液压支架及装配

液压支架原理及装配知识技术部二〇一四年一月七日主要内容一、液压支架的分类和命名二、液压支架的工作原理三、液压支架的特征参数确定四、液压支架的件组装一、液压支架的分类和产品型号1液压支架分类液压支架分类方法液压支架的分类是选择不同种液压支架的某一个特征作为分类的依据，通常的分类依据有：a.按照架型结构和围岩的关系分b.按照适应煤层倾角分c.按照适用采高分d.按照适应采煤方法分e.按照在工作面的位置分f.按照支架的稳定机构分g.按照支架的控制方式分h.按照支架的控制原理分2液压支架的产品型号ZY5600/17/35最大高度dm最小高度dm工作阻力KN第一特征代号产品类型代号支架型号主要由“产品类型代号”、“第一特征代号”和“主参数”组成。如果这样仍然不能区分时，再逐一增加“第二特征代号”、“补充特征代号”以及“设计修改序号”。用途产品类型代号第一特征代号产品名称一般工作面支架ＺＹ掩护式支架Ｚ支撑掩护式支架Ｄ支撑式支架特殊用途支架ＺＱ大倾角支架Ｆ放顶煤支架Ｐ铺网支架Ｃ充填支架Ｇ过渡支架Ｔ端头支架支架第一特征代号说明用途产品类型代号第一特征代号第二特征代号产品名称一般工作面支架ＺＹ省略支顶掩护式支架Ｚ省略四柱支顶支撑掩护式支架Ｄ省略支撑式支架(垛式支架)特殊用途支架ＺＱ省略支撑掩护式大倾角支架Y掩护式大倾角支架Ｆ省略低位放顶煤支架G放顶煤过渡支架T放顶煤端头支架Ｐ省略支撑掩护式铺网支架Ｃ充填支架Ｇ省略支撑掩护式过渡支架Ｔ省略/Z/H偏置/中置/后置式端头支架支架第二特征代号说明补充特征代号说明补充特征代号说明Ｒ用于支掩掩护式支架，表示插低式Q架前铺网Ｃ用于工作面支架，表示长框架推移装置J机械化联网Ｌ整体顶梁Z中心距1.25m支架Ｇ固定侧护板Y两柱放顶煤支架Ｆ用于工作面一般支架，表示分底式底座M采煤机截深700Ｋ表示中心距1.75m支架E采煤机截深800T抬底座装置N采煤机截深900以上D电液控制系统B摆杆结构H反四连杆结构W大尾梁或铺宽网支架补充特征代号二、液压支架工作原理1液压支架工作原理支架：以液压为动力实现升降、前移等运动，进行顶板支护的设备。支架实现工作的基本要求：动力源：乳化液泵站控制元件：操纵阀、液压辅阀动力传送：高压胶管、连接附件执行元件：立柱、千斤顶传力结构：顶梁、掩护梁、连杆、底座等1.1支架自动前移原理支架前移原理是：要前移的支架以与支架前部相连接的刮板运输机为支点，通过推移油缸的伸缩，带动支架移动。支架前移的过程可以概述为：操纵阀转到降柱位置，高压液体经由操纵阀、液控阀进入立柱活塞杆腔，立柱下降，支架完全卸载并脱离顶板；然后操纵阀转到推移油缸，高压液体进入推移油缸，通过推移油缸的伸缩，拉动支架前移。1.2推移运输机原理推移运输机原理是：推移运输机的原理与移架过程刚好相反，支架立柱撑起后支架紧挨顶板，再以支架为支点，通过推移油缸的伸缩，推动刮板输送机前移。推移运输机的过程可概述为：操纵阀转到升柱位置，高压液体经由操纵阀、液控阀进入立柱活塞腔，立柱上升，支架完全接触顶板；然后操纵阀转到推移油缸，高压液体进入推移油缸，通过推移油缸的伸缩，推动运输机前移。2液压支架的支撑承载原理液压支架的支撑承载原理，是指液压支架与顶板之间相互作用的力学原理，它包括初撑增阻、承载增阻和恒阻三个工作阶段。2.1初撑增阻阶段在升柱过程中，从顶梁接触顶板起，至支柱活塞腔的油液压力达到泵站的工作压力时，停止供液，液控单向阀立即关闭，阀球封闭了支架活塞腔的油液，这就是支架的初撑阶段。此时支架对顶板产生的支撑力称为初撑力。支架初撑力的大小，取决于泵站的工作压力、支架立柱数量和支架缸筒直径以及支架架型等。实际上，立柱初撑后，活塞腔的油液压力由于阻力损失、操纵情况和阀的灵敏度等原因，往往低于泵站工作压力。