液压支架的工作原理及组成 PPT

合集下载

液压支架学习ppt课件

液压支架学习
浅谈液压支架
汇报提纲
1
概述
2
液压支架工作原理以及分类
3
液压支架实际操作
1
概述
一、概述
液压支架是综合机械化工作面的主体设备。它是在摩擦支柱和单体液压支柱等基础上发展起来的。它与滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机合称综采三机。
一、概述
液压支架能可靠而有效的支撑和控制工作面顶板，隔离采空区，防止矸石窜入工作面，保持安全的地下作业空间，并实现回采工作面及其相关设备的机械化推移，从而满足了工作面高产、高效和安全生产的要求。液压支架的总重量和初期投资费用占工作面整套综采设备的60%~~70%左右，因此液压支架成了现代采煤技术中的关键设备之一，也是煤矿生产现代化的重要标志。
二、液压支架工作原理以及分类
液压支架工作原理
液压支架在工作过程中，不仅要可靠的支撑顶板，维护一定的安全工作空间，而且要随工作面的推进，进行移架和推移输送机。因此，支架要实现升、降、推、移四个基本动作，这些动作是利用泵站供给的高压液体，通过工作面性质不同的几个液压缸来完成的。
二、液压支架工作原理以及分类
一、概述
一、概述
以高压液体为动力，由若干液压元件与一些金属结构件按一定连接方式组合而成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备。
液压支架定义
承载结构件
执行元件
液压支架的组成
控制和操纵元件
辅助装置
传动介质
一、概述
承载结构件
承载结构件有顶梁、掩护梁和底座等。顶梁是直接与顶板相接触，并承受顶板岩石载荷的支架部件；掩护梁是阻挡采空区冒落矸石不涌入工作面空间，并承受冒落矸石的载荷，以承受顶板水平推力的部件；底座是直接与底板相接触，传递顶板压力到底板并承受顶板压力的支架部件。

