课题一任务一

课题一液压支架结构任务1. 液压支架工作原理的认识知识点1、掌握液压支架的分类、型号2、熟悉液压支架的组成和工作原理3、了解液压支架的主要参数技能点：1、能正确分辨不同型号的液压支架（应用课件演示）2、会根据顶板条件合理确定支架类型任务导入：我们为什么要学习液压支架？因为液压支架是与大功率采煤机、大运量可弯曲刮板输送机配套组成回采工作面的综合机械设备之一。

它在回采与掘进工作面中，用来支护顶板和提供工作面设备与工人安全作业和空间，并随着工作面的推进，完成支撑、切顶、自移和推移刮板输送机工序，它既是支护设备，又是推移机具。

采用液压支架装备的工作面具有产量大、效率高、安全性好等优点。

为此，我们要学习液压支架的相关知识，为保证综采工作面的正常作业，作好支护和维修工作。

任务分析：图1-1-1为ZY2400/14/30掩护式液压支架；图1-1-2为ZFZ2000/15/23放顶煤液压支架的外形图。

尽管它们的类型不同，但其基本构成和原理还是一致的。

都是以高压液体作为动力，由金属构件和若干液压元件组成的。

本任务从了解液压支架的组成、各金属部件的结构特点、控制操纵元件和辅助件的作用入手，全面分析了液压支架的工作原理，详细讲述了主要参数和不同型号液压支架的应用场合。

从而使学生对液压支架有个基本了解，为正确操纵液压支架做好充分的理论准备。

图1-1-1 ZY2400/14/30掩护式液压支架图1-1-2 ZFZ2000/15/23放顶煤液压支架任务实施一、液压支架的组成：图1-1-3液压支架结构图，一般由承载结构件、执行元件、控制元件和辅助装置四大部分组成。

1-顶梁；2-掩护梁；3-连杆；4- 底座；5-侧护板；6-立柱；7-千斤顶8-推移装置；9-梁端支护装置；10-护帮装置图1-1-3液压支架结构图1．承载结构件（1）顶梁顶梁是直接与顶板相接触并承受顶板岩石载荷的部件，它也为立柱、掩护梁和挡矸装置等提供连接点。

顶梁除整体刚性结构形式外，一般由若干段组成。

按其顶板支护的作用和位置，可分为主梁、前探梁和尾梁。

（2）掩护梁掩护式和支撑护式支架均有一个掩护梁，掩护梁是阻挡采空区冒落矸石涌入工作面空间，并承受冒落矸石载荷以及顶梁水平推力的部件，其上部直接与顶梁铰接，下部直接或通过连杆机构与底座铰接。

（3）底座底座是直接和底板相接触、传递顶板压力到底板的支架部件。

底座除为立柱、掩护梁提供连接点外，还要安设推移千斤顶等部件。

（4）前、后连杆掩护式和支撑掩护式支架的特征结构部件。

前、后连杆与掩护梁、底座铰接形成支架四连杆机构，一般为双摇杆机构，既可承受顶板水平力，使立柱无需复位装置，又可以在支架升降时顶梁前端沿双纽线移动，使梁端与煤壁之间的端面距变化较小，从而提高了支架控制顶板的可靠性。

