液压支架的结构原理及常见故障

1、第七章乳化泵站及液压支架【知识要点】1. 乳化液泵站的组成和特点。2. 乳化液泵的结构和工作原理。3. 乳化液箱的结构及其附属装置的作用。4. 乳化液泵站的液压系统。【技能要点】1. 乳化液泵站的启动与停止。2. 乳化液泵站主要液压元件的拆卸。3. 乳化液泵站的日常维护。4. 乳化液泵站常见故障及其处理方法。第一节 概 述【课程内容】图7 -1所示为乳化液泵站的外形图。乳化液泵站是用来向综 采工作面液压支架及其他用乳化液的液压装置输送乳化液的设 备。乳化液泵站是液压支架的动力源，它好比人的心脏，如果使 用维护不好就会出现流量、 压力不足等故障，从而影响到工作面 液压支架和外注式单体液压支柱的支

2、撑性能、工作面的顶板管理以及正常生产。图7 -1一、乳化液泵站的组成及功用乳化液泵站由2套乳化液泵组、1套乳化液箱及附属装置等组成，如图7 -2所示。95 67 891 一乳化液箱；2, 8-回液软管；3, 6-高压软管；4, 5一吸液软管；7 一连接杆；9 一乳化液泵组；10-压力 控制装置图7-2 XRB乳化液泵站乳化液泵组9由2台乳化液泵、防爆电动机、联轴器和底架 等组成，通过连接杆7与乳化液箱1连接为一个整体，由吸液软管4, 5分别从乳化液箱吸液，经泵加压后由高压软管3, 6供给压力控制装置10,然后经压力控制装置以一定的 压力供给液压支架。2台乳化液泵通常是l台工作，l台备用，交 替

3、使用。但当工作面液压支架动作较多，需要增大供液量时，也 可同时开动2台乳化液泵。乳化液箱l是储存、回收和过滤乳化液的装置。若在井下配 制乳化液，还应在乳化液箱上附带自动配液器。压力控制装置10由手动卸载阀、自动卸载阀、压力表开关 以及压力表等组成，安装在乳化液箱的端面，用来控制供给液压 支架乳化液的压力，并可实现对液压系统的保护。乳化液泵站用主进液管和主回液管沟通与液压支架的供液 线路，形成循环的泵一缸液压系统，如图7-3所示。2台乳化液泵分别经吸液断路器从乳化液箱1工作腔吸液，加压后送到压力控制装置。泵站启动过程中，手动卸载阀打开， 泵与液箱工作室短路循环；正常工作时，关闭手动卸载阀。当工

4、作面支架用液时，自动卸载阀经交替阀将压力液送到支架。支架回液到乳化液沉淀室，经沉淀、去泡沫、磁性过滤、网状过滤后 到工作室，形成一个完整的循环回路当工作面支架不用液时，自动卸载阀开启，泵与液箱形成短路循环。二、乳化液泵站的结构特点液压支架的工作介质是水包油型乳化液，其黏度低，润滑性 能差，因此乳化液泵与一般以矿物油为工作介质的液压泵相比， 在结构上有如下明显的特点：(1) 柱塞与缸体之间不能采用间隙密封，必须采用密封圈密 封。(2) 传动部分与工作部分必须隔开，传动部分用专用的润滑油，工作部分使用乳化液。(3) 为满足液压支架的需要，乳化液泵站要有很高的供液压 力，而且要有很大的流量。(4)

5、泵站要配置l台容量很大的乳化液箱，由于液压支架管路 的泄漏，还必须不断地补充乳化液。第二节乳化液泵【课程内容】一、乳化液泵的工作原理乳化液泵一般为卧式三柱塞或五柱塞往复泵，它是将曲轴的转动经过连杆一滑块机构而使柱塞成直线的往复运动，其工作原理如图7 4所示。当电动机带动曲轴1按图示箭头方向旋转时， 曲轴就带动连杆2运动，连杆带动滑块3沿滑道4做往复直线运 动，从而带动柱塞5做往复直线运动。当柱塞向左运动时，钮体 6右端的容积由小变大而形成真空，乳化液箱内的乳化液在大气 压力作用下，顶开进液阀9进入缸体。当柱塞向右运动时，缸体 内容积减小，此时吸进的液体受到压缩而使其压力升高，打开排液阀7由排液