液压支架工作原理

液压支架工作原理
液压支架是一种利用液压原理实现建筑物或重型设备临时支撑的工具。

其工作原理如下：
1. 液压系统：液压支架包含液压系统，由液压油箱、液压泵、液压缸、液压管路和控制阀组成。

液压油箱储存液压油，液压泵通过机械作用将液压油从油箱中抽出，并压力增加，然后将高压液压油送入液压缸。

控制阀用于控制液压系统的动作。

2. 支撑过程：在需要支撑的位置，设置液压支架。

当需要抬升或调整支架高度时，打开液压泵，泵送高压液压油进入液压缸。

液压油的压力使得液压缸内的活塞向上运动，从而使支架上升或调整高度。

当液压缸中的油液释放时，支架会恢复原状或降低高度。

3. 承重能力：液压支架的承重能力取决于所采用的液压缸的设备规格和数量。

设计时要考虑到承受的静载荷、动载荷和地基承载能力等因素，确保支架在工作过程中能够安全稳定地支撑。

液压支架工作原理利用液压力的传递和控制，能够提供可调节高度和稳定的支撑力。

它广泛应用于建筑、桥梁、船舶等工程和设备安装等领域。

液压支架基础

• 增阻性主要取决于液控单向阀和立柱的密封性能，恒阻性与可缩性主要由安全阀来实现——安全阀、液控单向阀和立柱是保证支架性能的三个重要元件。
第二节液压支架工作原理
(二)支架移动和推移输送机支架和输送机的前移由底座上的推移千斤顶4完成。移架：降柱卸载→操纵阀使高压液体进入推移千斤顶活塞杆腔，活塞腔回液，以输送机为支点，缸体前移，把支架拉向煤壁。推移输送机：支架支撑顶板，高压液体进入推移千斤顶活塞腔，活塞杆腔回液，以支架为支点，活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。
掩护式支架结构特点：
• 掩护梁较宽以挡住采空区的矸石进入作业空间，掩护梁上端与顶梁铰接，下端通过前后连杆与底座连接。双纽线机构以保持稳定的梁端距和承受水平推力。立柱支撑力间接作用于顶梁或直接作用于顶梁上。掩护式支架立柱较少，且倾斜布置，以增加支架调高范围，支架两侧有活动侧护板把密封架间。顶梁较短，一般在3.0m左右。
支顶掩护式支架：
立柱经过顶梁直接对顶板进行支撑，支撑效率高，顶梁比支掩掩护式支架长，顶梁后端与掩护梁铰接，作业空间和通风断面大于支掩掩护式支架；顶梁和掩护梁侧面装有活动侧护板，挡矸性能好；
支顶掩护式支架：
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。
下腔压力超过安全阀5开启压力→高压液体经安全阀泄出，立柱下缩立柱下腔液体压力小于安全阀动作压力→安全阀关闭，立柱工作阻力保持恒定——恒阻过程。
支架对顶板的支撑力称为工作阻力，由支架安全阀的调定压力决定。
支架工作阻力
P
4
D2
pan
cos
103
kN
第二节液压支架工作原理
3. 卸载操纵阀8处于降架位置，高压液体进入立柱上腔，打开液控单向阀6，立柱下腔排液→立柱(支架)卸载下降。支架工作时的支撑力变化分三个阶段：开始升柱至单向阀关闭时的初撑增阻阶段t0，初撑后至安全阀开启前的增阻阶段t1，安全阀出现脉动卸载时的恒阻阶段t2→液压支架的阻力—时间特性。

液压支护设备液压支架主要部件与结构(PPT 42页)

按控制原理分：有全流量控制和先导式控制两种。全流量控制是用全流量操纵阀，根据操作人员的要求，直接向液压缸工作腔输入压力液体，实现支架的各个动作；先导式控制是通过先导阀将操作人员的要求变成压力指令，再由液控分流阀完成向液压缸工作腔供给压力液体的任务，实现各个动作。
按机械化程度分：有手动控制和电液自动控制两种方式。手动控制是依靠操作人员直接操作操纵阀向相应的液压缸供液来完成支架的各个动作；电液自动控制则是采用微机控制的电液先导阀对主阀进行先导控制，再经配液板向各液压缸配液，实现要求的支架动作。
千斤顶的结构与立柱基本相同，其主要区别是：千斤顶的活塞杆较短且直径较小；千斤顶两端头多为适于铰接的销孔耳座结构。
机械工程系 ——工程机械教研室
液控系统
液控系统包括操纵阀、控制阀(由液控单向阀和安全阀组成) 和辅助阀。
机械工程系 ——工程机械教研室
液控单向阀
机械工程系 ——工程机械教研室
机械工程系 ——工程机械教研室
刚性分底式底座
刚性分底式的底座，其左、右两底座箱不用底座板连接，而是在两箱体前端的上部加装刚性过桥，后端用钢板连接。其特点是排矸能力好，对底板的不平整适应性较强。但对底板的平均接触比压较大，稳定性稍差。
机械工程系 ——工程机械教研室
分底式底座
分底式底座，左右两底座箱不做刚性连接(有的还将底座箱分成前、后、左、右四个，且前后箱通过钢板用销轴连接)。其特点是各箱体之间可有一定程度的相对运动，以适应底板凹凸不平，可减轻支架重量，排矸性能好但整架刚性差。
机械工程系 ——工程机械教研室
底座底座是液压支架的又一主要承载部件，支架通过底座将顶板的压力传至底板。支架还通过底座与推移机构相连，以实现自身的前移和推移运输机。

