課題一任務(wù)一

1、課題一 液壓支架結(jié)構(gòu)任務(wù)1. 液壓支架工作原理的認識知識點 1、掌握液壓支架的分類、型號2、熟悉液壓支架的組成和工作原理3、了解液壓支架的主要參數(shù)技能點： 1、能正確分辨不同型號的液壓支架（應(yīng)用課件演示） 2、會根據(jù)頂板條件合理確定支架類型任務(wù)導(dǎo)入：我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)液壓支架？因為液壓支架是與大功率采煤機、大運量可彎曲刮板輸送機配套組成回采工作面的綜合機械設(shè)備之一。它在回采與掘進工作面中，用來支護頂板和提供工作面設(shè)備與工人安全作業(yè)和空間，并隨著工作面的推進，完成支撐、切頂、自移和推移刮板輸送機工序，它既是支護設(shè)備，又是推移機具。采用液壓支架裝備的工作面具有產(chǎn)量大、效率高、安全性好等優(yōu)點。為此，我

2、們要學(xué)習(xí)液壓支架的相關(guān)知識，為保證綜采工作面的正常作業(yè)，作好支護和維修工作。任務(wù)分析： 圖1-1-1為ZY2400/14/30掩護式液壓支架；圖1-1-2為ZFZ2000/15/23放頂煤液壓支架的外形圖。盡管它們的類型不同，但其基本構(gòu)成和原理還是一致的。都是以高壓液體作為動力，由金屬構(gòu)件和若干液壓元件組成的。本任務(wù)從了解液壓支架的組成、各金屬部件的結(jié)構(gòu)特點、控制操縱元件和輔助件的作用入手，全面分析了液壓支架的工作原理，詳細講述了主要參數(shù)和不同型號液壓支架的應(yīng)用場合。從而使學(xué)生對液壓支架有個基本了解，為正確操縱液壓支架做好充分的理論準(zhǔn)備。 圖1-1-1 ZY2400/14/30掩護式液壓支架

3、圖1-1-2 ZFZ2000/15/23放頂煤液壓支架任務(wù)實施一、 液壓支架的組成：圖1-1-3液壓支架結(jié)構(gòu)圖，一般由承載結(jié)構(gòu)件、執(zhí)行元件、控制元件和輔助裝置四大部分組成。 1-頂梁；2-掩護梁；3-連桿；4- 底座； 5-側(cè)護板；6-立柱；7-千斤頂8-推移裝置；9-梁端支護裝置；10-護幫裝置圖1-1-3液壓支架結(jié)構(gòu)圖1承載結(jié)構(gòu)件（1）頂梁 頂梁是直接與頂板相接觸并承受頂板巖石載荷的部件，它也為立柱、掩護梁和擋矸裝置等提供連接點。頂梁除整體剛性結(jié)構(gòu)形式外，一般由若干段組成。按其頂板支護的作用和位置，可分為主梁、前探梁和尾梁。（2）掩護梁 掩護式和支撐護式支架均有一個掩護梁，掩護梁是阻擋采空

4、區(qū)冒落矸石涌入工作面空間，并承受冒落矸石載荷以及頂梁水平推力的部件，其上部直接與頂梁鉸接，下部直接或通過連桿機構(gòu)與底座鉸接。（3）底座 底座是直接和底板相接觸、傳遞頂板壓力到底板的支架部件。底座除為立柱、掩護梁提供連接點外，還要安設(shè)推移千斤頂?shù)炔考?。?）前、后連桿 掩護式和支撐掩護式支架的特征結(jié)構(gòu)部件。前、后連桿與掩護梁、底座鉸接形成支架四連桿機構(gòu)，一般為雙搖桿機構(gòu)，既可承受頂板水平力，使立柱無需復(fù)位裝置，又可以在支架升降時頂梁前端沿雙紐線移動，使梁端與煤壁之間的端面距變化較小，從而提高了支架控制頂板的可靠性。2執(zhí)行元件 執(zhí)行元件包括立柱和各種千斤頂（1）立柱 支撐在底座和頂梁或掩護梁之間，

5、調(diào)節(jié)支架高度并承載的液壓缸。立柱是支架的主要承載部件，支架的支撐力和支撐高度，主要取決于立柱的結(jié)構(gòu)和性能，立柱由柱塞和油缸組成。（2）千斤頂 千斤頂有推移千斤頂、前梁千斤頂、調(diào)架千斤頂，還有平衡、復(fù)位、側(cè)推和護幫千斤頂?shù)?，主要作用是推移輸送機、移動支架，前梁伸縮、護幫和調(diào)整支架等。3控制操縱元件 有兩大類：壓力控制閥和方向控制閥，壓力控制閥有安全閥，方向控制閥有液控單向閥、操縱閥等。（1）安全閥 支架液壓控制系統(tǒng)中限定液體壓力的液壓元件。當(dāng)立柱和千斤頂工作腔內(nèi)的液體壓力在外載作用下超過安全閥的調(diào)定壓力時，安全閥開啟，工作腔內(nèi)的壓力液通過安全閥溢流，達到卸壓的目的。卸載后，當(dāng)工作腔內(nèi)的壓力低于調(diào)

