液压支架(改0)

1、 第一节概述第一节概述 在回采与掘进工作面中，为了正常生产并保护在回采与掘进工作面中，为了正常生产并保护工作面内机器与人员的安全，要对顶板支撑和工作面内机器与人员的安全，要对顶板支撑和管理，以防止工作空间内的顶板垮落。煤矿的管理，以防止工作空间内的顶板垮落。煤矿的顶板支护设备主要包括摩擦式金属支柱、单体顶板支护设备主要包括摩擦式金属支柱、单体液压支柱和液压支架等三大类液压支柱和液压支架等三大类。 一、一、单体液压支柱单体液压支柱 单体液压支柱的结构比较简单，体积小，重量单体液压支柱的结构比较简单，体积小，重量轻，搬移支护方便，承载力较大，广泛应用于高轻，搬移支护方便，承载力较大，广泛应用于高档

2、普采及炮采工作面。档普采及炮采工作面。 二、液压支架二、液压支架 由金属构件和若干液压元件组成。它以高压液由金属构件和若干液压元件组成。它以高压液体作为动力，能实现支撑、切顶、自移和推移刮体作为动力，能实现支撑、切顶、自移和推移刮板输送机等工序，与大功率采煤机、大运量可弯板输送机等工序，与大功率采煤机、大运量可弯曲刮板输送机配套组成回采工作面的综合机械化曲刮板输送机配套组成回采工作面的综合机械化设备。采用液压支架装备的工作面具有产量大、设备。采用液压支架装备的工作面具有产量大、效率高、安全性好等优点，并为工作面进一步实效率高、安全性好等优点，并为工作面进一步实现自动化创造了条件。现自动化创造了

3、条件。 液压支架曾称自移支架、机械化支架，它是液压支架曾称自移支架、机械化支架，它是以液压为动力实现升降、前移等运动，用于支撑以液压为动力实现升降、前移等运动，用于支撑和维护顶板，提供安全作业空间的支护设备。液和维护顶板，提供安全作业空间的支护设备。液压支架能可靠而有效地支撑和控制工作面顶板，压支架能可靠而有效地支撑和控制工作面顶板，隔离采空区，防止歼石窜入工作面，保证作业空隔离采空区，防止歼石窜入工作面，保证作业空间，并且能够随着工作面的推进而机械化移动，间，并且能够随着工作面的推进而机械化移动，不断地将采煤机和刮板输送机推向煤壁，从而满不断地将采煤机和刮板输送机推向煤壁，从而满足工作面高产

4、、高效和安全生产的要求。液压支足工作面高产、高效和安全生产的要求。液压支架的总重量和初期投资费用占工作面整套综采设架的总重量和初期投资费用占工作面整套综采设备的备的 60 一一 70 左右，因此液压支架是现代采左右，因此液压支架是现代采煤技术中的关键设备之一。煤技术中的关键设备之一。但是，液压支架也存在着一些缺点，如使用灵活但是，液压支架也存在着一些缺点，如使用灵活性差，对煤层地质条件要求较高，生产技术条件性差，对煤层地质条件要求较高，生产技术条件要求也较严，初期投资大等。在缓倾斜煤层地质要求也较严，初期投资大等。在缓倾斜煤层地质条件比较简单、煤层顶底板又比较稳定的煤层，条件比较简单、煤层顶底

5、板又比较稳定的煤层，液压支架得到了广泛使用。液压支架得到了广泛使用。三、液压支架的组成及工作原理三、液压支架的组成及工作原理（一）液压支架的组成（一）液压支架的组成 液压支架的组成液压支架是以高压液体为动液压支架的组成液压支架是以高压液体为动力，由若干液压元件与一些金属结构件按一定连力，由若干液压元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，一接方式组合而成的一种采煤工作面支护设备，一般由承载结构件、执行元件、控制元件和辅助装般由承载结构件、执行元件、控制元件和辅助装置四大部分组成，如图置四大部分组成，如图 所示。所示。如图如图 所示。液压支架由顶梁所示。液压支架由顶梁

6、1 、前梁、前梁 7 、掩护梁、掩护梁 2 、立柱、立柱 3 、底座、底座 5 、推移装置、推移装置 4 、阀件、管路、阀件、管路系统，连接部件及各种附属装置等组成，系统，连接部件及各种附属装置等组成，液压支架的组成液压支架的组成1 承载结构件承载结构件：承载结构件包括顶梁、底座、掩承载结构件包括顶梁、底座、掩护梁和连杆等金属构件。护梁和连杆等金属构件。 l ）顶梁）顶梁：直接与顶板接触，传递支撑力并起护顶直接与顶板接触，传递支撑力并起护顶作用的承载构件。作用的承载构件。 2 ）底座）底座：直接与底板接触，传递支撑力并用于直接与底板接触，传递支撑力并用于支托立柱和其他部件的承载构件。支架通过底

7、座支托立柱和其他部件的承载构件。支架通过底座与推移装置相联，实现自身前移和推动刮板输送与推移装置相联，实现自身前移和推动刮板输送机前移。机前移。 3 ）掩护梁）掩护梁：连接顶梁与底座（或连杆），承受连接顶梁与底座（或连杆），承受支架水平力和垮落顶板岩石压力，防止采空区冒支架水平力和垮落顶板岩石压力，防止采空区冒落歼石进人支架的构件。它是掩护式和支撑掩护落歼石进人支架的构件。它是掩护式和支撑掩护式支架的特征结构部件式支架的特征结构部件 4 ）前、后连杆）前、后连杆：掩护式和支撑掩护式支架的特掩护式和支撑掩护式支架的特征结构部件。前、后连杆与掩护梁、底座铰接形征结构部件。前、后连杆与掩护梁、底座铰

8、接形成支架四连杆机构，既可承受顶板水平力，使立成支架四连杆机构，既可承受顶板水平力，使立柱无需复位装置，又可在支架升降时顶梁前端沿柱无需复位装置，又可在支架升降时顶梁前端沿双纽线移动，使梁端与煤壁之间的端面距变化较双纽线移动，使梁端与煤壁之间的端面距变化较小，从而提高了支架控制顶板的可靠性。小，从而提高了支架控制顶板的可靠性。 2 执行元件执行元件：执行元件包括立柱和各种千斤顶。执行元件包括立柱和各种千斤顶。 l ）立柱）立柱：支撑在底座和顶梁或掩护梁之间，调节支撑在底座和顶梁或掩护梁之间，调节支架高度并承载的液压缸。支架高度并承载的液压缸。 2 ）千斤顶）千斤顶：液压支架上除立柱以外的用于完