6、口 8经主进液管送到工作面液压支架。这样，柱塞往复运动一次，就吸、排液一次。由此可知，1个柱塞在吸液过程中不能排液，所以单柱塞泵 的排液量是很不均匀的。为了使排液比较稳定和均匀， 可采用三 柱塞泵或四柱塞泵、五柱塞泵等。1234567810 91 曲轴；2连杆；3一滑块；4一滑道；5柱塞；6缸体；7排液阀；8排液口； 9进液阀；10进液口图7-4乳化泵的工作原理二、乳化液泵的结构图7 -5所示为乳化液泵外形图。在一滑橇式底拖上安装有电 动机和泵，中间以联轴器相连。泵上安装有安全阀和卸载阀。图7-5乳化液泵的外形图以CRB315/31. 5型五柱塞大流量乳化液泵为例说明其结构, 如图7-6所示1

7、箱体蛔件；卫一符跳连杵翊伴+ 3祢压船遂垠件r 4将压眼诙块：5 件*6油尊却暮：7安全曳I; S 出轮策徂件| 9折轮相应伴| I 鼻轴刎伸；IL 哄性过谏屏图7-6GRB315/31.5型乳化液泵泵的结构分为两部分，即传动端（曲轴箱）和液力端。传动 端由齿轮箱组件、箱体组件、曲轴组件、滑块连杆组件、齿轮泵 组件、磁性过滤器、油冷却器等组成。液力端由高压缸套组件、 泵头组件等组成。1、分离型泵头组件三柱塞泵的泵头组件是将 3组独立的吸排液阀做在1个泵头 内，其优点是与箱体的连结及高压出液较易处理，但加工要求较高。如果泵头上三孔中心距有较大偏差，则在与高 压缸套相连时易产生过定位。采用五柱塞结

8、构后，如果再沿用单 块泵头，则过定位更为严重。现用 5块单独泵头，每个泵头内设 一吸排液阀组，然后再用1个高压集液块将5个排 液口贯通后总出液，给制造及维修带来很大的方便。在长方体内安装有阀组，下部为吸液阀组，上部为排液阀组， 均为菌形锥阀，用不锈钢制作。阀组对外有 3个横向接口，下部 为进液口，与箱体相连；中部与高压缸套相连； 上部为高压出口，与高压集液块相连。右端面螺钉压一钢球，为 放气孔，第一次使用时放尽柱塞腔内空气。2、压力润滑冷却系统本泵采用压力润滑与飞溅润滑相结合的润滑方式。连杆大头 采用压力润滑，滑块、齿、滚动轴承等采用飞溅润滑。它的工作 过程为：曲轴带动齿轮泵旋转，其吸油口在曲

9、轴箱油池内，输出 油液引入油冷却器内，而冷却器安装在泵吸液腔内， 利用油液与 乳化液的温差来冷却油液，然后送入曲轴经孔道润滑连杆大头。 曲轴引人口处设回转密封，用“ V”形夹布橡胶圈密封。正常工作油压调定为0.2 0.5MPa,它是靠旁路溢流阀来调压的，旋动 调压螺钉，改变作用在球阀 上弹簧力的大小即可实现。三、附属组件（一）安全阀安全阀是两级卸压的 直动式锥阀，以碟形弹簧调 压，如图7 -7所示。所谓两 级卸是指不动作时以较小 的直径密封，此时封闭压力 值较高；动作时（泄液时）低的压力 值维持卸压泄液状态。1,6,7-0形圈；2-阀体;封闭直径大，此时只要以较3-套；4-阀座；5-阀芯；8-

10、阀套；9-承压快；10-碟形弹簧；11-导 杆；12-筒；13-调整螺母；14-螺母；15-钏钉；16-厂家名品图7-7WAF315/40型安全阀（二）卸载阀卸载阀主要由2套并联的单向阀、主阀和 1个先导阎组成,如图7-8所示。卸载阀的工作原理是，泵输出的高压乳化液进入卸载阀后分 成4条液路：第一条冲开单向阀向支架系统供液； 第二条冲开单向阀后的高压乳化液经控制液路到达先导阀滑套下腔，给阀杆一 个向上的推力；第三条来自泵的高压乳化液经中间的控制液路和先导阀杆下腔作用在主阀推力活塞下腔，使主阀关闭；第四条经主阀阀口，是高压乳化液的卸载回液液路。 当支架停止用液或系 统压力升高到先导阀的调定压力时