6、定壓力時，安全閥自動關(guān)閉。這樣可使立柱和千斤頂保持恒定的工作阻力，避免立柱、千斤頂過載損壞。（2）液控單向閥 閉鎖并控制釋放立柱或千斤頂工作腔液體，使立柱或千斤頂獲得額定工作阻力的液壓元件。（3）操縱閥 支架液壓系統(tǒng)中使液壓缸換向，實現(xiàn)支架升降、推移等不同動作的換向（分配）閥。（4）截止閥 液壓支架管路系統(tǒng)中截斷供液的液壓元件。4輔助裝置 輔助裝置包括推移裝置、擋矸裝置、復(fù)位裝置、護幫裝置、防倒防滑裝置等。（1）推移裝置 用于推移支架和刮板輸送機的裝置。（2）側(cè)護裝置 布置在頂梁、掩護梁或連桿側(cè)面，起檔矸和防倒調(diào)架等作用的輔助裝置。（3）梁端支護裝置 割煤后梁端距擴大，用于及時支護頂板的裝置，

7、多用伸縮前梁實現(xiàn)。（4）擋矸裝置 防止矸石從采空區(qū)涌入工作面的裝置。（5）復(fù)位裝置 保證支撐式支架立柱在垂直頂板的位置，使支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且具有抵抗頂板水平分力的裝置。掩護式和支撐掩護式支架靠支架四連桿機構(gòu)復(fù)位。（6）護幫裝置 在支架前方頂住煤壁，防止煤壁片幫或在片幫時起到遮蔽作用的裝置。（7）防倒防滑裝置 防止支架傾倒和支架移動時下滑的裝置的總稱。5工作液體 液壓支架的工作液體是乳化液。二、液壓支架的工作原理 如圖1-1-4所示 1-輸送機；2-推移千斤頂；3-立柱；4-安全閥；5-液控單向閥；6-操縱閥 圖1-1-4液壓支架的工作原理液壓支架在工作過程中，不僅要能夠可靠地支撐頂板，而且能夠著回

8、采工作面的推進，沿工作面走向向前移動。這就要求液壓支架必須具有升、降、推、移4個基本動作。這些動作是利用泵站供給的高壓液體，通過工作性質(zhì)不同的幾個液壓缸來完成的。1支架的升降支架的升降是以高壓液體為動力，依靠立柱的伸縮來實現(xiàn)的。（1）初撐 若操縱閥6處于升柱位置，由泵站輸送來的高壓液體，經(jīng)液控單向閥5進入立柱的下腔，同時立柱上腔排液，于是活塞立柱和頂梁升起，支撐頂板。當(dāng)頂梁接觸頂板，立柱下腔的壓力達到泵站的工作壓力后，把操縱閥置于中間位置，液控單向閥5關(guān)閉，從而立柱下腔的液體被封閉，這就是支架的初撐階段。（2）承載 支架初撐后，進入承載階段。隨著頂板緩慢下沉，頂板對支架的壓力不斷增加，但液體的

9、壓縮量極微，一般視為不可壓縮。因此立柱下腔被封閉的液體壓力將隨之迅速升高，液壓支架受到彈性壓縮，并由于立柱缸壁的彈性變形而使之產(chǎn)生彈性擴張。（3）卸載 當(dāng)操縱閥6處于降架位置時，高壓液體進入立柱的活塞上腔，同時，打開液控單向閥5，立柱活塞下腔排液，于是立柱或支架就卸載下降。2液壓支架的推移推移動作包括推移支架和輸送機。雖然各種支架形式不同，支架與推溜方式各不一樣，但都是通過液壓千斤頂?shù)耐?、拉來完成的。圖1-1-4為支架與輸送機互為支點的推移方式，其移架與推溜共用一個千斤頂2，該千斤頂?shù)膬啥朔謩e與支架底座和輸送機連接。當(dāng)支架卸載，并向移架千斤頂?shù)幕钊麠U腔輸入高壓液體，而活塞腔回液時，就以輸送機為