9、成液压支架上除立柱以外的用于完成推移、护帮和调架等功能的其他液压缸的总称，推移、护帮和调架等功能的其他液压缸的总称，主要有前梁千斤顶、推移千斤顶、侧推千斤顶等。主要有前梁千斤顶、推移千斤顶、侧推千斤顶等。3 控制元件控制元件：液压支架液压系统中使用的控制元液压支架液压系统中使用的控制元件主要有两大类：压力控制阀和方向控制阀。压件主要有两大类：压力控制阀和方向控制阀。压力力控制阀主要有安全阀；方向控制阀主要有液控控制阀主要有安全阀；方向控制阀主要有液控单向阀、操纵阀等。单向阀、操纵阀等。 1 ）安全阀）安全阀：支架液压控制系统中限定液体压力的支架液压控制系统中限定液体压力的液压元件。当立柱和千斤

10、顶工作腔内的液体压力液压元件。当立柱和千斤顶工作腔内的液体压力在外载作用下超过安全阀的调定压力时，安全阀在外载作用下超过安全阀的调定压力时，安全阀开启，工作腔内的压力液通过安全阀溢流，达到开启，工作腔内的压力液通过安全阀溢流，达到卸压的目的。卸载后，当工作腔内的压力低于调卸压的目的。卸载后，当工作腔内的压力低于调定压力时，安全阀自动关闭。这样可使立柱和千定压力时，安全阀自动关闭。这样可使立柱和千斤顶保持恒定的工作阻力，避免立柱、千斤顶过斤顶保持恒定的工作阻力，避免立柱、千斤顶过载损坏。载损坏。 2 ）液控单向阀）液控单向阀：闭锁并控制释放立柱或千斤顶闭锁并控制释放立柱或千斤顶工作腔液体，使立柱

11、或千斤顶获得额定工作阻力工作腔液体，使立柱或千斤顶获得额定工作阻力的液压元件。的液压元件。 3 ）操纵阀）操纵阀：支架液压系统中使液压缸换向，实支架液压系统中使液压缸换向，实现支架升降，推移等不同动作的换向（分配）阀。现支架升降，推移等不同动作的换向（分配）阀。 4 ）截止阀）截止阀：液压支架管路系统中截断供液的液液压支架管路系统中截断供液的液压元件。压元件。 4 辅助装置辅助装置：辅助装置包括推移装置、挡研装置、辅助装置包括推移装置、挡研装置、复位装置、护帮装置、防倒防滑装置等复位装置、护帮装置、防倒防滑装置等 1 ）推移装置）推移装置：用于推移支架和刮板输送机的装用于推移支架和刮板输送机的

12、装置。置。 2 ）侧护装置）侧护装置：布置在顶梁、掩护梁或连杆侧面，布置在顶梁、掩护梁或连杆侧面，起挡研和防倒调架等作用的辅助装置。起挡研和防倒调架等作用的辅助装置。 3 ）梁端支护装置）梁端支护装置：割煤后梁端距扩大，用于及时割煤后梁端距扩大，用于及时支护顶板的装置，多用伸缩前梁实现。支护顶板的装置，多用伸缩前梁实现。 4 ）挡）挡矸矸装置装置：防止防止矸矸石从采空区涌人工作面的石从采空区涌人工作面的装置。装置。 5 ）复位装置）复位装置：保证支撑式支架立柱在垂直顶板保证支撑式支架立柱在垂直顶板的位置，使支架结构稳定且具有抵抗顶板水平分的位置，使支架结构稳定且具有抵抗顶板水平分力的装置。掩护

13、式和支撑掩护式支架靠支架四连力的装置。掩护式和支撑掩护式支架靠支架四连杆机构复位。杆机构复位。 6 ）护帮装置）护帮装置：在支架前方顶住煤壁，防止煤壁在支架前方顶住煤壁，防止煤壁片帮或在片帮时起到遮蔽作用的装置。片帮或在片帮时起到遮蔽作用的装置。 7 ）防倒防滑装置）防倒防滑装置：防止支架倾倒和支架移动时防止支架倾倒和支架移动时下滑的装置的总称。下滑的装置的总称。（二）液压支架的工作原理（二）液压支架的工作原理 液压支架的工作原理图，如图液压支架的工作原理图，如图 所示。液压支所示。液压支架在工作过程中，不仅要能够可靠地支撑顶板，架在工作过程中，不仅要能够可靠地支撑顶板，而且能随着回采工作面的

14、推进，沿工作面走向向而且能随着回采工作面的推进，沿工作面走向向前移动。这就要求液压支架必须具有升、降、推、前移动。这就要求液压支架必须具有升、降、推、移移 4 个基本动作。这些动作是利用泵站供给的高个基本动作。这些动作是利用泵站供给的高压液体，通过工作性质不同的几个液压缸来完成压液体，通过工作性质不同的几个液压缸来完成的。的。 液压支架的工作原理液压支架的工作原理1支架的升降支架的升降 支架的升降是以高压液体为动力，依靠立柱支架的升降是以高压液体为动力，依靠立柱的伸缩来实现的。整个升降过程一般包括以下四的伸缩来实现的。整个升降过程一般包括以下四个阶段：个阶段： 1）初撑阶段：）初撑阶段： 2）

15、增阻阶段：）增阻阶段： 3）恒阻阶段：）恒阻阶段： 4）降架阶段：）降架阶段： 现将各阶段作一简单叙述。现将各阶段作一简单叙述。 1）、）、初撑阶段初撑阶段 在支架升架过程中，从支架在支架升架过程中，从支架顶梁接触顶板顶梁接触顶板开始开始，一直到一直到立柱下腔液体压力达到泵站工作压力时立柱下腔液体压力达到泵站工作压力时为止为止，泵站自动卸载，停止供液，液控单向阀关闭，使立泵站自动卸载，停止供液，液控单向阀关闭，使立柱下腔的液体被封闭，这一过程称为液压支架的初柱下腔的液体被封闭，这一过程称为液压支架的初撑阶段。撑阶段。 在支架初撑阶段，在支架初撑阶段，立柱或支架对顶板产生的支立柱或支架对顶板产生

