液壓支架基礎(chǔ)知識培訓(xùn)1

液壓支架

液壓支架

基礎(chǔ)知識培訓(xùn)第一節(jié)液壓支架的作用第二節(jié)液壓支架的工作原理第三節(jié)液壓支架的組成及功能第四節(jié)

液壓支架相關(guān)力及參數(shù)計算

第一節(jié)液壓支架的作用液壓支架是一種采煤工作面支護(hù)設(shè)備，在煤礦開采過程中，回采工作過面應(yīng)防止頂板冒落并維持一定的工作空間，以保證作業(yè)工人的安全和各項工作的順利進(jìn)行，液壓支架的發(fā)明和應(yīng)用就滿足了這一特殊要求。液壓支架是以高壓液體為動力，由液壓元件（液壓缸和液壓閥）與金屬結(jié)構(gòu)件組成的一種用來支撐和管理頂板的設(shè)備。它不僅能實現(xiàn)支撐、切頂，而且還能使支架本身前移和推動輸送機(jī)。液壓支架配合可彎曲刮板輸送機(jī)和采煤機(jī)共同組成綜合機(jī)械化采煤工作面。綜采工作面布置簡圖綜合機(jī)械化采煤：簡稱“綜采”。在長壁工作面用機(jī)械方式破煤和裝煤、輸送機(jī)運煤和液壓支架支護(hù)頂板的采煤工藝。工作面布置簡圖如下：第二節(jié)液壓支架工作原理

液壓支架工作原理：

利用乳化液泵站提供的高壓乳化液，通過液壓控制系統(tǒng)不同功能的液壓缸來實現(xiàn)動作。每架支架的進(jìn)、回液管路都與連接泵站的工作面主供液管路和主回液管路并聯(lián)，全工作面的支架共用泵站作為液壓動力源。每架支架形成各自獨立的液壓系統(tǒng)。

(一)支架升降1.初撐

操縱閥8處于升柱位置，高壓液體經(jīng)液控單向閥6進(jìn)入立柱下腔，立柱上腔排液，活柱和頂梁升起支撐頂板。頂梁接觸頂板，立柱下腔壓力達(dá)到泵站工作壓力，操縱閥置于中位，液控單向閥關(guān)閉，立柱下腔液體被封閉——支架的初撐階段→支架對頂板產(chǎn)生的支撐力稱為初撐力。2.承載

支架初撐后，進(jìn)入承載階段。頂板緩慢下沉，頂板對支架的壓力增加，立柱下腔壓力升高——支架增阻過程。下腔壓力超過安全閥5開啟壓力→高壓液體經(jīng)安全閥泄出，立柱下縮立柱下腔液體壓力小于安全閥動作壓力→安全閥關(guān)閉，立柱工作阻力保持恒定——恒阻過程。支架對頂板的支撐力稱為工作阻力，由支架安全閥的調(diào)定壓力決定。3.卸載操縱閥8處于降架位置，高壓液體進(jìn)入立柱上腔，打開液控單向閥6，立柱下腔排液→立柱(支架)卸載下降。

(二)支架移動和推移輸送機(jī)

