由于承受较大的弯矩和矸石冲击力 要求掩护梁有足够的刚度和强度 掩护梁为整体式箱形结构 由于与前后连杆相连于后部体外耳板上 相应盖板凹形较小 为加强这部分耳板 采用局部补强措施 中盖板面有长孔便于装拆侧推千斤顶 顶板右侧低20mm用于安装活侧板 平衡千斤顶耳座紧贴内主筋 3 底座 与底板直接接触 顶板压力经顶梁通过立柱和掩护梁 前后连杆 底座传到底板 是支架的主要承载部件 底座的形式和结构要适应其受力特点和快速移架的要求 刚度大 强度足够 接底面积大 对底板比压小 底座可以为整体式和分体式 分体式为左右两部分 亦可用强有力的过桥相连 具有灵活 排矸性好 对底板适应性强等特点 整体底座刚性好 对底板比压较小 底座为整体底座 前中部过桥板相连 中后部下开挡上箱形连接与两侧箱形连为一体 成为刚性整形底座 中部底板相连的箱形结构 便于推移机构运动 底座两外侧略低 便于安装调架装置 相邻两架高低相差250mm 不得卡碰 柱窝后 后连杆前加斜筋增强抗扭力 柱窝上面最低处外侧主筋留2 20放水孔 底板向前加宽加长 增加接底面积 减小对底板比压 外主筋两侧设起吊孔 限位板对推杆间隙限位 底座前后留有4 35通孔 便于运输小车装固支架用 4 活动侧护板 活动侧护板分为顶梁 掩护梁 有的还有后连杆等三种 有铰连式 直角式 抽屉式等结构 平时由弹簧套筒控制 起挡矸和防矸作用 由千斤顶控制时 起扶架防倒作用 通常为双活动侧护板 一侧临时收回销住作固定侧护板 另一侧为活动侧护板 调换工作面走向时 相互更替 单侧活动侧护板 则另一侧永远固定 一般分别与顶梁 掩护梁和后连杆焊为一体 调换工作面走向时 不能更替 因适用倾角 25 故本支架设顶梁和掩护梁单侧活动侧护板 于支架前进方向右侧 调换工作面不能换向 顶梁 掩护梁侧护板外侧下沿倒角 升降移架不啃邻架侧板 顶梁活侧板后焊挡矸弧板 防止向架内漏矸 5 前后连杆 掩护梁 底座与前 后连杆构成四连杆机构 其作用是 使顶梁与掩护梁铰点运动轨迹成双纽线 取其近似直线段时的参数为支架设计参数 从而使支架在调高范围内梁端距变化尽可能小 近于恒值 承受顶板水平力 使立柱不受侧向力 延长使用寿命 通常 前连杆为分体式 后连杆有分体式 也有整体式的 整体式抗扭性能更好 后连杆无论分体式还是整体式 均要考虑防矸 本支架的前连杆为单前连杆 箱形结构 后连杆为双连杆 左箱形结构 6 弹簧套筒 掩护式支架的特点是挡矸掩护性能好 通过弹簧套筒控制侧护板来实现 防倒时 由千斤顶控制活动侧护板扶正支架 由于分单侧和双侧活动侧板 弹簧套筒的形式有两种 单侧活动侧护板 一般弹簧套筒与千斤顶联合布置 安装后不能更换方向 双侧活动侧护板 一般弹簧筒与千斤顶分别布置 变换工作面走向时 须调换千斤顶方向 若加导轴来加强侧护板抗压性能 则千斤顶可与导轴相连 支架弹簧套筒单独设置 由弹簧筒和弹簧组件两部分组成 弹簧组件先压弹簧单独组装好后 再放入弹簧筒 然后分装于顶梁掩护梁内部即可 7 推杆 为推移机构的一部分 通常分为长框架和短推杆 一般称倒拉框架为长框架 其特点是 千斤顶的推力为拉架力 千斤顶的拉力为推溜力 千斤顶可以斜置 移架时底座前部有一向上的分力 利于移架 分力的大小取决于千斤顶斜置的角度 要求较长底座 短推杆适用于浮动活塞和差压式千斤顶结构 其特点是 千斤顶的拉力 移架力 大于推力 推溜力 采用箱形结构 强度大抗弯性好 适应较短底座 推杆系短推杆箱形结构 适用于差压式千斤顶推移机构 宽335mm 在底座限位板间运动 间隙控制 左右各10mm 起推输送机 