16、的支撑力称为初撑力，撑力称为初撑力， 由此可见，支架的初撑力取决于泵站工作压由此可见，支架的初撑力取决于泵站工作压力、立柱数目、立柱缸体内径以及立柱布置的倾力、立柱数目、立柱缸体内径以及立柱布置的倾斜程度。斜程度。2） 增阻阶段增阻阶段 支架达到初撑力后，随着顶板的缓慢下沉，支架达到初撑力后，随着顶板的缓慢下沉，封闭在立柱下腔的工作液体压力升高，立柱的推封闭在立柱下腔的工作液体压力升高，立柱的推力即支架对顶板的支撑力也随之增大，直到立柱力即支架对顶板的支撑力也随之增大，直到立柱下腔压力达到安全阀动作压力为止，这一过程称下腔压力达到安全阀动作压力为止，这一过程称为支架的增阻阶段。为支架的增阻阶段

17、。 在在增阻阶段，因立柱增阻阶段，因立柱下下腔的液体受压而使其体积腔的液体受压而使其体积减小，以及立柱缸体弹性膨胀，支架要下降一段减小，以及立柱缸体弹性膨胀，支架要下降一段距离，下降的距离称为支架的弹性可缩值，下降距离，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。的性质称为支架的弹性可缩性。支架的弹性可缩支架的弹性可缩性对顶板管理非常不利，解决措施有：性对顶板管理非常不利，解决措施有：（1）使用高压泵站，提高）使用高压泵站，提高支架初撑力。支架初撑力。（2 ) 提高立柱和控制阀的密封性能。提高立柱和控制阀的密封性能。（3）注意操作方法，使支架对顶板的支撑力尽量）注意操作方法

18、，使支架对顶板的支撑力尽量达到初撑力。达到初撑力。3 3） 恒阻阶段恒阻阶段： 当支架立柱下腔的液体压力达到当支架立柱下腔的液体压力达到安全阀动作安全阀动作压力压力后，后，由于安全阀的作用，使由于安全阀的作用，使立柱下腔压力只立柱下腔压力只能在安全阀调定压力上下波动，支架对顶板的支能在安全阀调定压力上下波动，支架对顶板的支撑力也只能在一个很小的范围内波动，所以称这撑力也只能在一个很小的范围内波动，所以称这一过程为支架的恒阻阶段。一过程为支架的恒阻阶段。 在在恒阻阶段，支架对顶板产生的最大支撑力恒阻阶段，支架对顶板产生的最大支撑力叫做支架的工作阻力，即支架在承载状态下所能叫做支架的工作阻力，即支

19、架在承载状态下所能承受的最大载荷，承受的最大载荷， 同样，支架的工作阻力取决于安全阀的调定同样，支架的工作阻力取决于安全阀的调定压力、立柱数目、立柱缸体内径以及立柱布置的压力、立柱数目、立柱缸体内径以及立柱布置的倾斜程度。显然，工作阻力主要由安全阀的调定倾斜程度。显然，工作阻力主要由安全阀的调定压力决定。所以，安全阀调定压力调整的是否准压力决定。所以，安全阀调定压力调整的是否准确和动作是否可靠，对液压支架的性能有决定性确和动作是否可靠，对液压支架的性能有决定性的影响。的影响。在恒阻阶段，液压支架具有三个方面的性质：即在恒阻阶段，液压支架具有三个方面的性质：即支架的恒阻性，可缩性，让压性。支架的

20、恒阻性，可缩性，让压性。（1)恒阻性：恒阻性：液压支架承载中达到工作阻力后能加液压支架承载中达到工作阻力后能加以保持的性质叫做支架的恒阻性。以保持的性质叫做支架的恒阻性。（2）可缩性：）可缩性：液压支架因安全阀动作使立柱下腔液压支架因安全阀动作使立柱下腔液体少量溢出而下降的性质称为支架的可缩性。液体少量溢出而下降的性质称为支架的可缩性。（3）让压性：）让压性：当工作面某些支架达到工作阻力而当工作面某些支架达到工作阻力而下降时（因顶板压力作用不均匀，工作面支架不下降时（因顶板压力作用不均匀，工作面支架不会同时达到工作阻力），相邻的未达到工作阻力会同时达到工作阻力），相邻的未达到工作阻力的支架便成

21、为顶板压力作用的突出对象，即将压的支架便成为顶板压力作用的突出对象，即将压力分担在相邻支架上，这种支架互相分担顶板压力分担在相邻支架上，这种支架互相分担顶板压力的性质叫做支架的让压性。让压性可使支架均力的性质叫做支架的让压性。让压性可使支架均匀受力。匀受力。 4 ）降架阶段降架是指支架顶梁脱离顶板而不降架阶段降架是指支架顶梁脱离顶板而不再承受顶板压力。再承受顶板压力。综上所述，液压支架的升降过程可以用坐标图上综上所述，液压支架的升降过程可以用坐标图上的曲线表示，如图的曲线表示，如图 所示。该曲线为液压支架的特所示。该曲线为液压支架的特性曲线，表示液压支架的支撑力随时间变化的过性曲线，表示液压支

22、架的支撑力随时间变化的过程。程。图中，横坐标表示液压支架的动作时间，纵坐标图中，横坐标表示液压支架的动作时间，纵坐标表示液压支架的支撑力。支架升起，顶梁开始接表示液压支架的支撑力。支架升起，顶梁开始接触顶板至液控单向阀关闭时的这一阶段是初撑阶触顶板至液控单向阀关闭时的这一阶段是初撑阶段段 t 。初撑阶段。初撑阶段 ab 线的斜率决定于液压支架的性线的斜率决定于液压支架的性能，即能，即 ab 线越陡，支架的支撑力增大到初撑力线越陡，支架的支撑力增大到初撑力Pjc 的速度越快。随着顶板下沉，支架的支撑力逐渐的速度越快。随着顶板下沉，支架的支撑力逐渐由初撑力增大到工作阻力由初撑力增大到工作阻力Pjz

