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1、液压支架与乳化液泵站一,液压支架与乳化液泵站,液压支架与乳化液泵站,山东工贸职业学院筹备处实习实验中心,液压支架就应用于雄伟壮观的煤矿工业广场地下,走进综采工作面认识综采三大件,液压支架的应用场所与作用,1、液压支架的应用场所,采掘工作面主要机械设备,什么是液压支架？它长的是个什么样？,直观概念：这就是液压支架,液压支架主要作用,液压支架主要作用：能可靠而有效地支撑和控制工作面顶板，隔离采空区，防止矸石窜人工作面，保证作业空间，并且能够随着工作面的推进而机械化移动，不断地将采煤机和刮板输送机推向煤壁，从而满足工作面高产、高效和安全生产的要求。,液压支架的理论概念是：,液压支架是以高压液体为动力
2、，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采煤工作面支护设备。,液压支架概念的要点,支架动力：高压液体组成部分：液压元件、金属结构件组合关系：按一定连接方式用途功能：采煤工作面支护设备,一、液压支架的组成,1、承载结构部件2、执行元件3、控制元件4、辅助装置,液压支架主要组成,主要有顶梁、掩护梁、底座和前后连杆。,包括立柱和各种千斤顶。负责完成液压支架各个动作。,包括操纵阀、液控单向阀、安全阀等。,常用的辅助装置有：推移装置、护帮装置、复位装置、侧护装置、调架装置、防滑防倒装置和挡矸装置等。,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-操
3、纵阀；9-推移装置；10-梁端支护装置；11-护帮装置,液压支架结构组成简图,（一）液压支架基本动作：升架、降架、推溜、移架,四、液压支架的工作原理,液压支架基本动作演示：,升架、降架,液压支架基本动作演示：,推溜、移架,（一）液压支架基本动作：升架、降架、推溜、移架,二、液压支架的工作原理,（二）液压支架的液控系统工作原理,液压支架的液控系统工作原理 1-顶梁；2-立柱；3-底座；4-推移千斤顶；5-立柱操纵阀； 6-推移千斤顶操纵阀；7-液控单向阀；8-安全阀,液压支架的动作过程分析,1、升降：升降指液压支架升起支撑顶板到下降脱离顶板整个工作过程。（1）初撑阶段 初撑阶段，立柱或支架对顶板
4、产生的支撑力称为初撑力。 立柱初撑力： Pzc=(/4)D2 Pb10-3 支架初撑力： Pjc=Pzcn 公式中：D立柱活塞直径 Pb泵站压力 n柱数支护效率,（2）增阻阶段：随时间的延续，立柱下腔压力不断增大（3）恒阻阶段：恒阻阶段，支架对顶板产生的最大支撑力叫做支架的工作阻力。 立柱的工作阻力：Pzz=(/4)D2Pa10-3 支架的工作阻力：Pjz=Pzzn公式中：D立柱活塞直径 Pa安全阀压力 n柱数支护效率（4）降架阶段,即时支护：降架移架升架推溜 滞后支护：推溜降架移架升架,三、液压支架的支护方式,液压支架类型,按支架与围岩的相互作用关系分类,支撑式掩护式支撑掩护式,（按其对顶板
5、的支护方式和结构特点不同）,四、液压支架的类型,按支架的移动方式分类,整体自移式液压支架 迈步移动式液压支架,按支架在工作面的位置分类,基本支架排头支架端头支架,按支架的特种功能分类,放顶煤支架铺网支架充填支架,按支架的控制方式分类,手动控制自动控制,液压支架的类型,液压支架按其对顶板的支护方式和结构特点不同，分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三种基本架型。 支撑式 掩护式支撑掩护式,液压支架按用途分为端头支架、放顶煤支架、铺网支架,1端头支架2放顶煤支架 3铺网支架,液压支架的类型,五、液压支架型号表示方法,第二章 液压支架结构,1、承载结构件2、附属装置3、液压元件,一、承载结构件,顶 梁 支
