典型液压支架

典型液压支架大师工作室典型液压支架第一节支撑式液压支架一、支撑式液压支架的型式、特点支撑式液压支架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经基本停止使用，故这里仅简单介绍垛式支架。垛式支架多为四柱式（亦有五柱和六柱式）。立柱由底座箱中的橡胶或弹簧钢片（个别的通过复位千斤顶）扶持；顶梁多为刚性板式，前、后梁铰接；底座有刚性、前后铰接式或半刚性之分。为防止采空区矸石窜入工作面，在顶梁后部挂有挡矸帘。垛式支架支撑效率高，切顶能力强，对底板比压均匀，适用于坚硬顶板的煤层，但在顶板破碎时冒顶事故多，立柱损坏率高。二、ZD4800/17/22型液压支架ZD4800/17/22型液压支架是为周期来压强烈、顶板坚硬的缓倾斜中厚煤层设计的一种四柱垛式液压支架。ZD4800/17/22型支架的结构如图4—1所示。主梁和前梁用销轴铰接。前梁端部用螺栓与加长梁连接。前梁千斤顶可使前梁在一定范围内上、下摆动，以便使顶梁与顶板良好接触。主梁与尾梁用销轴和保险销连接。当冒落的大块顶板砸到尾梁时，保险销可能受冲击而被切断，尾梁绕销轴落下，并由弹性胶垫缓冲。4根立柱均以球面形缸底与底座连接，活柱则以平顶活柱头通过圆锥形柱头用钢丝绳与顶梁相连接。立柱上端用钢丝绳，下端用挡板限位。底座左右座箱通过前、后连接连成半刚性底座。这种半刚性底座较整体底座有对底板适应性强的优点。加长梁、主梁和前梁为焊接结构件，尾梁为铸件。底座为钢板焊接的箱形结构。立柱为带有机械加长杆的单伸缩双作用立柱。移架时顶板对顶梁的摩擦力使立柱后倾，装在底座右座箱上复位盒内的复位橡胶受到后倾立柱的压迫时产生弹性恢复力，将立柱扶正，使之垂直支撑在顶梁与底座之间。挂在主梁后部的挡矸帘由6条矿用圆环链与若干片钢板焊接而成，用来阻止矸石窜入作业空间。第二节掩护式液压支架一、掩护式支架的型式、特点根据立柱布置和支架结构特点，掩护式支架可分为支掩掩护式支架和支顶掩护式支架两种。（一）支掩掩护式支架支掩掩护式支架的单排立柱支撑在掩护梁上，适用于顶板周期来压不明显、直接顶中等稳定以下的低瓦斯工作面。立柱通过掩护梁对顶板进行间接支撑，支架的支撑效率低，一般为0.6~0.75；顶梁短，控顶距小；多数在顶梁与掩护梁之间设有平衡千斤顶，少数支架只架设机械限位装置；顶梁后部与掩护梁构成的“三角带”易卡进矸石，影响顶梁摆动，故一般在顶梁后端挂有挡板；作业空间狭窄，通风面积小；采用整体刚性底座。支架有插腿式和非插腿式两种型式。1、插腿式掩护支架插腿式支架的底座很长，深入到刮板输送机底下，故称为“插腿”式支架。由于底座前端离煤壁很近，顶梁虽然做的很短（1.2m左右），但顶板对支架的作用力线仍然落在底座内，使支架具有足够的纵向稳定性，不会向前倾倒。由于顶梁短，因此控顶距小，支架对控顶距内顶板的作用力分布比较均匀，顶板承受支架重复支撑的次数少，有利于顶板的维护。由于底座长，因而增大了与底板的接触面积，支架不易下陷，适宜在底板比较松软的条件下工作。插腿式支架的主要缺点是需要有带底托梁的特殊输送机与之配套。由于输送机中部槽被底托梁垫高，增加了装煤高度，故装煤不方便，需人工或采煤机跑空刀装煤。因此，我国当前已不发展此种支架。2.非插腿式掩护支架如图所示，非插腿式支架底座较短，与底板的接触面积小，但输送机可直接置于底板上，装煤比较方便。为保证支架的纵向稳定，顶梁与掩护梁铰接点应稍靠后，故顶梁较长，增大了工作空间，便于操作和通风，但接顶情况和作用力分布以及平均支护强度等步入插腿式支架。（二）支顶掩护式支架支顶掩护式支架是目前应用较多的一种架型，通常简称双柱掩护式支架，其结构如图所示。这种支架的单排立柱支撑在顶梁上，适用于顶板周期来压不十分强烈、直接顶中等稳定或稳定以下的中等瓦斯工作面。立柱经过顶梁直接对顶板进行支撑，支撑效率高，一般可达0.7~1；支顶掩护式支架顶梁长，顶梁后端与掩护梁铰接，作业空间和通风断面均大于支掩掩护式支架；顶梁和掩护梁侧面都装有活动侧护板，挡矸性能好；多数支架将平衡千斤顶设在顶梁与掩护梁之间，少数支架将平衡千斤顶设在底座与掩护梁之间，平衡千斤顶上、下腔连接双向液控单向阀和安全阀。