23、 ，即支架进人增阻阶，即支架进人增阻阶段段 tl 。增阻阶段。增阻阶段bc的斜率决定于顶板下沉的性质，的斜率决定于顶板下沉的性质，bc线的长短决定顶板下沉量的大小，即线的长短决定顶板下沉量的大小，即bc线越短，线越短，顶板下沉量越小。在一定的顶板条件下，提高初顶板下沉量越小。在一定的顶板条件下，提高初撑力可缩短撑力可缩短 bc 线的长度，减小增阻阶段的弹性可线的长度，减小增阻阶段的弹性可缩值，从而有利于减小顶板下沉。缩值，从而有利于减小顶板下沉。支架达到工作阻力后，安全阀便开始动作，支架支架达到工作阻力后，安全阀便开始动作，支架进人恒阻阶段进人恒阻阶段 t2 。由于安全阀的开启压力稍高于。由于

24、安全阀的开启压力稍高于它的额定工作压力，而关闭压力则稍低于额定工它的额定工作压力，而关闭压力则稍低于额定工作压力，所以正常工作时，恒阻线作压力，所以正常工作时，恒阻线 cd 是一条近似是一条近似平行于横坐标的波纹线。恒阻阶段直到支架卸载平行于横坐标的波纹线。恒阻阶段直到支架卸载时结束。当顶板压力较小（工作面刚投人生产）时结束。当顶板压力较小（工作面刚投人生产）或设计的支架工作阻力大于实际需要时，支架可或设计的支架工作阻力大于实际需要时，支架可能没有恒阻阶段。卸载阶段能没有恒阻阶段。卸载阶段 de ，支架下降，支撑，支架下降，支撑力很快减小。力很快减小。2 液压支架的推移液压支架的推移 推移动作

25、包括推移支架和输送机。虽然各推移动作包括推移支架和输送机。虽然各种支架形式不同，移架与推溜方式各不一样，但种支架形式不同，移架与推溜方式各不一样，但都是通过液压千斤顶的推、拉来完成的。如图都是通过液压千斤顶的推、拉来完成的。如图 示为支架与输送机互为支点的推移方式，其移架示为支架与输送机互为支点的推移方式，其移架与推溜共用一个千斤顶与推溜共用一个千斤顶 2 ，该千斤顶的两端分别，该千斤顶的两端分别与支架底座和输送机相连接。与支架底座和输送机相连接。（三三）、液压支架的支护方式、液压支架的支护方式 按照支架与配套设备之间相互动作的次序，按照支架与配套设备之间相互动作的次序，支架对顶板的支护方式常

26、见有即时支护和滞后支支架对顶板的支护方式常见有即时支护和滞后支护两种。护两种。1、即时支护是指采煤机割煤后，液压支架依照降即时支护是指采煤机割煤后，液压支架依照降架一移架一升架一推溜的次架一移架一升架一推溜的次序动作，及时支护工序动作，及时支护工作面新裸露的顶板，广泛用于各种顶板条件。作面新裸露的顶板，广泛用于各种顶板条件。2、滞后支护是指采煤机割煤后，液压支架依照推滞后支护是指采煤机割煤后，液压支架依照推溜一降架一移架一升架的次序动作，对顶板的支溜一降架一移架一升架的次序动作，对顶板的支护有较长的滞后时间，可用于稳定、完整的顶板护有较长的滞后时间，可用于稳定、完整的顶板条件。条件。四、液压支

27、架的分类四、液压支架的分类 （一）、液压支架按其对顶板的支护方式和结构（一）、液压支架按其对顶板的支护方式和结构特点的不同，可分为支撑式、掩护式和支撑掩护特点的不同，可分为支撑式、掩护式和支撑掩护式式 3 类，如图类，如图 所示。所示。1 支撑式：支撑式支架是利用立柱与顶梁直接支支撑式：支撑式支架是利用立柱与顶梁直接支撑来控制工作面的顶板。如上图撑来控制工作面的顶板。如上图 示。按其结构与示。按其结构与动作方式不同，支撑式支架又可分为垛式和节式。动作方式不同，支撑式支架又可分为垛式和节式。2 掩护式：掩护式支架是利用立柱、顶梁与掩护掩护式：掩护式支架是利用立柱、顶梁与掩护梁来支护顶板和防止岩石

28、落进工作面。如图梁来支护顶板和防止岩石落进工作面。如图 9 一一 3b 所示。所示。3 支撑掩护式：支撑掩护式支架在结构和性能上支撑掩护式：支撑掩护式支架在结构和性能上综合了支撑式和掩护式的特点。它以支撑为主，综合了支撑式和掩护式的特点。它以支撑为主，掩护为辅，靠支撑和掩护作用来维持一定的工作掩护为辅，靠支撑和掩护作用来维持一定的工作空间，如图空间，如图 9 一一 3c 所示。所示。这种类型的支架具有较大的支撑能力和良好的切顶这种类型的支架具有较大的支撑能力和良好的切顶性能，因此适用于顶板坚硬完整、基本顶周期压力性能，因此适用于顶板坚硬完整、基本顶周期压力明显或强烈、底板较坚硬的煤层。但由于立

29、柱垂直明显或强烈、底板较坚硬的煤层。但由于立柱垂直布置，所以支架承受水平力的能力差，在水平力的布置，所以支架承受水平力的能力差，在水平力的作用下，支架容易失去稳定性。作用下，支架容易失去稳定性。这类支架的支撑力小，但掩护性能和稳定性较好，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支护不稳定或中等稳定的松散破碎顶板支撑掩护式支架适用于直接顶中等稳定或稳定、支撑掩护式支架适用于直接顶中等稳定或稳定、基本顶周期来压明显或强烈、瓦斯涌出量较大的基本顶周期来压明显或强烈、瓦斯涌出量较大

30、的煤层。煤层。（二二）、按支架的移动方式分类、按支架的移动方式分类：液压支架按移液压支架按移动方式的不同可分为两大类，即整体自移式和迈动方式的不同可分为两大类，即整体自移式和迈步移动式液压支架。步移动式液压支架。 1 整体自移式液压支架整体自移式液压支架：这类支架一般均为整体这类支架一般均为整体结构，移架和推溜共用结构，移架和推溜共用 1 个千斤顶。该千斤顶与个千斤顶。该千斤顶与刮板输送机之间有直接或间接的连接关系，因而刮板输送机之间有直接或间接的连接关系，因而能以刮板输送机为支点实现拉架，以支架为支点能以刮板输送机为支点实现拉架，以支架为支点实现推溜。目前，多数液压支架采用此种移动方实现推溜

