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(rèn)識(shí)知識(shí)點(diǎn) 1、掌握液壓支架的分類、型號(hào)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(diǎn)： 1、能正確分辨不同型號(hào)的液壓支架（應(yīng)用課件演示） 2、會(huì)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?yàn)橐簤褐Ъ苁桥c大功率采煤機(jī)、大運(yùn)量可彎曲刮板輸送機(jī)配套組成回采工作面的綜合機(jī)械設(shè)備之一。它在回采與掘進(jìn)工作面中，用來支護(hù)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(jìn)，完成支撐、切頂、自移和推移刮板輸送機(jī)工序，它既是支護(hù)設(shè)備，又是推移機(jī)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(diǎn)。為此，我

2、們要學(xué)習(xí)液壓支架的相關(guān)知識(shí)，為保證綜采工作面的正常作業(yè)，作好支護(hù)和維修工作。任務(wù)分析： 圖1-1-1為ZY2400/14/30掩護(hù)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(dòng)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(diǎn)、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(xì)講述了主要參數(shù)和不同型號(hào)液壓支架的應(yīng)用場(chǎng)合。從而使學(xué)生對(duì)液壓支架有個(gè)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(hù)式液壓支架

3、圖1-1-2 ZFZ2000/15/23放頂煤液壓支架任務(wù)實(shí)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(hù)梁；3-連桿；4- 底座； 5-側(cè)護(hù)板；6-立柱；7-千斤頂8-推移裝置；9-梁端支護(hù)裝置；10-護(hù)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(hù)梁和擋矸裝置等提供連接點(diǎn)。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(hù)的作用和位置，可分為主梁、前探梁和尾梁。（2）掩護(hù)梁 掩護(hù)式和支撐護(hù)式支架均有一個(gè)掩護(hù)梁，掩護(hù)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(jī)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(hù)梁提供連接點(diǎn)外，還要安設(shè)推移千斤頂?shù)炔考?。?）前、后連桿 掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架的特征結(jié)構(gòu)部件。前、后連桿與掩護(hù)梁、底座鉸接形成支架四連桿機(jī)構(gòu)，一般為雙搖桿機(jī)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(shí)頂梁前端沿雙紐線移動(dòng)，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(hù)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(hù)幫千斤頂?shù)?，主要作用是推移輸送機(jī)、移動(dòng)支架，前梁伸縮、護(hù)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(shí)，安全閥開啟，工作腔內(nèi)的壓力液通過安全閥溢流，達(dá)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(shí)，安全閥自動(dòng)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(shí)現(xiàn)支架升降、推移等不同動(dòng)作的換向（分配）閥。（4）截止閥 液壓支架管路系統(tǒng)中截?cái)喙┮旱囊簤涸?輔助裝置 輔助裝置包括推移裝置、擋矸裝置、復(fù)位裝置、護(hù)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(jī)的裝置。（2）側(cè)護(hù)裝置 布置在頂梁、掩護(hù)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(hù)裝置 割煤后梁端距擴(kuò)大，用于及時(shí)支護(hù)頂板的裝置，

7、多用伸縮前梁實(shí)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(hù)式和支撐掩護(hù)式支架靠支架四連桿機(jī)構(gòu)復(fù)位。（6）護(hù)幫裝置 在支架前方頂住煤壁，防止煤壁片幫或在片幫時(shí)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(dòng)時(shí)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(jī)；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(jìn)，沿工作面走向向前移動(dòng)。這就要求液壓支架必須具有升、降、推、移4個(gè)基本動(dòng)作。這些動(dòng)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(gè)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(dòng)力，依靠立柱的伸縮來實(shí)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(jìn)入立柱的下腔，同時(shí)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(dá)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(jìn)入承載階段。隨著頂板緩慢下沉，頂板對(duì)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(kuò)張。（3）卸載 當(dāng)操縱閥6處于降架位置時(shí)，高壓液體進(jìn)入立柱的活塞上腔，同時(shí)，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(dòng)作包括推移支架和輸送機(jī)。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(jī)互為支點(diǎn)的推移方式，其移架與推溜共用一個(gè)千斤頂2，該千斤頂?shù)膬啥朔謩e與支架底座和輸送機(jī)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(shí)，就以輸送機(jī)為

10、支點(diǎn)，拉架前移；當(dāng)支架支撐頂板，并向千斤頂?shù)幕钊贿M(jìn)液，活塞桿腔排液時(shí)，就以支架為支點(diǎn)，把輸送機(jī)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(zhǎng)，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(diǎn)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(dòng)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(dòng)。其特點(diǎn)是堅(jiān)固耐用，支護(hù)性能好，適用于支撐