平衡千斤顶的作用是使支架在卸载状态下保持或调节顶梁的位置，调整支架支撑合力作用点位置。为改善支架的使用性能，应适当加大平衡千斤顶与掩护梁的极限张角和平衡千斤顶的行程。对于要提高切顶能力的支架，可增加平衡千斤顶的抗张力矩或将平衡千斤顶设置在底座与掩护梁之间。支顶掩护式支架的顶梁有分式铰接顶梁和整体刚性顶梁两种（三）掩护式支架的结构特点（1）采用四连杆机构。顶梁近似垂直升降，梁端距变化小。支架能承受较大的水平力。（2）立柱向前倾斜支撑，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较有效地支撑。（3）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。（4）支架的调高范围比较大。（5）支架通风面积小，行人空间较窄。二、ZY2000/14/31型掩护式液压支架ZY2000/14/31型支架是在保证强度、使用性能和技术先进性的前提下设计的一种较经济的掩护式支架。支架的结构简单、合理，降低了支架的质量和成本。（一）主要技术特征支架型式双柱掩护支架高度(MM)1400~3100支架初撑力(KN)1117~1286支架工作阻力（Kn）1780~2000支架强度（MPa）0.42~0.48支架中心距（mm）1500泵站供液压力（MPa）31.4适应煤层倾角（°）≤25支架质量（t）5.7625支架质量（t）5.76（二）支架结构ZY2000/14/31型掩护式支架的结构如图所示。它主要由承载结构件、辅助装置、液压缸和液压控制元件等组成。1、承载结构件1）顶梁支架顶梁为整体箱型结构。为了改善顶梁的接顶性能，定量前端上翘30mm（距离定量前端850mm处开始上翘）。顶梁前部用钢管煨弯焊成，外形圆滑。顶梁上连接立柱的柱冒和连接平衡千斤顶的耳座，以及安装侧推装置的套筒。2）掩护梁掩护梁为整体箱型结构，以增加其强度。掩护梁上焊有连接平衡千斤顶的耳座和安装侧推装置的套筒。3）底座底座为刚性整体式底座。底板上焊有连接立柱的柱窝，底板后端留有排矸口。立筋板上有安装前、后连杆的铰接孔，并焊有连接推移千斤顶的托板，以及用于推移装置导向的限位条和限位板。4）前后连杆支架的前、后连杆为分体箱型结构。前、后连杆分别与掩护梁和底座铰接，形成四连杆机构。四连杆机构保证在支架调高范围内，使顶梁前端与煤壁之间的距离基本不变，支架的掩护空间无较大的变化，提高了支架的支护性能。后连杆外部两侧焊有防矸板，防止矸石窜入支架内。2、辅助装置1）推移装置推移装置采用直接推移的形式，主要由连接头、短框架和推移千斤顶组成。连接头与短框架通过销轴连接。短框架的另一端与千斤顶的活塞杆连接。推溜时，以支架为支点，千斤顶活塞杆伸出，带动短框架通过连接头使输送机前移；拉架时，以输送机为支点，活塞杆收回，带动支架前移。由于千斤顶采用浮动活塞式，故不使用长框架就可使拉架力大于推溜力。2）侧推装置侧推装置主要由弹簧、推杆、弹簧筒和侧退千斤顶组成，如图4—6所示。推杆的一端装入弹簧筒内，并使弹簧作用在推杆上；另一端与侧推千斤顶缸体连接。支架顶梁和掩护梁的左侧（前进方向）焊有固定侧护板，右侧装有活动侧护板。弹簧套筒与活动侧护板上的连接座通过销轴连接。千斤顶的活塞杆端连接在固定侧护板上。一般情况下，活动侧护板在弹簧作用下与邻架靠紧。需要调架或移架时，可使侧推千斤顶动作，将顶梁和掩护梁的侧护板同时收回或分别推出。3）护帮装置护帮装置主要由护帮板、护帮千斤顶和挡块组成，如图4—7所示。护帮千斤顶的缸体与顶梁上的耳座铰接，活塞杆与护帮板上的耳座铰接。护帮板通过其端部的耳座铰接在顶梁最前端的耳座上。护帮板的后面设有挡块。护帮千斤顶伸出时，护帮板伸向煤壁并与煤壁贴紧，阻止片帮煤快落下。护帮板收回后被挡块挡住。4）防倒防滑装置一般在煤层倾角大于15°时，需加设防倒防滑装置。