移架和防滑复位作用 防护装置 一般来说 支架的性能和适应性 很大程度上取决于防护装置的设置和完善程度 对于较大倾角煤层综采支架须设较完善的 性能可靠的防护装置 除由弹簧筒组件和千斤顶控制的活动侧护板起挡矸 防倒的作用外 还设有排头支架的防倒防滑 排尾支架防倒防滑 工作面支架防滑和输送机防滑装置等 使用单位可根据煤层地质条件和要求选用各种护装置 由于短推杆有防滑限位和弹簧筒 千斤顶控制的活动侧护板有防倒作用 通常工作面支架前部不再设置防滑防倒装置 支架已常设后调装置 可按需要安装 支架在顶梁中部设置防倒装置 使用时可根据实际情况增减防倒装置数量 支架的液压系统 支架液压系统由乳化液泵站主管路 31 5主进液管 38主回液管 架内支管路 16 13 10胶管 各种液压控制元件 阀类 工作元件 立柱 千斤顶 和辅助元件 接头 三通等 组成 图11 泵站的工作压力为31 5MPa 操纵方式为邻架控制 采用大量操纵阀 单向阀和安全阀 使液压元件和支架构件的过载保护性能更有效 立柱 千斤顶闭锁工作腔的安全调定压力 立柱下腔 33 7Mpa 平衡千斤顶两腔 40 9Mpa 立柱和千斤顶 1 立柱立柱 又称支柱 与顶梁和底座相连 给顶板以初撑力 同时承受顶板载荷和动压 是支架的主要液压支撑部件 要求强度足够 工作可靠 使用寿命长 其结构和性能 依据架型 支撑力大小和支撑高度而定 一般情况下 立柱分单作用和双作用 单伸缩和双伸缩结构 单作用较少 多为双作用 双伸缩立柱调高范围大 结构相应复杂 加工精度要求高 成本也高 但使用方便 一般用于薄煤层或大采高支架 单伸缩立柱调高范围较小 为加大调高范围 可在柱头上加接长套 但结构简单 成本较低 立柱为双缩立柱 活塞密封采用蕾形密封圈 性能可靠并增加足够的行程 立柱为内外供液 由泵压经操纵阀控制的工作液腔 产生对顶板的初撑力 由控制阀组 单向阀和安全阀 控制的工作液腔 承受顶板下沉和动压产生的增阻压力 即工作阻力 2 各种用途的千斤顶 平衡千斤顶 控制顶梁与掩护梁相对位置 使支架保持平衡 同时闭锁活塞和活塞杆腔 使支架承受顶板压力时 根据顶板力状况而两腔受不同的力 即可自动适应顶板压力的变化 推移千斤顶 亦称推拉千斤顶 起推输送机和拉移支架的作用 千斤顶采用浮动式活塞结构 活塞腔工作时 浮动活塞前移 不向外传力 高压液只有效作用于活塞杆上 故推力小 活塞杆腔工作时 活塞带动活塞杆回移 高压液作用于环形面积 故拉力大 这种千斤顶正装时 就能获得大拉力小推力的效果 否则就必须采用倒置千斤顶的长框架结构 支架采差压式结构推溜千斤顶 作用与浮动式活塞千斤顶一样 推溜时两腔也同时进液 压差推溜 去掉差压阀 则推力增大到483kN 便于推上下机头 工作面支架顶空状态下 仍可能推移前进 侧推千斤顶 为普通结构千斤顶 用于调架复位 调架千斤顶 为普通结构千斤顶 用于防倒调架 液压控制阀 1 组合操纵阀操纵阀是液压支架的总控制中心 控制支架液压工作元件 立柱和千斤顶 根据需要动作 使支架和防护设施有效地工作 支架采用FHS200 31 5Z 6 片阀加阀接板组合成操纵阀 由4螺栓连接组成 每片阀有两个工作腔 每个腔内的阀柱 钢球 阀座 阀垫等液压 密封件均相同 组合操纵阀工作压力为40MPa 额定流量200L min 其特点是 结构简单 性能可靠 组合方便 可进行几个动作同时操纵 2 液控单向阀 液控双向锁和单向锁 液控单向阀和双向锁是支架关键液压控制元件 其作用是闭锁立柱 千斤顶工作腔 承受外载产生的增阻压力 加安全阀控制就可获得额定工作阻力 