11、， 作用于先导阀的高压乳化液 开启先导阀，使作用于主阀推力活塞下腔的高压液体卸载回零， 主阀因失去依把而打开。此时，液体经主阀回液箱，同时单向阀在乳化液压力作用下关闭， 单向阀后腔为高压密封腔， 从而 维持阀的持续开启，实现阀稳定卸载状态，泵处于低压运行。当 支架重新用液或系统漏损，单向阀后高压腔压力下降至卸载阀的 恢复压力时，先导阀在弹簧力和液压力的作用下关闭，主阔推力活塞下腔重新建立起压力，主阀关闭，泵站恢复供液状态。调节 卸载阁的工作压力时，需调节先导阀调整螺套，即调节先导阀碟 形弹簧作用力，其调定压力出厂时为泵的公称压力。4图7-8WXF6型卸载阀1 1；l-单向阀座；2-阀芯；3-单

12、向阀螺堵；I± !4-排液阀弹簧；5-0形密封圈（68 X7H?）i（r_ ! 皿“志晔对 打3.1）; 6-调整螺套；7-筒；8-碟形弹簧；9-芯棒；10-压紧螺套；II-锁紧螺母；12-活塞套；13-挡圈（A28 X22.7 X）,O形密封圈（28 3.1） ; 14-0形密封圈（15 X2.4）; 15-0 形密封圈（30.2 冷）;16-滑套；17-挡圈（A17 X13X1）, O形密封圈（12.3 X2.4）; 18-铜套；19-中间套；20-先导阀 体；21-阀杆；22-先导阀座；23-0形密封圈（34彳.1） ; 24-节流 堵，。形密封圈（8 X1.9） : 25-下

13、节流堵（C 1.3）; 26-先导阀螺堵；27-0形密封圈（29 X2.4） ; 28-0形密封圈（11.3 X2.4） ; 29-0形密封 圈（35冷.1） ; 30-主阀弹簧；31-导向套；32-主阀螺堵；33-阀体;34-0形密封圈（52冷.1） ; 35-主阀座；36-主阀芯；37-过渡套； 38-推力活塞;39-挡圈（A45 >40 X1.5）,。形密封圈（45冷.1） ; 40- 挡圈（A68 >63 X1.5） , 0形密封圈（68冷.1）;（三）蓄能嚣本泵站采用NXQ型蓄能器，如图7-9所示。安装在泵总成 上的蓄能器的容积为25L ,安装在液箱上的蓄能器的容积为40

14、L。其主要作用是补充高压系统中的漏损，以减少卸载阀的动作次 数，延长液压系统中的液压元件的使用寿命， 同时还能吸收高压口曙阍68X3 |系统中的压力脉动。蓄能器在安装 前必须预先在肢囊内充足氮气。1-螺母；2-弹簧垫圈；3-螺堵；4, 22,23-垫圈；5-活塞；6-圆螺母；7-压环；8,18-。形密封圈；9, 10- 挡圈；11-支承环；12-橡胶环；13- 阀体；14-弹簧；15-阀；16-壳体；17-胆囊；19-标牌，20-圆螺母；21-充气阀；24-帽图79NXQ型 蓄能器1、充气方法蓄能器充气的方法有 3种：氮气瓶直接过气法、蓄能器增压 法以及专用充氮机。其中氮气瓶直接过气法， 一般

15、只适厢于系统 作压力不超过16MPa的低压系统。1) 氮气瓶直接充气法将氯气瓶中的氮气通过克气装置直接充人蓄能器的方法称为氮气瓶直接充气法。充气装置如图 5 -10所示，它由压力表接 头1、氮气接头4、放气接头5和顶杆3等组成。充气时将压力 表接在接头1上，氮气瓶通过软管与接头 4相接，蓄能器充气脚 与M30 X 2的螺纹口相接。充气且体操作方法如下：(1) 慢慢打开氮气瓶上的开关，使氮气缓慢进入气襄(由于氮气瓶中的压力比蓄能器里的气体压力高，所以氯气自然会进入蓄能器里)，直到压力表上指示出所需要的压力为止，然后关闭氮气瓶开关。充气时不要过猛，以免把充气阀的橡胶塞子冲 到胶襄里去。(2) 充好