10、支點，拉架前移；當(dāng)支架支撐頂板，并向千斤頂?shù)幕钊贿M液，活塞桿腔排液時，就以支架為支點，把輸送機推移到新的位置。三、液壓支架的分類1按支架與圍巖的相互作用關(guān)系分類 如圖1-1-5所示1-1-5液壓支架的類型1支撐式 如圖1-1-5-a所示支撐式支架是利用立柱與頂梁直接支撐來控制工作面的頂板，其頂梁較長，立柱較多，立柱直立，靠支撐作用來維持一定的空間，而頂板巖石則在頂梁后部切斷垮落。這類支架的特點是：具有較大的支撐能力和良好的切頂性能，適用于支撐中硬以上的穩(wěn)定頂板。按其結(jié)構(gòu)與動作方式不同，支撐式支架又可分為垛式和節(jié)式。垛式支架， 它是整體結(jié)構(gòu)，能整體移動。其特點是堅固耐用，支護性能好，適用于支撐

11、堅硬頂板。2掩護式 如圖1-1-5-b所示 掩護式支架是利用立柱、頂梁與頂梁來支護頂板和防止巖石落進工作面。立柱較少，一般呈傾斜布置，頂梁也較短，而掩護梁直接與冒落的巖石相接觸，主要靠掩護作用來維持一定的空間。這類支架的特點是：掩護性和穩(wěn)定性較較好，調(diào)高范圍大，對破碎頂板的適應(yīng)性較強，但支撐能力較小，適用于支護松散破碎的不穩(wěn)定頂板或中等穩(wěn)定的頂板。（3）支撐掩護式 如圖1-1-5-b支撐掩護式支架在結(jié)構(gòu)和性能上綜合了支撐式和掩護式的特點。它以支撐為主，掩護為輔，靠支撐和掩護作用來維持一定的工作空間。這類支架的支護力、防護性和穩(wěn)定性都較好，適用于壓力較大，易于冒落或中等穩(wěn)定的頂板。它對于緩斜、采

12、高大的回采工作面具有一定的適應(yīng)性。2按支架的移動方式分類液壓支架按移動方式的不同可分為兩大類，即整體自移式和邁步移動式液壓支架。（1）整體自移式液壓支架這類支架一般均為整體結(jié)構(gòu)，移架和推溜共用1個千斤 頂。該千斤頂與刮板輸送機之間有直接或間接的連接關(guān)系，因而能以刮板輸送機為支點實現(xiàn)拉架，以支架為支點實現(xiàn)推溜。 目前，多數(shù)液壓支架采用此種移動方式。（2）邁步移動式液壓支架這類支架是由有一定連接關(guān)系的主、副架構(gòu)成。移架與推溜的千斤頂是各自獨立的，移架千斤頂分別與主、副架相連，互為支點，交替邁步移動；而推移千斤頂一般只與支架相連，另一端則呈自由狀態(tài)，推溜時以支架為支點。3按支架在工作面的位置分類液壓

13、支架按在工作面位置的不同可分為基本支架、排頭支架和端頭支架。布置在工作面向，用來支護工作面頂板的支架稱為基本支架。用于支護工作面兩端刮板輸送機傳動部處頂板的支架稱為排頭支架。作為工作面的基準(zhǔn)支架，兩端各為35架，其架型與基本支架相同，但頂梁較長，有較完善的防倒防滑裝置。用于支護工作面端頭處巷道頂板的支架稱為端頭支架。由于端頭處機械設(shè)備較多，頂板懸露面積大，同時又是人員的出入口，所以要求端頭支架不僅要有較高的支撐能力，還要保證足夠的空間；不僅要使支架自身能夠沿彎曲的順槽前移，還要考慮推移轉(zhuǎn)載機。因此，端頭支架在結(jié)構(gòu)上具有特殊性。4按支架的特種功能分類按支架的特種功能分類有放頂煤支架、鋪網(wǎng)支架和充

14、填支架等。用于放頂煤采煤工藝的專用液壓支架稱為放頂煤支架，它可使支架上方被礦山壓力或其他輔助措施所破碎的頂煤，通過放煤裝置放入支架下方的刮板輸送機中。具有沿頂（底）板鋪設(shè)墊網(wǎng)功能的液壓支架稱為鋪網(wǎng)支架，支架有獨立的鋪聯(lián)網(wǎng)作業(yè)空間，鋪網(wǎng)作業(yè)與采煤工序互不干擾；專用的鋪網(wǎng)裝置能在支架前移過程中自動將網(wǎng)鋪設(shè)于分層底板。提供充填作業(yè)空間，用于充填法采煤工作面的液壓支架稱為充填支架。5按支架的控制方式分類液壓支架按控制方式的不同可分為手動控制和自動控制兩大類。（1）手動控制方式有本架控制、單向鄰架控制、雙向鄰架控制等。這種控制方式支架推進速度慢。不能保證支架額定初撐力，工人勞動強度高。（2）自動控制方式