2．执行元件执行元件包括立柱和各种千斤顶（1）立柱支撑在底座和顶梁或掩护梁之间，调节支架高度并承载的液压缸。

立柱是支架的主要承载部件，支架的支撑力和支撑高度，主要取决于立柱的结构和性能，立柱由柱塞和油缸组成。

（2）千斤顶千斤顶有推移千斤顶、前梁千斤顶、调架千斤顶，还有平衡、复位、侧推和护帮千斤顶等，主要作用是推移输送机、移动支架，前梁伸缩、护帮和调整支架等。

3．控制操纵元件有两大类：压力控制阀和方向控制阀，压力控制阀有安全阀，方向控制阀有液控单向阀、操纵阀等。

（1）安全阀支架液压控制系统中限定液体压力的液压元件。

当立柱和千斤顶工作腔内的液体压力在外载作用下超过安全阀的调定压力时，安全阀开启，工作腔内的压力液通过安全阀溢流，达到卸压的目的。

卸载后，当工作腔内的压力低于调定压力时，安全阀自动关闭。

这样可使立柱和千斤顶保持恒定的工作阻力，避免立柱、千斤顶过载损坏。

（2）液控单向阀闭锁并控制释放立柱或千斤顶工作腔液体，使立柱或千斤顶获得额定工作阻力的液压元件。

（3）操纵阀支架液压系统中使液压缸换向，实现支架升降、推移等不同动作的换向（分配）阀。

（4）截止阀液压支架管路系统中截断供液的液压元件。

4．辅助装置辅助装置包括推移装置、挡矸装置、复位装置、护帮装置、防倒防滑装置等。

（1）推移装置用于推移支架和刮板输送机的装置。

（2）侧护装置布置在顶梁、掩护梁或连杆侧面，起档矸和防倒调架等作用的辅助装置。

（3）梁端支护装置割煤后梁端距扩大，用于及时支护顶板的装置，多用伸缩前梁实现。

（4）挡矸装置防止矸石从采空区涌入工作面的装置。

（5）复位装置保证支撑式支架立柱在垂直顶板的位置，使支架结构稳定且具有抵抗顶板水平分力的装置。

掩护式和支撑掩护式支架靠支架四连杆机构复位。

（6）护帮装置在支架前方顶住煤壁，防止煤壁片帮或在片帮时起到遮蔽作用的装置。

（7）防倒防滑装置防止支架倾倒和支架移动时下滑的装置的总称。

5．工作液体液压支架的工作液体是乳化液。

二、液压支架的工作原理如图1-1-4所示1-输送机；2-推移千斤顶；3-立柱；4-安全阀；5-液控单向阀；6-操纵阀图1-1-4液压支架的工作原理液压支架在工作过程中，不仅要能够可靠地支撑顶板，而且能够着回采工作面的推进，沿工作面走向向前移动。

这就要求液压支架必须具有升、降、推、移4个基本动作。

这些动作是利用泵站供给的高压液体，通过工作性质不同的几个液压缸来完成的。

1．支架的升降支架的升降是以高压液体为动力，依靠立柱的伸缩来实现的。

（1）初撑若操纵阀6处于升柱位置，由泵站输送来的高压液体，经液控单向阀5进入立柱的下腔，同时立柱上腔排液，于是活塞立柱和顶梁升起，支撑顶板。

当顶梁接触顶板，立柱下腔的压力达到泵站的工作压力后，把操纵阀置于中间位置，液控单向阀5关闭，从而立柱下腔的液体被封闭，这就是支架的初撑阶段。

（2）承载支架初撑后，进入承载阶段。

随着顶板缓慢下沉，顶板对支架的压力不断增加，但液体的压缩量极微，一般视为不可压缩。

因此立柱下腔被封闭的液体压力将随之迅速升高，液压支架受到弹性压缩，并由于立柱缸壁的弹性变形而使之产生弹性扩张。

（3）卸载当操纵阀6处于降架位置时，高压液体进入立柱的活塞上腔，同时，打开液控单向阀5，立柱活塞下腔排液，于是立柱或支架就卸载下降。

2．液压支架的推移推移动作包括推移支架和输送机。

虽然各种支架形式不同，支架与推溜方式各不一样，但都是通过液压千斤顶的推、拉来完成的。

图1-1-4为支架与输送机互为支点的推移方式，其移架与推溜共用一个千斤顶2，该千斤顶的两端分别与支架底座和输送机连接。

当支架卸载，并向移架千斤顶的活塞杆腔输入高压液体，而活塞腔回液时，就以输送机为支点，拉架前移；当支架支撑顶板，并向千斤顶的活塞腔进液，活塞杆腔排液时，就以支架为支点，把输送机推移到新的位置。

三、液压支架的分类1．按支架与围岩的相互作用关系分类如图1-1-5所示1-1-5液压支架的类型〈1〉支撑式如图1-1-5-a所示支撑式支架是利用立柱与顶梁直接支撑来控制工作面的顶板，其顶梁较长，立柱较多，立柱直立，靠支撑作用来维持一定的空间，而顶板岩石则在顶梁后部切断垮落。