第四章液压支架

（1）初撑增阻（2）承载增阻承载恒阻（3）降柱移架
2.支架推移
•支架与刮板输送机互为支点，移架和推溜共用一个推移液压缸，缸的两端分别与支架底座和输送机连接。
二、液压支架的组成（动画）
（1）承载结构件，如顶梁、掩护梁、底座、连杆、尾梁等。功能是承受和传递顶板和垮落岩石的载荷。（2）液压缸，包括立柱和各类千斤顶。功能是实现支架的各种动作，产生液压动力。（3）控制元部件，包括液压系统操纵阀、单向阀、安全阀等各类阀，以及管路、液压、电控元件。功能是操作控制支架各液压缸动作及保证所需的工作特性。（4）辅助装置，如推移装置、护帮（或挑梁）装置、伸缩梁（或插板）装置、活动侧护板、防倒防滑装置、喷雾装置等。
图4-14 放顶支柱
1-立柱；2-复位橡胶块；3-控制阀；4-推移液压缸； 5-底座；6-操纵阀；7-连接头；8-防滑筋
放顶支柱的特点：
①放顶支柱初撑力大，工作阻力通常为单体液压支柱的3倍以上，为摩擦支柱的6倍以上； ②放顶效果好，能有效地管理顶板，消除采空区悬顶对工作面的威胁； ③工作面放顶和输送机移动实现机械化，减少放顶事故；
（二）结构特征
1．活塞式单体液压支柱（1）内注式单体液压支柱
内注式是利用其自身所备的手摇泵将柱内储油腔里的油液吸入泵中加压后再输入到工作腔，使活柱伸出。
（2）外注式单体液压支柱
•主要由顶盖 1、三用阀 2、活柱3、
油缸4、复位弹簧5、活塞6、底座7
等组成。 •工作原理也分升柱与初撑、承载、
卸载回柱等过程。
④立柱为带液控单向阀的单伸缩或双伸缩液压缸，有的活柱带有机械加长杆以增大工作行程；
⑤立柱带有大顶盖、大底座，对顶底板比压小。
三、滑移顶梁支架

液压支架培训演示课件

? 掩护式支架主要由顶梁、掩护梁、底座、支柱、推移装置和操纵装置等组成，利用立柱、顶梁和掩护梁来支护顶板和防止矸石落入工作面，如我矿使用过的ZY3800/13/28、 ZY6800/14/28型等。
特点
? ⑴采用稳定的四连杆机构，顶梁近似垂直升降、梁端距变化小，支架能承受水平力作用。可实现擦顶带压移架。
? ⑵立柱向前倾斜支承，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有效地支撑。
? ⑶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。
? ⑷支架的调高范围比较大，支架通风面积小，行人空间较窄。
? 这类支架的支撑力小，但掩护性能和稳定性较好，调高范围大，对破碎顶板的适应性较强，适用于支护不稳定或中等稳定的松散破碎顶板。
4 支架的组成
? Ⅰ、 ZY6800/17/36 型液压支架 ? ZY6800/17/36 型液压支架主要由金属结构件、液
压元件二大部分组成。 ? 金属结构件有：护帮板、伸缩染、顶梁、掩护梁、
前后连杆、底座、推移杆以及侧护板等，如图 1所示。 ? 液压元件主要有：立柱、各种千斤顶，液压控制元件（操纵阀、单向阀、安全阀等）、液压辅助元件（胶管、弯头、三通）等。
2、液压支架的基本组成部分
? 液压支架由承载结构件、执行元件、控制和操纵元件、辅助装置、传动介质等组成。
? ⑴承载结构件有顶梁、掩护梁和底底座等。顶梁是直接与顶板相接触，并承受顶板岩石载荷的支架部件；掩护梁是阻挡采空区冒落矸石不涌入工作面空间，并承受冒落矸石的载荷，以承受顶板水平推力的部件；底座是直接与底板相接触，传递顶板压力到底板并承受顶板压力的支架部件。
? ⑵执行元件有立柱和各种千斤顶。立柱是支撑在顶梁（或掩护梁）和底座之间直接或间接承受顶板载荷的油缸，立柱是支架的主要动力执行元件，它的结构强度和结构形式决定了支架的支撑力的大小和支撑高度范围；千斤顶是除立柱以外的各种油缸，它完成推移刮板输送机、移设支架和调整支架及完成各种保护动作等。