11、堅(jiān)硬頂板。2掩護(hù)式 如圖1-1-5-b所示 掩護(hù)式支架是利用立柱、頂梁與頂梁來支護(hù)頂板和防止巖石落進(jìn)工作面。立柱較少，一般呈傾斜布置，頂梁也較短，而掩護(hù)梁直接與冒落的巖石相接觸，主要靠掩護(hù)作用來維持一定的空間。這類支架的特點(diǎn)是：掩護(hù)性和穩(wěn)定性較較好，調(diào)高范圍大，對(duì)破碎頂板的適應(yīng)性較強(qiáng)，但支撐能力較小，適用于支護(hù)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(hù)式 如圖1-1-5-b支撐掩護(hù)式支架在結(jié)構(gòu)和性能上綜合了支撐式和掩護(hù)式的特點(diǎn)。它以支撐為主，掩護(hù)為輔，靠支撐和掩護(hù)作用來維持一定的工作空間。這類支架的支護(hù)力、防護(hù)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(duì)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(dòng)方式分類液壓支架按移動(dòng)方式的不同可分為兩大類，即整體自移式和邁步移動(dòng)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(gè)千斤 頂。該千斤頂與刮板輸送機(jī)之間有直接或間接的連接關(guān)系，因而能以刮板輸送機(jī)為支點(diǎn)實(shí)現(xiàn)拉架，以支架為支點(diǎn)實(shí)現(xiàn)推溜。 目前，多數(shù)液壓支架采用此種移動(dòng)方式。（2）邁步移動(dòng)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(dú)立的，移架千斤頂分別與主、副架相連，互為支點(diǎn)，交替邁步移動(dòng)；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(shí)以支架為支點(diǎn)。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(hù)工作面頂板的支架稱為基本支架。用于支護(hù)工作面兩端刮板輸送機(jī)傳動(dòng)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(zhǎng)，有較完善的防倒防滑裝置。用于支護(hù)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(jī)械設(shè)備較多，頂板懸露面積大，同時(shí)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(jī)。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(jī)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(dú)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(dòng)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(dòng)控制和自動(dòng)控制兩大類。（1）手動(dòng)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(jìn)速度慢。不能保證支架額定初撐力，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高。（2）自動(dòng)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(jìn)速度提高3.35倍，提高支架初撐力，明顯改善支架對(duì)頂板的支護(hù)效果，易于實(shí)現(xiàn)帶壓移架，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，可與采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)配合聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)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(gè)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(hào)表示方法為了使液壓支架的產(chǎn)品型號(hào)命名簡(jiǎn)明易懂，避免不同類型的液壓支架型號(hào)出現(xiàn)重復(fù)現(xiàn)象，造成型號(hào)混亂，所以要對(duì)不同廠家生產(chǎn)的液壓支架產(chǎn)品型號(hào)統(tǒng)一命名。全部型號(hào)命名分三部分：第一部分為產(chǎn)

16、品類型及特征代號(hào)，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(hào)，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示；第三部分為液壓支架補(bǔ)充特征及修改序號(hào)代號(hào)，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(hào)說明（1）液壓支架產(chǎn)品型號(hào)中的“產(chǎn)品類型代號(hào)”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(hào)中的“第一特征代號(hào)”表示產(chǎn)品的支護(hù)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(hù)式；“Y”表示掩護(hù)式；“F”表示放頂煤；“C”表示充填等。（3）液壓支架型號(hào)中的“第二特征代號(hào)”表示產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征、使用場(chǎng)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(hù)梁上；“S”表示雙輸送機(jī)或水砂充填；“D”表示單輸送機(jī)；“F”表示風(fēng)力充填等等。（4）液壓支架型號(hào)上“主參數(shù)代號(hào)”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(gè)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(hào)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(shí)，最大高度舍去小數(shù)，最小高度四舍五入。（5）液壓支架型號(hào)中的“補(bǔ)充特征代號(hào)”是“第二特征代號(hào)”的補(bǔ)充，如果前述代號(hào)仍難表示全面時(shí)，可用“補(bǔ)充特征代號(hào)”補(bǔ)充表示。“補(bǔ)充特征代號(hào)”用漢語拼音字母表示，例如“L”表示機(jī)械聯(lián)網(wǎng)；“C”表示插腿式或插板式等。（6）液壓支架型號(hào)中“

18、修改序號(hào)”是在產(chǎn)品型式或結(jié)構(gòu)等有重大改進(jìn)時(shí)作為識(shí)別用，以帶括號(hào)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(hào)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(gè)字母，以免與阿拉伯?dāng)?shù)字中“1”和“0”混淆。（8）液壓支架型號(hào)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(hào)中的不允許以地區(qū)或單位名稱作為“特征代號(hào)”來區(qū)別不同的產(chǎn)品。2液壓支架型號(hào)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(jī)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(hù)強(qiáng)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(shí)對(duì)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