16、氮气后，拧松充气装置接头 5上的放气螺钉6,放 掉充气管中的残余高压气体。(3) 拆下充气装置。(4) 检查充气阀有无漏气，然后牢同地装上压帽(气阀帽)和 螺盖(保护罩)。1-压力表接头；2-阀体；3-顶杆；4-氮气接头；5-放气接头6-放 气螺钉，7-钢球图7-10充气装置2) 蓄能器增压法当氮气瓶内氮气压力较低，不能满足蓄能器所需的充气压力时，可再配备1套充气增压装置，即1个蓄能器和1套充气装置， 采用增压的方法进行充气。具体操作方法如下：(1) 首先用氮气瓶直接充气法为 2个蓄能器都充人氮气。(2) 把2个蓄能器充气阀的进气口用充气管连起来，使1个蓄能器当作增压器，另1个蓄能器当作被充气

17、蓄能器。(3) 将相当于增压器的蓄能器的充气阀顶开， 并将其另一端接 入液压系统。(4) 开启乳化液泵，为相当于增压器的蓄能器供高压乳化液, 压缩胶襄，使胶襄中的氮气进入被充气蓄能器。（5）用上述方法反复为蓄能器充气，直到蓄能器的氮气压力 达到所需压力为止。3）利用增压器充氮这种方法也可使蓄能器的压力超过氮气瓶的压力，氮气瓶中的氮气可以得到充分利用。不管采用何种充气方法， 都必须遵守下列程序：取下充气 阀的保护罩；装上带压力表的充气工具并与充气管连通；操作人员在启闭氮气瓶气阀时， 应站在充气阀的侧面，徐徐开启氮 气瓶气阀；通过充气工具的手柄徐徐打开压下气门芯，缓慢地充入氮气，待胶襄膨胀至菌形阀

18、关闭， 充气速度方可加快并达到 所需的充气压力；关闭充气阀，卸下充气工具，检查无漏气后， 再旋紧保护覃（帽）。2、压力测量蓄能器在使用过程中，气体压力不得高于泵额定工作压力的 63%,不得低于泵额定工作压力的 25%，即气体压力保持在泵额 定工作压力的25%- 63%之间。当蓄能器气体压力低于泵额定工 作压力的25%时，应当及时补充氮气；当蓄能器气体压力高于泵 额定工作压力的63%时，就应当放掉一部分气体， 因此，必须知 道蓄能器内氮气的实际压。 具体测量方法是：把交替阀出口用带 有节流阀的堵头堵死，开动乳化泵；当泵压迅速升高至调定压力 处于卸载状态后，关闭乳化液泵，然后打开压力表开关和节流阀

19、，这时后表的指针从调定压力逐渐下降，只要注意观察，就可以看到压力表指针在某一压力值日然下降为零。这个压力值就是蓄能器胶囊内氮气的压力。蓄能器的气体压力与卸载阀的工作稳定性有十分密切的关 系。在泵站安装前或使月如发现泵站工作压力低于公称压力时， 应及时用随机带的充气工具按使用说明调整蓄能器内气体压力（放气）到表7 1中气体最高压力值。泵站在使用中，蓄能器的气体压力应定期检查， 如发现蓄能 器内剩余气体压力低与表 7 -1中气体最低压力值，应及时给蓄能 器补充充气。为延长蓄能器的使用时间，充气一般尽量充至接近 气体最高压力值。表7-1泵站工作压力（卸载压力）与蓄能器气体压力对照表票站工作压力/气体

20、最高压力/MPa气体最低压方/MPa泵站工作压力/MPa气体量高压力/MFa气体最低压力，MPa31.522,77.882417,3621. 67.52215.®5.52820.272C14.452618.76.53、胺囊的更换在更换胶囊时，首先要将充气装置装上，用顶杆顶开充气阀 芯，放尽胶囊内的气体，直到托阀的柄缩进为止；然后拆下充气 阔，另一端的托阀也拆下来检查一下，看其是否损坏。拆胶囊时 用工具轻轻撬松止口，慢慢拉出来。胶囊装入前，首先将蓄能器壳内腔清洗干净，以免损坏胶囊。 装入时，在胶囊和钢瓶内口涂些乳化油， 把胶囊沿轴向折叠起来，慢慢塞进去。必要时，可以用l根适当大小的棒，