2.2承载增阻阶段支撑初撑后，随着顶板的下沉，这样势必造成支架有下降的趋势，然而因为立柱活塞腔的封闭的，但是油液存在一定的可压缩性，那么随着顶板和立柱微量下降，活塞腔油液受到压缩，压力不断上升，呈现承载增阻状态。2.3恒阻阶段支架承载后，如果安全支撑住顶板，不允许顶板下尘，需要有强大的支撑力。在实际生产中，由于顶板压力有时相当巨大，想设计出能抗住巨大顶板压力，而一点也不让压的支架几乎不可能。因此，要求支架具有一定的支撑力，又具有可缩性。液压支架的这种特性，是由立柱的安全阀来控制的。在顶板压力增大时，立柱活塞腔的液体经安全阀泻出，立柱降缩，立柱活塞腔的压力减小，这就是支架的“让压”特性；当压力小于安全阀的动作压力时，安全阀又关闭，停止泄液，立柱活塞腔又被完全封闭，支架恢复正常工作。由于安全阀动作压力的限制，立柱呈现出恒阻特性，此时立柱或支架承受的最大载荷称为工作阻力。支架的工作阻力取决于安全阀的动作压力、支架立柱数量、支架立柱缸径和液压支架架型。安全阀使立柱具有恒定的设计工作阻力，同时又使立柱在承受大于设计工作阻力的顶板压力时，可随顶板的下沉而下缩，这就是液压支架的恒阻性和可缩性。为防止安全阀频繁动作而失效，应使支架的工作阻力大于正常的顶板压力，也就是说，在工作面生产过程中，支架还没有达到设计工作阻力之前，就已经前移到新的支撑位置。思考：为什么许多支架的立柱上装有大、小两种安全阀？三、液压支架的特征参数1液压支架的主要特征参数支架初撑力：支架立柱活塞腔压力达到泵压时，支架能够向顶板提供的支撑力支架工作阻力：支架支撑顶板后，所能承受的来自顶板的最大压力支架支护强度：支架顶梁支护范围内，单位面积上所能承受的压力支架中心距：支架设计过程中确定的在工作面使用中支架与支架间间距支架最大高度：支架立柱完全伸出，顶梁水平情况下支架的高度支架最小高度：支架立柱完全收回，顶梁水平情况下支架的高度支架前端比压：支架底座前端传递给底板的压强2液压支架的主要特征参数的确定支架初撑力：泵站供液压力所决定最大主动支撑力支架工作阻力：支架的名义支撑能力，所有立柱工作阻力的总和初撑比＝初撑力/工作阻力初撑比越大则支架在承载过程中的增阻阶段越短，反之越长；对不稳定顶板，为避免主动支撑对顶板造成破坏，初撑比不能大；对稳定或坚硬顶板，应加大初撑比以减缓可能受到的动载冲击。ZPD泵初撑力＝4π2ZPD安工作阻力＝4π2支架支护强度：支架控顶范围内，平均单位支护面积中的支撑力q=R/SMPaR——垂直作用在顶梁上的力，并非工作阻力S=B*LB——支护宽度（支架中心距）L——控顶长度，煤壁至顶梁尾端的长度支架中心距：工作面两相邻支架中心的距离，与刮板输送机溜槽节距致。1.25m，1.5m，1.75m，2.05m支架前端比压：由支架的型式，底座型式，工作阻力等因素共同决定。*底板状况和底板比压决定了支架是否有抬底机构。支架最大高度：由煤层最大开采高度决定Hmax=hmax+S1hmax——煤层最大采高S1——高度裕量，考虑伪顶冒落后支架仍能支撑顶板支架最小高度：中厚煤层由巷道的运输高度和伸缩比决定，薄煤层由最小厚度决定Hmin=hmin-S2-a-δahmin——煤层最小采高S2——顶板最大下沉量a——移架时支架的最小可缩量δa——浮煤、浮好石厚度四、液压支架的组装顶梁、掩护梁、底座、连杆、推杆、侧护板、前梁、伸缩梁、护帮板、尾梁、插板、地调装置、抬底装置等1液压支架的组成液压支架结构件连接件立柱、千斤顶液压系统销轴、挡板、挡销、开口销、弹簧等立柱、护帮千斤顶、伸缩千斤顶、前梁千斤顶、侧推千斤顶、尾梁千斤顶、插板千斤顶、抬底千斤顶、拉后溜千斤顶、推移千斤顶、地调千斤顶、防倒防滑千斤顶等操纵阀、单向阀、截至阀、高压胶管、胶管附件、喷雾系统等2液压支架中典型液压回路2.1立柱控制回路立柱控制回路由操纵阀、立柱、液控单向阀和安全阀等组成。