31、。目前，多数液压支架采用此种移动方式。式。 2 迈步移动式液压支架迈步移动式液压支架：这类支架是由有一定连这类支架是由有一定连接关系的主、副架构成。移架与推榴的千斤顶是接关系的主、副架构成。移架与推榴的千斤顶是各自独立的，各自独立的，（三三）、按支架在工作面的位置分类、按支架在工作面的位置分类 液压支架按在工作面位置的不同可分为基本液压支架按在工作面位置的不同可分为基本支架、排头支架和端头支架。支架、排头支架和端头支架。 布置在工作面内，用来支护工作面顶板的支布置在工作面内，用来支护工作面顶板的支架称为基本支架。架称为基本支架。 用于支护工作面两端刮板输送机传动部处顶用于支护工作面两端刮板输送

32、机传动部处顶板的支架称为排头支架。作为工作面的基准支架，板的支架称为排头支架。作为工作面的基准支架，两端各为两端各为 3 一一 5 架，其架型与基本支架相同，但架，其架型与基本支架相同，但顶梁较长，有较完善的防倒防滑装置。顶梁较长，有较完善的防倒防滑装置。 用于支护工作面端头处巷道顶板的支架称为用于支护工作面端头处巷道顶板的支架称为端头支架。端头支架。由于端头处机械设备较多，顶板悬露面积大，同由于端头处机械设备较多，顶板悬露面积大，同时又是人员的出人口，所以要求端头支架不仅要时又是人员的出人口，所以要求端头支架不仅要有较高的支撑能力，还要保证有足够的空间；不有较高的支撑能力，还要保证有足够的空

33、间；不仅要使支架自身能够沿弯曲的顺槽前移，还要考仅要使支架自身能够沿弯曲的顺槽前移，还要考虑推移转载机。因此，端头支架在结构上具有特虑推移转载机。因此，端头支架在结构上具有特殊性。殊性。（四四）、按支架的特种功能分类、按支架的特种功能分类 按支架的特种功能分类有放顶煤支架按支架的特种功能分类有放顶煤支架，铺网铺网支架和充填支架等。支架和充填支架等。 用于放顶煤采煤工艺的专用液压支架称为放用于放顶煤采煤工艺的专用液压支架称为放顶煤支架。顶煤支架。 具有沿顶（底）板铺设垫网功能的液压支架具有沿顶（底）板铺设垫网功能的液压支架称为铺网支架称为铺网支架 。提供充填作业空间，用于充填法采煤工作面的液提供

34、充填作业空间，用于充填法采煤工作面的液压支架称为充填支架压支架称为充填支架（五五）、按支架的控制方式分类、按支架的控制方式分类 液压支架按控制方式的不同可分为手动控制液压支架按控制方式的不同可分为手动控制和自动控制两大类。和自动控制两大类。 1 ）手动控制方式有本架控制、单向邻架控制、）手动控制方式有本架控制、单向邻架控制、双向邻架控制等。这种控制方式支架推进速度慢，双向邻架控制等。这种控制方式支架推进速度慢，不能保证支架额定初撑力，工人劳动强度高。不能保证支架额定初撑力，工人劳动强度高。 2 ）自动控制方式有分组程序控制、先导式程序）自动控制方式有分组程序控制、先导式程序控制、遥控等。这种控

35、制方式支架推进速度提高控制、遥控等。这种控制方式支架推进速度提高 3 一一 5 倍，提高支架初撑力，明显改善支架对顶倍，提高支架初撑力，明显改善支架对顶板的支护效果，易于实现带压移架，降低工人劳板的支护效果，易于实现带压移架，降低工人劳动强度动强度，改善劳动条件，改善劳动条件，五、液压支架的基本参数五、液压支架的基本参数 液压支架的基本参数包括初撑力、工作阻力、液压支架的基本参数包括初撑力、工作阻力、支护强度、推溜力和移架力，以及支架高度等。支护强度、推溜力和移架力，以及支架高度等。初撑力、工作阻力前面已经介绍过了，这里仅介初撑力、工作阻力前面已经介绍过了，这里仅介绍支护强度及推溜力和移架力。

36、绍支护强度及推溜力和移架力。1、支护强度：支护强度是液压支架单位支护面积、支护强度：支护强度是液压支架单位支护面积上的工作阻力，即液压支架的工作阻力与其支护上的工作阻力，即液压支架的工作阻力与其支护面积的比值。它是用来衡量各种不同规格和型号面积的比值。它是用来衡量各种不同规格和型号液压支架支撑能力大小的一个参数。液压支架支撑能力大小的一个参数。2推溜力和移架力推溜力和移架力推溜力是推移千斤顶在推移刮板输送机时能产生推溜力是推移千斤顶在推移刮板输送机时能产生的最大允许推力；的最大允许推力； 移架力是推移千斤顶在拉动液压支架过程中能产移架力是推移千斤顶在拉动液压支架过程中能产生的最大允许拉力。生的

37、最大允许拉力。它们的大小取决于乳化液泵站安全阀的整定压力、它们的大小取决于乳化液泵站安全阀的整定压力、推移千斤顶的结构形式和相关参数。推移千斤顶的结构形式和相关参数。六、六、液压支架型号表示方法液压支架型号表示方法 为了使液压支架的产品型号命名简明易懂，为了使液压支架的产品型号命名简明易懂，避免不同类型的液压支架型号出现重复现象，造避免不同类型的液压支架型号出现重复现象，造成型号混乱，所以要对不同厂家生产的液压支架成型号混乱，所以要对不同厂家生产的液压支架产品型号统一命名产品型号统一命名。全部型号命名分三部分：第全部型号命名分三部分：第一部分为产品类型及特征代号，用大写汉语拼音一部分为产品类型

38、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，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；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，第三部分为液压支架补充特征及修改序号代号，用阿拉伯数字与汉语拼音字母表示。用阿拉伯数字与汉语拼音字母表示。例如：例如：ZY2000/14/31 ZZ6000/17/35 ZD4800/17/22 ZFS5600/16/37其中：其中：Z支架类；支架类； D垛式；垛式； Y掩护式；掩护式； Z支撑掩护式支撑掩护式 F放顶煤；放顶煤；2000工作阻力；工作阻力；S双输送机；双输送机； 14支架最小高度；支架最小高