6、架的直接承载部件，具有一定的刚度和强度，对顶板有较高的覆盖率，要尽可能适应顶板起伏不平的变化，接触性好，接触应力分布均匀，具有较好的稳定性,顶 梁,支撑掩护式,掩 护 梁,掩护梁是掩护式和支撑掩护式液压支架的重要承载构件，防止采空区冒落矸石，承受冒落矸石的压力。掩护梁为钢板焊接的箱式结构。掩护梁结构型式有折线型和直线型两种。掩护梁又可分为整体式和对分式。,底 座,底座是将支架承受的顶板压力传到底板并稳固支架的承载部件。其结构型式有：1、整体式底座2、对分式底座3、底靴式底座 各种型式的底座前端均做成滑撬形，减小支架的移动阻力，避免啃底现象。,二、辅助装置,结构不同、使用条件不同的支架，需设置不
7、同的辅助装置，常用的辅助装置有：推移装置、护帮装置、复位装置、侧护装置、调架装置、防滑防倒装置和挡矸装置等。,推移装置,是液压支架必备的装置，担负推溜和移架任务由推移千斤顶及其附属装置组成按结构和推移方式的不同，可分为直接推移装置和间接推移装置两种。,推移装置,1、直接推移装置： 结构简单，连接方便，但存在千斤顶推、拉力分配不合理的问题。 一般的解决办法有：采用不同的供液压力、采用差动供液方式、采用浮动活塞结构、采用千斤顶倒拉架装置。,2、间接推移装置 将千斤顶伸出的推力作为移架力，缩回时的拉力作为推溜力，可实现拉架力大于推溜力。 间接推移装置可分为长框架间接推移装置和连杆间接推移装置。,推移
8、装置,护帮装置,安装在顶梁前端下部，一般由千斤顶和护帮板组成。伸出紧贴煤壁，防止片帮或在片帮时起缓冲作用。采煤机割到支架前面时，需将护帮板收回，让采煤机通过。,复位装置,垛式支架特有的部件。保证支架移设后使立柱恢复正确的支撑位置。目前采用的复位装置有复位橡胶和复位千斤顶两种装置。,侧护装置,用于掩护式和支撑掩护式液压支架。防止架间漏矸和调架。由位于顶梁和掩护梁两侧的侧护板、侧推千斤顶、伸出弹簧等组成。侧护装置的伸缩动作是在支架卸载后进行的，由侧推千斤顶和伸出弹簧控制,调架装置,为了是液压支架沿倾斜方向上移，需设调架装置。掩护式和支撑掩护式液压支架，是依靠侧推千斤顶推动侧护板的侧推作用来实现调架
9、的。支撑式液压支架，就需设调架装置。,防倒防滑装置,液压支架的自重在倾斜方向的分力，会使液压支架沿倾斜下方下滑或倾倒。当煤层倾角在12以内时，可把工作面布置成伪倾斜推进形式，即工作面下端超前上端。当工作面倾角较大时，需采用防倒防滑装置。,三、液压元件,执行元件包括立柱和千斤顶，负责完成液压支架各个动作。执行元件结构和性能的好坏直接影响到液压支架的工作性能和使用寿命。执行元件是液压支架的关键部件。,立柱,主要执行元件，用于承受顶板载荷、调节支护高度。根据结构可分为单伸缩和双伸缩，单伸缩立柱有不带机械加长杆和带机械加长杆两种型式。单伸缩立柱有单作用和双作用。单伸缩立柱主要由缸体、活柱、加长杆、导向
10、套、密封件和链接件组成。双伸缩立柱由一级缸、二级缸、活柱、导向套、连接件、密封件等组成。,千斤顶,按其结构分为柱塞式和活塞式，活塞式分为固定活塞式和浮动活塞式，按进液方式分内进液和外进液，按用途分为推移、前梁、护帮、侧推、平衡、限位、防倒、防滑千斤顶。柱塞式千斤顶主要由缸体、柱塞、导向套、连接件和密封件组成。固定活塞式千斤顶由缸体、活塞杆、活塞头、导向套、连接件和密封件等组成。浮动活塞式千斤顶由缸体、活塞杆、活塞头、导向套、连接件和密封件等组成。,控制元件,控制元件担负液压支架各个动作的操作、控制任务，包括操纵阀、液控单向阀、安全阀。控制元件结构性能的好坏直接影响到液压支架的工作性能和使用寿命