支架采用FDY200 42型液控单向阀 图25 工作压力42Mpa 流量200L min FDS80 40型液控双向锁 工作压力50Mpa 流量80L min FZC125 31 5型差动组合阀 工作压力31 5Mpa 流量125L min 单向阀用于闭锁立柱 千斤顶某一工作腔 双向锁用于立柱 千斤顶两个工作腔同时闭锁差动阀用于推移千斤顶 利用差压实现推力小 拉力大 3 安全阀 安全阀和单向阀 双向锁组成支架液压控制阀组 安全阀的作用是 根据其调定工作压力 而获得额定工作阻力 对液压元件和构件起过载保护作用 本支架采用FAD160 40型百升安全阀 额定工作压力为40MPa 流量160L min 4 截止阀 在主进液到操纵阀的管路上安装截止阀 其作是断流 可根据需要关断或接通液路 便于进行支架内管路系统检修 本支架采用FJZ200 31 5 工作压力31 5MPa 操作力矩在额定工作压力下不大于4 9N M 5 过滤器 在主进液管到操纵阀的管路上安装过滤器 主要是对高压液进行过滤 确保液路各工作机构和液压密封元件的密封性能 本支架采用GLQ16型过滤器 工作压力32Mpa 流量200L min 结构简单 为使其正常工作 应定期清洗过滤网 二 液压支架的工作原理 根据回采工艺对液压支架的要求 液压支架不仅要能够可靠地支撑顶板 而且应能随着采煤工作面的推进向前移动 这就要求液压支架必须具备升降和移动两个方面的基本动作 这些动作是利用乳化液泵站供给的高压液体 通过立柱和推移千斤顶来完成的 升降升降指液压支架升起支撑顶板到下降脱离顶板整个工作过程 这个工作过程包括初撑 承载 降架三个动作阶段 1 初撑阶段将操纵阀放到升架位置 由乳化液泵站来的高压液经主进液管 操纵阀打开液控向向阀 经管路进入立柱下腔 与此同时 立柱上的腔的乳化液经管路 操纵阀回到主回液管 在压力液的作用下 活柱伸出使顶梁升起支撑顶板 顶梁接触顶板后 立柱下腔液体压力逐渐增高 压力达到泵站供液压力 泵站工作压力 时 泵站自动卸载 停止供液 液控单向阀关闭 使立柱下腔的液体被除数封闭 这一过程称为液压支架的初撑阶段 初撑力就是指顶梁支撑到顶板 立柱活塞腔内液压都达到泵站工作压力时支撑力 其中 支柱初撑力 立柱活塞面积 泵站工作压力支架的初撑力 立柱活塞面积 支架立柱个数 泵站工作压力 2 承载阶段支架达到初撑力后 顶板要随着时间的推移缓慢下沉而使顶板作用于支架的压力不断增大 随着压力的增大 封闭在立柱下腔的液体压力也相应增高 呈现增阻状态 这一过程一直持续到立柱下腔压力达到安全阀动作压力为止 其体积将减少以及立柱缸体弹性膨胀 支架要下降一段距离 我们把下降的距离称为支架的弹性可缩值 下降的性质称为支架的弹性可缩性 安全阀动作后 立柱下腔的少量液体经安全阀溢出 压力随之减少 当压力低于安全阀关闭压力时 安全阀重新关闭 停止溢流 支架恢复正常工作状态 在这一过程中 支架由于安全阀卸载而引起下降 我们把这种性质称为支架的永久可缩性 简称可缩性 支架的可缩性保证了支架不会被顶板压坏 以后随着顶板下沉的持续作用 上面的过程重复出现 由此可见 安全阀从第一次动作后 立柱下腔的压力便只围绕安全阀的动作压力而上下波动 支架对顶板的支撑力也只能在一个很少的范围内波动 我们可近似地认为它是一个常数 所以称这一过程为恒阻阶段 并把这时的最大支撑力叫做支架的工作阻力 工作阻力是指当顶板来压 立柱活塞腔压力达到安全阀的额定压力时 立柱所能承受的最大载荷 支柱工作阻力 立柱活塞面积 安全阀释放压力支架工作阻力 立柱活塞