39、度；31支架最大高度。支架最大高度。1、液压支架的发展简史 1954年出现于英国，我国于1964年开始研制，1970实验，1974年开始推广使用。总体经历了四个阶段：探索阶段（19641977);扩大引进与消化阶段（19781985）；自主开发阶段（19861990）；全面发展阶段（1990至今）2、液压支架发展趋势 1 ）液压支架的结构型式正朝着简单实用方向发展。2 )、支护强度和工作阻力也在不断加大（10000） 3） 液压支架的额定宽度加大（2米以上）4） 液压支架的结构设计更加合理，钢材选用趋向于多用高强度钢材。（寿命超10年以上） 5） 液压支架的供液系统正向高压、大流量方向发展。6

40、）、自动化控制方向发展。7）、支架设计微机化。六、液压支架的主要部件及结构六、液压支架的主要部件及结构1、立柱：立柱是支架实现支撑和承载的主要部、立柱：立柱是支架实现支撑和承载的主要部件。它直接影响到支架的工作性能。件。它直接影响到支架的工作性能。 立柱是液压支架的主要执行元件，用于立柱是液压支架的主要执行元件，用于承受顶板载荷、调节支护高度。国产液压支承受顶板载荷、调节支护高度。国产液压支架中，立柱根据结构的不同大致可分为：单架中，立柱根据结构的不同大致可分为：单伸缩立柱和双伸缩立柱两种。单伸缩立柱有伸缩立柱和双伸缩立柱两种。单伸缩立柱有不带机械加长杆和带机械加长杆两种型式。不带机械加长杆和

41、带机械加长杆两种型式。当要求支架调高范围较大时，可选用带机械当要求支架调高范围较大时，可选用带机械加长杆的单伸缩立柱，也可选用双伸缩立柱。加长杆的单伸缩立柱，也可选用双伸缩立柱。单伸缩立柱结构简单，成本低，但不如双伸单伸缩立柱结构简单，成本低，但不如双伸缩立柱使用方便。缩立柱使用方便。2、千斤顶千斤顶 液压支架用的千斤顶种类很多，按其结构的液压支架用的千斤顶种类很多，按其结构的不同有柱塞式和活塞式千斤顶，活塞式千斤顶可不同有柱塞式和活塞式千斤顶，活塞式千斤顶可分为固定活塞式和浮动活塞式；按其进液方式的分为固定活塞式和浮动活塞式；按其进液方式的不同，可分为内进液式和外进液式千斤顶；按其不同，可分

42、为内进液式和外进液式千斤顶；按其在支架中用途的不同，又可分为推移千斤顶、前在支架中用途的不同，又可分为推移千斤顶、前梁千斤顶、护帮千斤顶、侧推千斤顶、平衡千斤梁千斤顶、护帮千斤顶、侧推千斤顶、平衡千斤顶、限位千斤顶、防倒千斤顶、防滑千斤顶等。顶、限位千斤顶、防倒千斤顶、防滑千斤顶等。随着支架的功能越来越多，千斤顶的种类也越来随着支架的功能越来越多，千斤顶的种类也越来越多。越多。3、立柱和千斤顶的结构分析立柱和千斤顶的结构分析 从上面叙述的立柱和千斤顶的结构可以看出，它们从上面叙述的立柱和千斤顶的结构可以看出，它们均由活塞头、缸体、活塞杆、导向套等组成。立柱和千均由活塞头、缸体、活塞杆、导向套等

43、组成。立柱和千斤顶在结构上的主要差异是：斤顶在结构上的主要差异是： ( 1 ）活塞杆直径的差异。立柱和千斤顶活塞杆直径差别）活塞杆直径的差异。立柱和千斤顶活塞杆直径差别较大。这是因为立柱承受较大的顶板载荷，而迫降力较较大。这是因为立柱承受较大的顶板载荷，而迫降力较小，所以尽可能增大活柱直径，以保证足够的刚度和强小，所以尽可能增大活柱直径，以保证足够的刚度和强度。而千斤顶一般是在保证一定刚度和强度的前提下，度。而千斤顶一般是在保证一定刚度和强度的前提下，按照推拉力的比例来选择活塞杆直径的大按照推拉力的比例来选择活塞杆直径的大小。小。( 2 ）外部连接的差异。立柱的缸底和柱头分别安装在底）外部连接

44、的差异。立柱的缸底和柱头分别安装在底座和支撑在顶梁的柱窝中，一般采用球面形状，一类为座和支撑在顶梁的柱窝中，一般采用球面形状，一类为凸球面，一类为凹球面，目前多采用凸球面。千斤顶两凸球面，一类为凹球面，目前多采用凸球面。千斤顶两端连接结构形式很多，常见的有：单连接耳、双连接耳、端连接结构形式很多，常见的有：单连接耳、双连接耳、圆柱体、耳轴等连接结构圆柱体、耳轴等连接结构。 ( 3 ）调节范围的差异。立柱使用过程中要适应煤）调节范围的差异。立柱使用过程中要适应煤层的变化，所以调节范围较大，有的立柱制成双层的变化，所以调节范围较大，有的立柱制成双伸缩结构。而千斤顶的调节范围较小，均为单伸伸缩结构。

45、而千斤顶的调节范围较小，均为单伸缩结构。缩结构。( 4 ）活塞连接的差异。立柱的活塞一般为整体式）活塞连接的差异。立柱的活塞一般为整体式结构，即活塞与活柱焊接为一体。而千斤顶则大结构，即活塞与活柱焊接为一体。而千斤顶则大多数为组合式结构，即活塞与活塞杆组装在一起，多数为组合式结构，即活塞与活塞杆组装在一起，有固定组合和滑动组合两种。采用滑动组合的多有固定组合和滑动组合两种。采用滑动组合的多是推移千斤顶。是推移千斤顶。（5）活塞及导向套的连接方式）活塞及导向套的连接方式 对它的要求是保证密封性能良好，运动面能承对它的要求是保证密封性能良好，运动面能承受外力的冲击和振动等受外力的冲击和振动等活塞的