21、将其头部削圆 并伸人胶囊，然后慢慢推人。装好后用手指在胶囊内壁摸一摸， 如有皱纹，则应用手指挤压抚平。蓄能器投入工作10天内，应当检查一次囊内气体压力，以后应每月检查一次。（四）高压缸套组件高压缸套组件为短缸套结构， 柱塞密封圈就安装在其中， 如 图7-ll所示。1一柱塞；2一锁紧螺母；3一螺母；4 一毛毡圈；5 一导向套；6 一垫片I; 7一柱塞密封圈；8 一村垫；9高压缶工套；10挡圈； 11 0形密封圈；12 一垫片H图7 一 11高压缸套组件第三节乳化液箱RX315/25型液箱是由液箱体、配液装置、平板式滤网、磁 性过漉器、吸液截止阁、交替阁、高压过滤器、蓄能器、回液过 滤器、截止阀（

22、曲25）、压力表、液位液温计等主要零部件组成 ,如图7-12所示s图7-12 RX315/25型乳化液箱一、液箱液箱由3个室组成，即沉淀室、过滤室、工作室。每室底部都设有放油塞，更换乳化液时可将放油塞拧掉放尽液体。在箱体两侧面及后面设有清渣盖，打开此盖可清除过滤室、沉淀室内的污物。该液8MP作过程是：贮油腔内乳化油供配液用，打开配液用清水截止阀（供水压力0.3 0.8MPa）即可输出乳化液至沉淀室， 通过配液问调节浓度，然后经磁性过滤器和平板网式过滤后，洁净的乳化液进人工作室供泵吸液。液箱的面板上部正中装有交替阀，左、右两侧各有1个高压 过滤器；面板中部有2个回液截止阀；下部是2个吸液截止阀。

23、 面板上还设有显示液位及液温的液位液温计。其供液过程为：打开吸液截止阀，工作室内的乳化液通过吸液软管进 入泵内；泵排出的高压乳化液经卸载阀、高压软管（2 0 32）、高压过滤器进入交替阀。交替阀上 6个面设有6个出口，左、右 两端连接2个高压过滤器，上连压力表，下出口为去支架接口； 正面出口装有（Z 25截止阀，打开此阀.泵来的高压液体可直接 回液箱，供卸压用；后面出口连接40L蓄能器，用于吸收液体的 压力脉动和稳定泵的卸载动作。 面板中部的2个回液截止阀平时 应打开，当检修需拆卸回液管时才关闭，封存乳化液。二、压过滤器（ZU . I H630 X 20F）高压过滤器是泵站的重要过滤元件，与泵

24、卸载阔高压出口相 连，对泵输出的压力液体进行精过滤。该过滤器的额定工作压力是31.5MPa,过滤精度为 20um。高压过滤器主要由壳体、 滤芯、堵塞指示器以及旁路阁组成， 如图7- 13所示。高压乳化液经滤芯过滤后输出洁净的工作液体。 当滤芯被污物堵塞时，将减小过滤面积，应及时清洗；当堵窘过 甚时，内部旁路阀自动打开，工作掖经旁路阀进入系统。三、吸液截止阀（Q41F 16型球阀）吸液截止阀的公称通径 100,通过法兰连接。其手柄方向与 阎长度方向一致时为开，转动 90°为关闭位置，操作方便。其 结构如图5 14所示。* 沸站；5 .宦，：6 - jsi，山嫌 t 图7-13高压过滤器

25、图7-14 Q41F-16型球阀四、交替阀交替阁的作用是当2台乳化液泵交替工作时，自动切断高压 系统与备用泵的通路，或供 2台泵同时工作时出液。交替阀的结构如图7 15所示，它是由2组单向阀反向装置 而成。其工作原理是：当一端有高压液体进液时，此端单向阀打 开，而另一端单向阀在压力液的作用下关闭，从而切断了高压系统与备用泵的通道；当两端同时供液时，则两单向阀同时开启。 此外，交替阀还起着多通块的作用。1I寸 36071 :.1 U 用/"圈(7(1x1511<S5<3.5)；ft- U 济帛 tj ff l 口 x】.9) ； 7 ”形由汁刖(10 x I 9图7-15交

26、替阀五、回液过滤器(PZU 一 800x630)回液过滤器的结构如图 716所示。该回液过滤器的公称流为800L/min,过滤精度为 630um。其性能与特点如下：(1) 配有永久磁钢，可滤除油液中1um以上的铁磁性颗粒。(2) 装有旁通阀，由于流量脉动造成过滤器压差过大或滤芯被污染物堵塞时，滤盖下部并联而成的旁通阀会自动开启工作(开启压力为0.4MPa),以保护滤芯及系统正常工作。(3) 更换滤芯方便，只需旋开过滤器顶盖即可更换。EL.1-发讯器；2-旁通阀；3-永久磁铁；4-回油孔及放油孔；5-滤 芯；6-溢流管；7-积污盅；8-止回阀；9-扩散器图7-16回液过滤器六、配液阀配液阀的结构