4.22液压支架的组成

液压支架的组成
六、防滑防倒装置液压支架在倾斜工作面使用过程中，由于支架自重在工作面倾斜方向上的分力使支架下滑，而且当工作面倾角较大，顶底板不平整时，还会导致支架受更大的侧向力而倾倒。所以，液压支架必须备有防滑防倒装置，如图147所示。防滑防倒装置都是利用设在相邻支架上的防滑、防倒千斤顶在调架时产生一定的推力，以防止支架下滑、倾倒，并进行架间调整。在工作面下出口采用排头导向梁的方法防止支架下滑及倾倒。即导向梁的一端与输送机连接，另一端用单体液压支柱固定，并撑住顶板，移架时前架支架就能沿着排头导向梁前移而防止下滑。
液压支架的组成
五、推移装置支架形式不同则移架和输送机的推移方式各不一样，但都是通过液压千斤顶来实现的。移架与输送机的推移共用一个千斤顶，千斤顶的两端分别与支架的底座和输送机连接，由操纵阀控制，以支架与输送机互为支点的推移方式，完成移架和输送机的推移动作。常用的推移装置分为无框架式和框架式，无框架式可采用差动式液压缸和浮动活塞式液压缸，它们的结构都可实现移架力大于输送机的推移力的性能要求。
图5 a-折线形；b-直线形 1-顶梁；2-掩护梁；3-支柱；4-前连杆；5-后连杆；6-底座；7-限位千斤顶
液压支架的组成
三、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。因此，要求底座应具有足够的强度和刚度，对底板起伏不平的适应性强，保证支架有较好的稳定性和排矸能力。
支撑式支架的顶梁： ➢ 整体顶梁 ➢ 分段组合式顶梁
图3 整体顶梁
图4 分段组合式顶梁
液压支架的组成
掩护梁： ➢ 折线形 ➢ 直线形折线形掩护梁的支架相对于直线形掩护梁的支架断面大，通常插腿型掩护式支架的掩护梁多采用此种形式，以增大通风面积。但折线形掩护梁的工艺性差，当支架歪斜时，架间密封性较差。而直线形掩护梁制造工艺简单，除插腿掩护式支架以外的其他掩护式支架和支撑掩护式支架多采用直线形掩护梁。

第三篇第二章液压支架的工作原理

支撑式支架
支护性能特点：支撑力大，作用点靠近支架后部，切顶能力强；对顶板重复支撑的次数多（6~7次）容易把本来完整的顶板压碎；由于顶梁与底座仅通过立柱联在一起，抗水平载荷的能力较差，不能带压移架；支架间不接触，不密封，矸石容易窜入工作空间。此外，这种支架的作业空间和通风断面较大。
支撑式支架
支护强度----支撑式支架工作阻力与支护面积之比. P 3 q 10 （MPa） F P 工作阻力kN
F 支护面积m
2
第二节液压支架的分类一、支撑式支架
支撑式支架的结构特点是：成框型结构，顶梁较长，一般都带有前探梁，其长度多在 4m左右；立柱多，一般为4~6根，且垂直顶梁支撑；支架后部有简单的挡矸装置，一般都设有立柱复位装置，以承受指向煤壁方向的不大的水平推力。
支撑掩护式支架

使用条件:使用范围很广,可用于各种顶板条件, 尤其使用于中等稳定以上的顶板条件和大采高条件,有逐渐取代垛式支架的趋势.
四、特种支架
1、端头支架端头支架分为二架一组和三架一组两种形式,使用较多的国产端头支架是二架一组型.端头支架的结构大都是以掩护式或支撑式工作面支架作基型,增加前顶梁、前立柱和前底座等而成的. 下图所示端头支架,是由间接支撑的掩护式支架转化来的.
掩护式支架
支护性能:支撑力小,切顶能力弱,但支撑力集中作用于机道上方的顶板上,故支护强度较大,且均匀;对顶板的重复支撑次数少;密封掩护性好;能承受较大的水平力,且允许带压移架. 由于立柱倾斜布置,顶梁又较短,所以工作空间和通风断面较小.
掩护式支架
适用条件:掩护式支架适用于顶板压力来自机道上方的不稳定或中等稳定的松散破碎顶板条件.
第二章液压支架的工作原理和分类