46、连接方式大体上有压盘加螺钉连接、螺纹活塞的连接方式大体上有压盘加螺钉连接、螺纹连接、卡键连接三大类连接、卡键连接三大类。导向套的连接方式导向套的连接方式1 ）螺纹连接方式：螺蚊连接有内螺纹连接和外）螺纹连接方式：螺蚊连接有内螺纹连接和外螺纹连接两种。螺纹连接方式结构简单、强度高螺纹连接两种。螺纹连接方式结构简单、强度高，但在矿井下使用时间久了易生锈，拆卿不方便，但在矿井下使用时间久了易生锈，拆卿不方便2 ）卡环连接方式：卡环连接用于内导向套，也）卡环连接方式：卡环连接用于内导向套，也称为三半环式连接，卡环连接方式连接可靠、承称为三半环式连接，卡环连接方式连接可靠、承载能力大，但结构复杂。载能力

47、大，但结构复杂。 3 ）钢丝连接方式：）钢丝连接方式： 钢丝连接根据内、外导向套钢丝连接根据内、外导向套的不同，有内导向套钢丝连接和外导向套钢丝连的不同，有内导向套钢丝连接和外导向套钢丝连接两种；根据钢丝断面形状的不同，有方钢丝式接两种；根据钢丝断面形状的不同，有方钢丝式和圆钢丝式。结构简单，不耐高压。和圆钢丝式。结构简单，不耐高压。4、控制元件控制元件 控制元件担负着液压支架各个动作的操作、控制元件担负着液压支架各个动作的操作、控制任务，包括操纵阀、液控单向阀、安全阀等。控制任务，包括操纵阀、液控单向阀、安全阀等。控制元件结构性能的好坏直接影响到液压支架的控制元件结构性能的好坏直接影响到液压

48、支架的工作性能和使用寿命，所以，控制元件是液压支工作性能和使用寿命，所以，控制元件是液压支架的关键部件。架的关键部件。（1）操纵阀是控制支架各立柱和千斤顶进出油液，）操纵阀是控制支架各立柱和千斤顶进出油液，完成支架预定动作的操作元件。因此，要求其密完成支架预定动作的操作元件。因此，要求其密封性能好、操纵力小、工作可靠、操作方便。按封性能好、操纵力小、工作可靠、操作方便。按阀芯动作原理的不同，液压支架的操纵阀分为往阀芯动作原理的不同，液压支架的操纵阀分为往复式和回转式两大类；按控制方法复式和回转式两大类；按控制方法的不同，分手的不同，分手控、液控和电液控等控、液控和电液控等（2）安全阀安全阀 安

49、全阀是使立柱保持恒阻工作特性的关键元件。安全阀是使立柱保持恒阻工作特性的关键元件。安全阀的作用是防止立柱和千斤顶过载，保证支安全阀的作用是防止立柱和千斤顶过载，保证支架安全地工作。通过安全阀的动作可以实现支架架安全地工作。通过安全阀的动作可以实现支架的可缩性和恒阻性。由于安全阀长期在高压状态的可缩性和恒阻性。由于安全阀长期在高压状态下工作，因此要求安全阀动作灵敏、密封可靠、下工作，因此要求安全阀动作灵敏、密封可靠、工作稳定、使用寿命长。液压支架上采用的安全工作稳定、使用寿命长。液压支架上采用的安全阀均为直动式安全阀，结构简单、动作灵敏，过阀均为直动式安全阀，结构简单、动作灵敏，过载时能迅速起到

50、卸载溢流的作用。安全阀的工作载时能迅速起到卸载溢流的作用。安全阀的工作原理是通过阀口前的液压力与弹性元件作用在阀原理是通过阀口前的液压力与弹性元件作用在阀芯上的力的相互作用，实现阀的开启溢流和关闭芯上的力的相互作用，实现阀的开启溢流和关闭定压作用。定压作用。（3）液控单向阀液控单向阀 液控单向阀是支架控制元件的主要组成部分，液控单向阀是支架控制元件的主要组成部分，用来闭锁立柱或千斤顶工作腔的液体，使之保持用来闭锁立柱或千斤顶工作腔的液体，使之保持一定的压力；当立柱或千斤顶另一腔进液时，同一定的压力；当立柱或千斤顶另一腔进液时，同时给该阀的控制腔供液，将阀打开，保证立柱或时给该阀的控制腔供液，将

51、阀打开，保证立柱或千斤顶工作腔中的液体回液。液控单向阀质量的千斤顶工作腔中的液体回液。液控单向阀质量的好坏，直接影响支架动作的可靠性。如果单向阀好坏，直接影响支架动作的可靠性。如果单向阀的密封性能不好，锁不住立柱活塞腔的工作液体，的密封性能不好，锁不住立柱活塞腔的工作液体，顶板来压时，支架就会出现自动下降的现象。因顶板来压时，支架就会出现自动下降的现象。因此，要求液控单向阀必须密封可靠，使用寿命长。此，要求液控单向阀必须密封可靠，使用寿命长。目前，液压支架上采用的液控单向阀的结构原理目前，液压支架上采用的液控单向阀的结构原理基本相同，主要由单向阀芯和液控顶杆两部分组基本相同，主要由单向阀芯和液

52、控顶杆两部分组成。成。5、顶梁及掩护梁：顶梁直接与顶板相接触，并、顶梁及掩护梁：顶梁直接与顶板相接触，并承受顶板载荷，也为立拄、掩护梁、挡研装置承受顶板载荷，也为立拄、掩护梁、挡研装置等提供必要的连接点。掩护梁是掩护式和支撑等提供必要的连接点。掩护梁是掩护式和支撑掩护式支架的特征部件之一，它将直接承受冒掩护式支架的特征部件之一，它将直接承受冒落矸石的载荷和顶板通过顶梁传递的水平载荷落矸石的载荷和顶板通过顶梁传递的水平载荷引起的弯矩。引起的弯矩。 对顶梁的要求：对顶梁的要求：顶梁除应具有一定的刚度和强度外，还要对顶板顶梁除应具有一定的刚度和强度外，还要对顶板有较高的覆盖率，以满足支护顶板的需要。

53、此外，有较高的覆盖率，以满足支护顶板的需要。此外，顶梁要尽可能适应顶板起伏不平的变化，与顶板顶梁要尽可能适应顶板起伏不平的变化，与顶板的接触性要好，接触应力在顶梁上分布均匀，以的接触性要好，接触应力在顶梁上分布均匀，以防止其因局部受压过大而造成损坏；还要求其有防止其因局部受压过大而造成损坏；还要求其有较好的稳定性，能有效地支撑顶板。较好的稳定性，能有效地支撑顶板。6、底座：底座是直接和底板相接触，传递顶板压、底座：底座是直接和底板相接触，传递顶板压力到底板的支架部件。目前，底座的结构形式有力到底板的支架部件。目前，底座的结构形式有刚性整底式、刚性分底式、分底式刚性整底式、刚性分底式、分底式 3