由于每架支架直接与刮板输送机相连，侧推千斤顶控制的侧护板具有防倒防滑性能，因而只要解决了排头支架的防倒防滑问题，整个工作面支架的防倒防滑问题就可以基本得到解决。该支架中有较完善的防倒防滑装置，其中包括：排头支架的防倒防滑装置、底座防倒防滑装置和输送机防滑装置。排头支架的防滑装置，在工作面倾斜下方的①、②、③三架排头支架之间的底座前部装有2个调架千斤顶4，用以调整支架的架间距，使下滑的支架得到复位。在第一架支架的底座下侧安装防止底座下滑的防滑千斤顶7，并用圆环链8与第三架支架的尾部连接，用以调整支架尾部的距离。排头支架的防倒装置，在工作面倾斜下方的①、②、③三架端头支架之间的顶梁下面装有2个防倒千斤顶2，支架发生倾倒时，可用其调整复位。为了防止输送机下滑，没有输送机防滑装置。输送机防滑装置包括输送机防滑千斤顶1、调架座3和圆环链2，当工作面倾角大于15°时，每个工作面需配备15组输送机防滑装置；倾角在8°~16°时，配备10组；倾角小于8°时，可不配备输送机防滑装置。工作面倾角为25°~30°时，应在每架支架底座后部倾斜下方安设底座调架装置，并在另一侧安设顶盖。底座调架装置包括调架千斤顶和圆推杆。3、液压缸液压缸包括立柱、平衡千斤顶、侧推千斤顶、护帮千斤顶和推移千斤顶等。1）立柱该支架采用带机械加长杆的L—160/150*870型外导向套式单伸缩双作用立柱，如图4—40所示，它由缸体1、活柱7、加长杆8和导向套6等组成。活柱由活塞头和柱管焊接而成。活塞头结构为卡键式，与缸体之间用鼓形密封圈5密封，借导向环6加强。柱管内装有机械加长杆8，加长杆分为6段，每段长125mm,调节范围为750mm。导向套9与缸口采用方钢丝连接。导向套分别用O型密封圈11和蕾形密封圈12与缸体和活柱密封。立柱采用外供液方式，两端为凸球面，分别与顶梁柱冒和底座柱窝连接。立柱缸体内径为160mm，柱径为150mm；液压行程为870mm，初撑力为643Kn，工作阻力为1000Kn。2）平衡千斤顶平衡千斤顶的型号为Q—140/85*290，结构如图4—11所示。平衡千斤顶的两端分别与顶梁和掩护梁上的耳座铰接。需要改善顶梁的状况时，可调整平衡千斤顶。该千斤顶顶缸口结构为卡环式，活塞头结构为卡键式。千斤顶的缸径为140mm，活塞杆直径为85mm，液压行程为290mm。3）侧推千斤顶侧推千斤顶的型号为Q—63/45*170，顶梁的掩护梁上各使用2个侧推千斤顶。顶梁侧推千斤顶和掩护梁侧推千斤顶的伸出用2片操纵阀分别控制；缩回则共用1片操纵阀操纵，即把这片操纵阀扳到开的位置时，顶梁侧护板和掩护梁侧护板同时收回。该千斤顶采用内导向套、组合式活塞，其缸口结构为方钢丝式，活塞头结构为卡键式。采用内供液方式。4.护帮千斤顶护帮千斤顶的型号为Q—63/45×270。其结构型式与侧推式千斤顶相同，不同的是采用外供液方式。5）推移千斤顶推移千斤顶的型号为Q—125/70×700。该千斤顶的缸口结构和活塞头结构型式与平衡千斤顶相同。该千斤顶采用浮动活塞，推溜力为123KN，拉架力为269KN。4、液压控制元件该支架的液压控制元件主要包括ZC（6）A型组合操纵阀、KDF型液控单向阀、YF型安全阀，SKS型液控双向锁和HDF型回液单向阀等。ZC（6）A型组合操纵阀KDF型液控单向阀SKS型液控双向锁KDF型液控单向阀1）ZC（6）A型组合操纵阀ZC（6）A型组合操纵阀由首片阀、中片阀和尾片阀组合而成，如图所示。首片阀上装有总进、回液管接头，尾片阀具有端板的作用，中片阀可根据动作的多少而增减。该支架一般采用4片中片阀（加上首片阀和尾片阀共6片阀）。当选用排头支架防倒防滑装置时，应采用5片中片阀。每片阀内装有2个结构完全相同的二位三通阀，均由1个手把操纵，构成闭锁动作。2个二位三通阀合在一起，相当于1个“Y”型机能的三位四通阀，控制1个液压缸的伸、缩两个动作。ZC（6）A型组合阀的动作过程如下：由泵站提供的高压液经首片阀上的进液管接头进入阀体内的高压腔（图中左边腔室）