11、。,操纵阀,操纵阀控制支架各立柱和千斤顶进出油液。按阀芯动作原理分为往复式回转式，按控制方法分为手动、液控和电液控。往复式操纵阀的阀芯元件是沿轴向做往复运动，开闭进出口油路，实现换向作用。按阀芯密封部分不同，往复式操纵阀可分为球阀式、锥阀式、平面密封式和圆柱面密封式。,安全阀,安全阀是使立柱保持恒阻工作特性的关键元件。安全阀的作用是防止立柱和千斤顶过载，保证支架安全地工作。通过安全阀的动作可以实现支架的可缩性和恒阻性。支架上的安全阀均为直动式安全阀。安全阀的工作原理是通过阀口前的液压力与弹性元件作用在阀芯上的力的相互作用，实现阀的开启溢流和关闭定压作用。根据弹性元件不同分为弹簧式和充气式，根据
12、密封副结构型式不同分为阀座式和滑阀式。,液控单向阀,液控单向阀用来闭锁立柱或千斤顶工作腔的液体，使之保持一定的压力。液控单向阀质量的好坏，直接影响支架动作的可靠性。液控单向阀由阀芯和液控顶杆两部分组成。按单向阀密封副分平面密封式、锥面密封式、球面密封式和圆柱面密封式。按动作不同分为单液控和双液控两种。按卸载动作不同分为单级卸载和双级卸载。,其他液压元件,截止阀的作用是当工作面上某一支架的液压系统发生故障而需要检修时，能够使该支架的液压系统与主管路断开，不影响其他支架。截止阀有平面密封式和球面密封式两种。回液断路阀实际上是一个单向阀，安装在操纵阀的回液管路上。其作用：防止主回液管油液相邻支架动作
13、而产生的较高的背压液体进入支架液压系统，引起千斤顶误动作；支架液压系统检修时，不影响工作面主回液管的液流流回液箱。交替单向阀、双伸缩立柱底阀、测压阀、压力指示器、过滤器、软管。,第三章 液压支架的液压控制系统,液压支架液压系统属于液压传动中的泵-缸开式系统，动力源是乳化液、执行元件是各种液压缸。液压支架液压系统的特点：系统庞大、元件的多；工作压力高；供液路程长，压力损失大；工作环境恶劣、潮湿、粉尘多，工作空间有限；对液压元件要求高。,立柱的控制原理,立柱的升柱过程 立柱的初撑力立柱的承载过程 立柱的降柱过程,液压支架液压控制原理,液压支架液压控制系统由主管路和基本控制回路两大部分组成。主管路：
14、两线主管路（P、O），多线主管路基本回路：换向回路（操纵阀）、阻尼回路、差动回路、锁紧回路、锁紧限压回路、双压回路、自保回路、背压回路、连锁回路、先导控制回路,液压支架的控制方式,液压支架的控制方式有本架控制、单向邻架控制、双向邻架控制等手动控制方式和分组程序控制、先导式程序控制、遥控等自动化控制方式两大类。从本架控制到自动化遥控，它的选取主要取决于操作安全、动作可靠、操纵迅速和维修方便等因素。,第四章 典型液压支架,放顶煤液压支架（P95）,根据放煤口所处位置，放顶煤支架有高位放顶煤支架、中位放顶煤支架、低位放顶煤支架三种。高位放顶煤支架放煤口处于液压支架的上部，采用单输送机。中位放顶煤支架
15、放煤口处于液压支架的中部，采用双输送机。低位放顶煤支架放煤口处于液压支架的下部，采用双输送机。,端头支架的结构型式：迈步式端头支架、支撑掩护式端头支架。端头支架的作用：支撑工作面端部的顶部，承受一定的超前压力，保证工作面上下出口的畅通和有足够的通风断面，保证行人和设备运送的安全，锚固刮板输送机，有效防止刮板输送机和工作面支架下滑，保证刮板输送机与转载机正常搭接，推移转载机前移。端头支架的工作过程：支架的升降、推移刮板输送机机头或机尾、支架自移和推移转载机等。,端头支架（P128）,第五章 液压支架的使用、维检和故障处理,液压支架的下井和安装,下井安装前的准备工作液压支架的装车和井下运送液压支架