54、 种，对的要种，对的要求：求：底座底座除满足一定的刚度和强度要求外，还要除满足一定的刚度和强度要求外，还要求其对底板起伏不平的适应性要强，对底板的接求其对底板起伏不平的适应性要强，对底板的接触比压要小；要有足够的空间为立柱、推移装置触比压要小；要有足够的空间为立柱、推移装置和其他辅助装置提供必要的安装条件；要便于人和其他辅助装置提供必要的安装条件；要便于人员操作和行走；能起一定的挡研作用及具有一定员操作和行走；能起一定的挡研作用及具有一定的排研能力；要有一定的重量，以保证支架的稳的排研能力；要有一定的重量，以保证支架的稳定性等定性等。7、辅助装置辅助装置 液压支架根据其结构的不同、使用条件的不

55、液压支架根据其结构的不同、使用条件的不同，需要设置必要的辅助装置，以满足支架的工同，需要设置必要的辅助装置，以满足支架的工作性能。常用的辅助装置有：推移装置、护帮装作性能。常用的辅助装置有：推移装置、护帮装置、复位装置、侧护装置、调架装置、防滑防倒置、复位装置、侧护装置、调架装置、防滑防倒装置和挡研装置等。装置和挡研装置等。1）、推移装置、推移装置 推移装置是液压支架必备的辅助装置，担负推移装置是液压支架必备的辅助装置，担负着推溜和移架任务。推移装置由推移千斤顶及其着推溜和移架任务。推移装置由推移千斤顶及其附属装置组成。附属装置组成。 推移装置按结构和推移方式的不同，可分为推移装置按结构和推移

56、方式的不同，可分为直接推移装置和间接推移装置两种。直接推移装置和间接推移装置两种。直接推移装置结构简单，连接方便，但存在着推直接推移装置结构简单，连接方便，但存在着推移千斤顶推、拉力分配不合理的问题，即：移千斤顶推、拉力分配不合理的问题，即：为了解决推拉力分配不合理问题，一般采用如下为了解决推拉力分配不合理问题，一般采用如下 4 种方法：种方法： ( 1 ）采用不同的供液压力。）采用不同的供液压力。 ( 2 ）采用差动供液方式。）采用差动供液方式。( 3 ）采用浮动活塞结构，）采用浮动活塞结构， ( 4 ）采用千斤顶倒拉架装置，即间接推移装置。）采用千斤顶倒拉架装置，即间接推移装置。当前，主要

57、采用（当前，主要采用（ 3 ）和（）和（ 4 ）两种方法，）两种方法， ( 1 ）和（）和（ 2 ）两种方法基本不用。）两种方法基本不用。2）护帮装置护帮装置 护帮装置安装在顶梁前端下部，一般由护帮护帮装置安装在顶梁前端下部，一般由护帮千斤顶和护帮板组成。正常情况下，护帮板伸出千斤顶和护帮板组成。正常情况下，护帮板伸出紧贴煤壁，防止片帮或在片帮时起缓冲作用。当紧贴煤壁，防止片帮或在片帮时起缓冲作用。当采煤机割到支架前面时，需将护帮板收回，让采采煤机割到支架前面时，需将护帮板收回，让采煤机通过。支架移到新的工作位置后，重新伸出煤机通过。支架移到新的工作位置后，重新伸出护帮板，以支护新裸露的煤壁。

58、护帮板，以支护新裸露的煤壁。3）复位装置复位装置是垛式支架特有的部件，它复位装置复位装置是垛式支架特有的部件，它的作用是保证支架移设后使立柱恢复正确的支撑的作用是保证支架移设后使立柱恢复正确的支撑位置。目前采用的复位装置主要有复位橡胶和复位置。目前采用的复位装置主要有复位橡胶和复位千斤顶两种装置。位千斤顶两种装置。 4）侧护装置侧护装置用于掩护式和支撑掩护式支侧护装置侧护装置用于掩护式和支撑掩护式支架，作用是防止架间漏研和调架。架，作用是防止架间漏研和调架。5）调架装置在倾斜工作面，液压支架移架过程中调架装置在倾斜工作面，液压支架移架过程中的下滑是不可避免的。为了使液压支架沿倾斜方的下滑是不可

59、避免的。为了使液压支架沿倾斜方向上移，需设调架装置。对于掩护式和支撑掩护向上移，需设调架装置。对于掩护式和支撑掩护式支架，是依靠侧推千斤顶推动侧护板的侧推作式支架，是依靠侧推千斤顶推动侧护板的侧推作用来实现调架的；而对于支撑式支架，就需设调用来实现调架的；而对于支撑式支架，就需设调架装置。架装置。6）防倒防滑装置防倒防滑装置 液压支架在倾斜工作面工作时，由于支架自液压支架在倾斜工作面工作时，由于支架自重在倾斜方向的分力，会使支架沿倾斜下方下滑重在倾斜方向的分力，会使支架沿倾斜下方下滑或倾倒。煤层倾角越大，下滑和倾倒现象越严重。或倾倒。煤层倾角越大，下滑和倾倒现象越严重。因此，为了保证支架的正常

60、工作，必须采取相应因此，为了保证支架的正常工作，必须采取相应的防滑、防倒措施。当煤层倾角在的防滑、防倒措施。当煤层倾角在 120 以内时，以内时，为防止支架下滑和倾倒，可把工作面布置成伪倾为防止支架下滑和倾倒，可把工作面布置成伪倾斜推进形式，即工作面下端超前上端。实践证明，斜推进形式，即工作面下端超前上端。实践证明，这种方法是有效的。当工作面倾角较大时，就需这种方法是有效的。当工作面倾角较大时，就需采用防倒防滑装置来防止支架倾倒和下滑采用防倒防滑装置来防止支架倾倒和下滑 支撑式液压支架按结构分类有垛式支架和节式支架两种。因这种支架在我国已基本停止使用，故这里仅简单介绍垛式支架。垛式支架多为四柱