液控单向阀对立柱的下腔进行闭锁，闭锁压力的最大值由安全阀控制，它所产生的立柱支撑力就是立柱的工作阻力。2.2护邦千斤顶控制回路护邦千斤顶控制回路由操纵阀、双向锁、安全阀和千斤顶组成。双向锁对千斤顶的两个工作腔闭锁，下腔闭锁是使护邦机构保持一定的推力；上腔闭锁是防止护邦板在收回的自然状态下失稳。2.3推移千斤顶控制回路推移千斤顶控制回路由操纵阀、单向锁和千斤顶组成。当推移千斤顶倒装时，单向锁对千斤顶的活塞腔进行闭锁，其目的在移架时防止运输机向支架方向滑动。2.4尾梁、插板、喷雾联动控制回路尾梁、插板和喷雾联动回路由操纵阀、单向锁、交替阀、喷水阀、喷雾装置、尾梁千斤顶和插板千斤顶组成。其工作过程为收尾梁则收插板，收插板时喷雾，尾梁可单独控制伸出，插板也单独控制伸出，而且伸出插板的时候停止喷雾。3液压支架的组装3.1支架的组装推杆+底座+立柱+推移千斤顶掩护梁+侧护板+前后连杆+平衡千斤顶++尾梁+插板千斤顶+插板+尾梁千斤顶前梁+伸缩千斤顶+伸缩梁+护帮板+护帮千斤顶第一阶段第二阶段第三阶段顶梁+侧护板+第四阶段液压系统掩护式液压支架支撑掩护式液压支架放顶煤液压支架3.2支架组装需要注意的问题a.组装前的检查组装前应对要组装的部件进行必要的检查，检查的目的是防止不必要的返工，造成人力、物力的浪费，检查的主要项目可包括：结构件:铰接孔有无不通、变形，结构件有无明显焊缝开裂，结构件上管夹、挂块有无缺失；胶管：胶管有无破皮、露钢丝，接头有无变形，接头上有无O型圈和挡圈；b.组装过程中注意问题组装过程的中应注意两点：人身安全和产品质量在支架的组装过程中首要保证自己和同事的人身安全，其次从细节着手提高组装效率和质量。如何在日常工作中保障自我和同事安全？如何保证液压系统正确、整齐、顺畅？如何从细节出发保证液压支架的品质？总结和思考：1.液压支架如何分类和命名，我公司常见几种架型是按照什么分类的?下面这些型号都代表了什么形式的支架？ZTZ20000/25/40；ZF14000/20/40YD；ZF5200/17/28EH2.液压支架工作中的初撑阶段、增阻阶段、恒阻阶段在在井下工作时是具体怎样的过程？3.通常情况下液压系统中什么地方用双向锁、单向锁和交替阀等，什么地方通常需要加设安全阀？4.液压支架是如何从无到有的，液压支架设计过程中需要设计哪些基本参数，这些参数分别是如何确定下来的？a.按照架型结构和围岩的关系分支撑式液压支架定义：在顶梁和底座之间通过立柱支撑而没有掩护梁的支架掩护式液压支架定义：在顶梁和底座通过两根立柱支撑并且具有掩护梁的支架支撑掩护式液压支架定义：在顶梁和底座通过四根立柱支撑并且具有掩护梁的支架b.按照适应煤层倾角分一般工作面支架特征：工作面倾角小于15°支撑掩护式液压支架特征：工作面倾角大于15°c.按照适用采高分薄煤层液压支架特征：适应煤层厚度为0.75m～1.6m中厚煤层液压支架特征：适应煤层厚度为1.6m～3.5m大采高液压支架特征：适应煤层厚度﹥3.5md.按照适应采煤方法分一次采全高液压支架特征：液压支架高度大于煤层最大厚度放顶煤液压支架特征：前部采煤，后部放煤，前后都有运输机铺网液压支架特征：具有铺网机构，实现分层开采充填液压支架特征：适应煤层厚度﹥3.5me.按照支架在工作面中的位置分工作面支架特征：位于工作面中部，与刮板机中部溜槽连接过渡支架（排头支架）特征：位于工作面机头、结尾处，与刮板机过渡槽相连接端头支架特征：位于工作面机头、机尾，与刮板机机头、机尾相连接f.按照支架稳定结构分四连杆机构支架单铰点机构支架反四连杆机构支架单摆杆机构支架g.按照控制方式分本架控制支架邻架控制支架成组控制支架h.按照控制原理分直接手动控制支架先导控制支架电液控制支架