16、的工作面安装：利用刮板输送机运送液压支架、利用绞车在底板上拖移液压支架、利用平板车和绞车运送液压支架。,液压支架的使用与操作,操作前的准备操作方式与顺序 1、移架：顶板较好情况下，移架工作滞后采煤机后滚筒1.5m，一般不超过35m。 2、推溜：液压支架移过89架后，距采煤机后滚筒1015m时，进行推溜，根据工作面的具体情况，可采用逐架推溜、间隔推溜或几架支架同时推溜等方式。,液压支架使用中的注意事项,液压支架被“压死”的处理方法：增加液压支架立柱下腔的液体压力、放炮挑顶、放炮拉底。,液压支架的完好标准液压支架的日常维护和检查液压支架的周检液压支架工作面搬家时的检修液压支架的维护与管理注意事项,
17、立柱和三阀的测试,三阀：操纵阀、液控单向阀、安全阀试验条件：1、5:95配比的乳化液 2、工作液温度1015 3、压力表精度1.5级立柱的测试：空载动作测试、最低启动压力测试、密封性能测试、强度测试操纵阀的测试：灵活性测试、密封性能测试、强度测试,液控单向阀的测试： 液控单向阀测试时，要求其测试系统中稳压缸容积为48L。 密封性能测试和灵活性测试安全阀的测试,立柱和三阀的测试,液压支架的故障分析与故障处理,管路系统立柱或前梁千斤顶推移千斤顶操纵阀安全阀液控单向阀测压阀,第六章 乳化液泵站,乳化液泵站的组成： 常用的有XRB和MRB型，均由两套乳化液泵组、一套乳化液箱及附属装置等组成。乳化液泵站
18、的结构特点： 采用密封圈密封、传动部分与工作部分隔开、有很高供液压力和很大的流量、容量很大的乳化液箱且不断补充乳化液。,乳化液泵,乳化液泵的工作原理 一般为卧式三柱塞往复泵，电动机带动曲轴，曲轴带动连杆运动，连杆带动滑块沿滑槽做往复直线运动，带动柱塞做往复直线运动，柱塞向左运动，右端形成真空，在大气压的作用下，乳化液顶开进液阀进入缸体，排液阀关闭，完成吸液；柱塞向右运动，缸体内容积减小，乳化液受柱塞挤压压力增高，吸液阀关闭，排液阀打开，完成排液过程。 柱塞往复一次，吸排液一次。,乳化液泵的流量和压力,乳化液泵的流量 Q1=VnZ10-3=D2SnZ10-6 泵总是有流量损失，实际流量要比理论流
19、量小一些。 泵的流量与柱塞直径、行程、往复次数、柱塞数量有关，与压力的大小无关。 泵在出厂时规定了一个额定压力（31.5MPa）泵的流量不断变化，时大时小，这种现象称为流量脉动。,乳化液箱及其附属装置,乳化液箱 用来储存、回收、过滤和沉淀乳化液。 XRXT型乳化液箱分沉淀室、消泡室、磁性过滤室和工作室。附属装置主要有卸载阀、压力表及压力表开关、吸液过滤器、回液过滤器、蓄能器、交替阀以及用于井下自动配液的配液器等。,蓄能器,设置蓄能器的主要目的： 减小液压脉动，降低噪音；吸收液压冲击，保证自动卸载阀等元件正常平稳工作；补充泄漏，保持系统中乳化液压力正常平稳。 一般采用气囊式蓄能器，其气体为氮气。,乳化液泵站的运转,开泵前的准备开泵顺序停泵顺序运作中注意事项,乳化液泵站的维护,日检周检升井检修检修质量标准,乳化液泵站的故障及其处理方法,泵启动后无流量有流量无压力柱塞密封处漏液严重运转噪音大，撞击声严重润滑油油温升高，发热异常泵压突然升高滑块处漏油严重支架停止供液时卸载阀动作频繁液箱前后液位差太大。,