15、有分組程序控制、先導(dǎo)式程序控制、遙控等。這種控制方式支架推進速度提高3.35倍，提高支架初撐力，明顯改善支架對頂板的支護效果，易于實現(xiàn)帶壓移架，降低工人勞動強度，改善勞動條件，可與采煤機和刮板輸送機的自動控制系統(tǒng)配合聯(lián)動，實現(xiàn)完全自動化綜采工作面。除上面五種主要分類方法外，液壓支架還有按立柱的個數(shù)分類、按立柱在頂梁與底座之間布置方式分類、按頂梁結(jié)構(gòu)不同分類、按底座結(jié)構(gòu)不同分類和按用途不同分類等方法。三、液壓支架型號表示方法為了使液壓支架的產(chǎn)品型號命名簡明易懂，避免不同類型的液壓支架型號出現(xiàn)重復(fù)現(xiàn)象，造成型號混亂，所以要對不同廠家生產(chǎn)的液壓支架產(chǎn)品型號統(tǒng)一命名。全部型號命名分三部分：第一部分為產(chǎn)

16、品類型及特征代號，用大寫漢語拼音字母表示；第二部分為液壓支架主要參數(shù)代號，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示；第三部分為液壓支架補充特征及修改序號代號，用阿拉伯?dāng)?shù)字與漢語拼音字母表示。1液壓支架產(chǎn)品型號說明（1）液壓支架產(chǎn)品型號中的“產(chǎn)品類型代號”表示產(chǎn)品的類別，統(tǒng)一用漢語拼音字母“Z”表示。（2）液壓支架型號中的“第一特征代號”表示產(chǎn)品的支護功能、主要用途，用漢語拼音字母表示，“D”表示垛式；“J”表示節(jié)式；“Z”表示支撐掩護式；“Y”表示掩護式；“F”表示放頂煤；“C”表示充填等。（3）液壓支架型號中的“第二特征代號”表示產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征、使用場所等，用漢語拼音字母表示，“H”表示滑移頂梁；“X”表示立柱“X

17、”形布置；“P”表示鋪網(wǎng)；“Y”表示后立柱支在掩護梁上；“S”表示雙輸送機或水砂充填；“D”表示單輸送機；“F”表示風(fēng)力充填等等。（4）液壓支架型號上“主參數(shù)代號”依次表示液壓支架工作阻力、液壓支架最小高度和最大高度2個參數(shù)，均用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，參數(shù)與參數(shù)之間有“/”符號隔開，工作阻力單位為kN，高度單位為dm，高度值出現(xiàn)小數(shù)時，最大高度舍去小數(shù)，最小高度四舍五入。（5）液壓支架型號中的“補充特征代號”是“第二特征代號”的補充，如果前述代號仍難表示全面時，可用“補充特征代號”補充表示?！把a充特征代號”用漢語拼音字母表示，例如“L”表示機械聯(lián)網(wǎng)；“C”表示插腿式或插板式等。（6）液壓支架型號中“

18、修改序號”是在產(chǎn)品型式或結(jié)構(gòu)等有重大改進時作為識別用，以帶括號的漢語拼音字母依次表示，如第一次改型用（A）表示，第二次改型用（B）。（7）液壓支架型號中所用的漢語拼音字母一律采用大寫字母，其中不得用“I”和“O”兩個字母，以免與阿拉伯?dāng)?shù)字中“1”和“0”混淆。（8）液壓支架型號中漢語拼音字母、阿拉伯?dāng)?shù)字的字體在大小相仿，不得采用角標(biāo)。（9）液壓支架型號中的不允許以地區(qū)或單位名稱作為“特征代號”來區(qū)別不同的產(chǎn)品。2液壓支架型號示例例 ZFS4000/16/28C型放頂煤液壓支架液壓支架最大高度28dm插板式液壓支架最小高度16dm液壓支架工作阻力4000kN雙輸送機放頂煤液壓支架Z F S 4000 / 16 / 28 C四、液壓支架的基本參數(shù) 液壓支架的基本參數(shù)包括初撐力、工作阻力、支護強度 、推溜力和移架力，以及支架高度等。 1、初撐力 初撐力是液壓支架在初撐增阻階段末了時對頂板的支撐力。它的大小取決于泵站的額定壓力，立柱的數(shù)目和立柱缸體的內(nèi)徑。液壓支架的初撐力可以減緩頂板的下沉，避免頂板過早