这类支架的特点是：具有较大的支撑能力和良好的切顶性能，适用于支撑中硬以上的稳定顶板。

按其结构与动作方式不同，支撑式支架又可分为垛式和节式。

垛式支架，它是整体结构，能整体移动。

其特点是坚固耐用，支护性能好，适用于支撑坚硬顶板。

〈2〉掩护式如图1-1-5-b所示掩护式支架是利用立柱、顶梁与顶梁来支护顶板和防止岩石落进工作面。

立柱较少，一般呈倾斜布置，顶梁也较短，而掩护梁直接与冒落的岩石相接触，主要靠掩护作用来维持一定的空间。

这类支架的特点是：掩护性和稳定性较较好，调高范围大，对破碎顶板的适应性较强，但支撑能力较小，适用于支护松散破碎的不稳定顶板或中等稳定的顶板。

（3）支撑掩护式如图1-1-5-b支撑掩护式支架在结构和性能上综合了支撑式和掩护式的特点。

它以支撑为主，掩护为辅，靠支撑和掩护作用来维持一定的工作空间。

这类支架的支护力、防护性和稳定性都较好，适用于压力较大，易于冒落或中等稳定的顶板。

它对于缓斜、采高大的回采工作面具有一定的适应性。

2．按支架的移动方式分类液压支架按移动方式的不同可分为两大类，即整体自移式和迈步移动式液压支架。

（1）整体自移式液压支架这类支架一般均为整体结构，移架和推溜共用1个千斤顶。

该千斤顶与刮板输送机之间有直接或间接的连接关系，因而能以刮板输送机为支点实现拉架，以支架为支点实现推溜。

目前，多数液压支架采用此种移动方式。

（2）迈步移动式液压支架这类支架是由有一定连接关系的主、副架构成。

移架与推溜的千斤顶是各自独立的，移架千斤顶分别与主、副架相连，互为支点，交替迈步移动；而推移千斤顶一般只与支架相连，另一端则呈自由状态，推溜时以支架为支点。

3．按支架在工作面的位置分类液压支架按在工作面位置的不同可分为基本支架、排头支架和端头支架。

布置在工作面向，用来支护工作面顶板的支架称为基本支架。

用于支护工作面两端刮板输送机传动部处顶板的支架称为排头支架。

作为工作面的基准支架，两端各为3~5架，其架型与基本支架相同，但顶梁较长，有较完善的防倒防滑装置。

用于支护工作面端头处巷道顶板的支架称为端头支架。

由于端头处机械设备较多，顶板悬露面积大，同时又是人员的出入口，所以要求端头支架不仅要有较高的支撑能力，还要保证足够的空间；不仅要使支架自身能够沿弯曲的顺槽前移，还要考虑推移转载机。

因此，端头支架在结构上具有特殊性。

4．按支架的特种功能分类按支架的特种功能分类有放顶煤支架、铺网支架和充填支架等。

用于放顶煤采煤工艺的专用液压支架称为放顶煤支架，它可使支架上方被矿山压力或其他辅助措施所破碎的顶煤，通过放煤装置放入支架下方的刮板输送机中。

具有沿顶（底）板铺设垫网功能的液压支架称为铺网支架，支架有独立的铺联网作业空间，铺网作业与采煤工序互不干扰；专用的铺网装置能在支架前移过程中自动将网铺设于分层底板。

提供充填作业空间，用于充填法采煤工作面的液压支架称为充填支架。

5．按支架的控制方式分类液压支架按控制方式的不同可分为手动控制和自动控制两大类。

（1）手动控制方式有本架控制、单向邻架控制、双向邻架控制等。

这种控制方式支架推进速度慢。

不能保证支架额定初撑力，工人劳动强度高。

（2）自动控制方式有分组程序控制、先导式程序控制、遥控等。

这种控制方式支架推进速度提高3.3~5倍，提高支架初撑力，明显改善支架对顶板的支护效果，易于实现带压移架，降低工人劳动强度，改善劳动条件，可与采煤机和刮板输送机的自动控制系统配合联动，实现完全自动化综采工作面。

除上面五种主要分类方法外，液压支架还有按立柱的个数分类、按立柱在顶梁与底座之间布置方式分类、按顶梁结构不同分类、按底座结构不同分类和按用途不同分类等方法。

三、液压支架型号表示方法为了使液压支架的产品型号命名简明易懂，避免不同类型的液压支架型号出现重复现象，造成型号混乱，所以要对不同厂家生产的液压支架产品型号统一命名。