支架和輸送機(jī)的前移由底座上的推移千斤頂4完成。移架：降柱卸載→操縱閥使高壓液體進(jìn)入推移千斤頂活塞桿腔，活塞腔回液，以輸送機(jī)為支點，缸體前移，把支架拉向煤壁。推移輸送機(jī)：支架支撐頂板，高壓液體進(jìn)入推移千斤頂活塞腔，活塞桿腔回液，以支架為支點，活塞桿伸出，把輸送機(jī)推向煤壁。第三節(jié)掩護(hù)式液壓支架的組成及結(jié)構(gòu)形式一、二級護(hù)幫板伸縮梁頂梁立柱底座前連桿后連桿掩護(hù)梁平衡千斤頂1、護(hù)幫裝置：通常情況下，當(dāng)采高大于2.5米時，支架都應(yīng)配護(hù)幫裝置。護(hù)幫裝置設(shè)在頂梁前端或伸縮梁前部，使用時將護(hù)幫板推出，支托在煤壁上，起到護(hù)幫作用，防止片幫現(xiàn)象發(fā)生。各主要部件作用：2、頂梁：頂梁是支架的主要承載部件之一，支架通過頂梁實現(xiàn)支撐和管理頂板。為了適應(yīng)頂板要求，支架頂梁通常有以下幾種（1）、整體剛性頂梁。這種頂梁結(jié)構(gòu)簡單，對頂板不平行的適應(yīng)能力較差，接頂不夠理想。多用于頂板比較平整、穩(wěn)定，很少實現(xiàn)片幫的采煤工作面。（2）、鉸接分體頂梁。這種頂梁分為前梁和后梁兩部分，前梁在前梁千斤頂作用下可繞鉸接軸上下擺動20°左右，這種頂梁接頂性好，也加大了靠近煤壁頂板的支撐能力。3、底座：底座是支架的又一主要承載部件，支架通過底座將頂板壓力傳至地板。底座是組成四連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)件之一。支架還通過底座與推移機(jī)構(gòu)相連，以實現(xiàn)自身的前移和推動輸送機(jī)。按其結(jié)構(gòu)形式可分為：整體式、分體式、左右分體式、前后分體式。神東公司用支架底座結(jié)構(gòu)形式主要為整體剛性底座，這種底座用鋼板焊接成箱型結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)度、穩(wěn)定性好、對地板比壓小的特點。4、掩護(hù)梁：掩護(hù)梁主要功能是隔離采空區(qū)、防止采空區(qū)冒落矸石涌入工作面，并承受開孔去冒落矸石的載荷和基本頂來壓時的沖擊載荷。掩護(hù)梁與前后連桿、底座共同組成四連桿機(jī)構(gòu)，承受支架的水平分力。5、連桿：連桿與掩護(hù)梁、底座組成四連桿機(jī)構(gòu)，既可以承受支架的水平力，又可以使頂梁和掩護(hù)梁的鉸接點在支架調(diào)高范圍內(nèi)做近似直線運動，使支架的梁端距基本保持不變，從而提高支架控制頂板的可靠性。第四節(jié)

液壓支架相關(guān)力及參數(shù)計算1、液壓支架高度的確定：2、工作阻力計算（1）、巖重法是以支架承受的頂板載荷與開采厚度近似成直線關(guān)系增長的觀點來確定支架的載荷，單位面積上支架承受載荷相當(dāng)于6～8倍采高巖石重量。P—支護(hù)強(qiáng)度，KN/m2N—支架載荷相當(dāng)采高巖重的倍數(shù)，取N＝6～8h—煤層的采高，m取4.2mγ—頂板巖石的密度，2.6×103kg/m3考慮支護(hù)效率K=0.9（一般K處于0.85~0.95之間）工作阻力

式中

PH－支架工作阻力（kN）；Lk－梁端距

；LD－頂梁長度；B－支架寬度（中心距）。(2)、巖石容重法確定支護(hù)強(qiáng)度支護(hù)強(qiáng)度的確定是以支撐支架上方冒落帶重量并考慮頂板來壓時的動載系數(shù)計算所得；q=式中：q—支架支護(hù)強(qiáng)度kＮ/ｍ２；Kd—動載系數(shù)1.1～1.5，取1.4；hm—采高，取2.6m；—頂板巖石容重，27kN/m３；Ｋｐ—巖體碎脹系數(shù)，1.25～1.5，取1.25；3、通過工作阻力及配套圖計算支護(hù)強(qiáng)度與地板比壓：q—支護(hù)強(qiáng)度，kN/m2;PH—支架工作阻力，KN;SK—支架的控頂面積，m2；其中：SK=B*（Lk+LD

）B－支架寬度（中心距）;Lk－梁端距

；LD－頂梁長度；Q—地板比壓，kN/m2;SD—支架底座與地面的接觸面積，m2；4、立柱及千斤頂力的計算：PN=P*S液1）、公式中計算立柱升（或千斤頂伸）力PN：P—系統(tǒng)中供液壓力，MPa，通常為泵站壓力31.5MPa；S液—缸徑面積（S=1/4πD２）2）、公式中計算立柱（或千斤頂）工作阻力PN：P—安全閥開啟壓力，MPa；S液—