27、如图7 一 17所示。配液阀的作用是将乳化油和水按照一定比例配成乳化液。本配液阀要求的供水压力为0.30.8MPa。若水压太低，则吸不上乳化油，或吸入乳化油量不 足，达不到所需配比。乳化液的浓度即配比可通过调节“配比调 节杆”控制乳化油的吸人多少来达到。乳化液的浓度一般控制在 3%一 5%之间If 私卫_内芯3啧嘴；4卷头；S可调节流网神, 右一国节f场淳(7_膏=8«堵；9断黠阁膏；m _断膝啊图7 一 17配液阀第四节 乳化液泵站的液压系统【课程内容】乳化液泵站的液压系统是由乳化液泵、压力控制装置、管路、乳化液箱等按一定的方式组合而成(图5 -18)。一、对乳化液泵站液压系统的要

28、求根据液压支架的工作特点，对乳化液泵站液压系统有如下要 求:(1) 泵站系统应满足工作面支架的工作要求，当工作面支架需 要用液时，能及时供给高压液体；当工作面支架暂不需要用液时， 能及时停止向工作面供液， 但乳化液泵仍能照常运转， 并且在低 负荷状态下运转。(2) 乳化液停止向工作面供液时，应保持工作面管路系统的压 力；停泵时，应保证支架管路中的压力液不倒流。(3) 应能当泵的排出压力超过额定工作压力时及时卸压，保护 系统中的液压元件。(4) 应能保证泵在空载下启动，启动后很快进入正常工作。(5) 应设有缓冲减震装置，以利于支架动作平稳。二、GRB型乳化液泵站液压系统1、泵站启动首先打开卸压阀

29、10,使乳化液泵在空载条件下启动，乳化液 泵经吸液截止阀15从乳化液箱吸液；排出压力液经高压供液管、 卸载阀5、精过滤器6、交替阀7、卸压阀10回到乳化液箱(图 7 -18 )。2、泵站正常工作待乳化液泵启动并运转正常后，慢慢关闭卸压阀10,使泵的排液压力逐渐升高，直到泄压阀完全关闭。泵排出的压力液经工 作面主进液管去工作面支架， 支架回液经主回液管到乳化液箱沉 淀室。1 一泵；2一泵用安全阀；3一水冷却器；4 一蓄能器(25L) ; 5- 卸载阀；6 一局压过滤器；7一交替阀；8 畜能器（40L）; 9一压 力表；10-卸压阀；11 一回液过滤器；12 一配液装置；13 一溢 流阀；14 一

30、齿轮泵；15 一截止阀图7 -18泵站液压系统3、泵站卸载当工作面暂不用液而泵站继续运转时，高压管路中的乳化液 压力急剧升高。当升高至卸载阀的动作压力时，卸载阀打开，泵 排出的高压液直接回油箱。当工作面支架需要液体时，即主进液管压力下降至卸载阀恢 复压力时，卸载阀关闭，泵压升高打开单向阀，恢复供液。4、泵站安全保护泵站的一级压力保护由卸载阀组 5实现。为防止自卸载阀失 灵或液压系统瞬时压力超过额定工作压力而使系统中的液压元 件及乳化液泵损坏，泵站液压系统中增设了安全阀2, 以实现对系统进行二级超压保护。安全阀的调定压力略高于 卸载阀的调定压力（约为卸载阀调定压力的10%）。当泵排出压力一旦超出

31、安全阀调定压力， 使安全阀开启喷液时.应立即打开 卸压阀10,使乳化液泵卸载，然后停泵检查超压的原因。如果 是自动卸载阀失灵，则应更换卸载阀组；如果是安全阀调定压力 值过低，则应重新调定压力；如果卸载阀和安全阀均正常时，则 应检查整个系统，查出原因并进行处理后， 才可再次启动乳化液 泵，否则不许重新启动。三、乳化液泵站主要参数的确定1、泵站压力的确定乳化液泵站的工作压力，主要棍据立柱的初撑力或千斤顶的 最大推力来确定。2、泵站流量的确定泵站流量的大小，决定着支架的移动速度的大小。为了较好 的发挥采煤机的效能，支架的移动速度应与采煤机正常牵引速度 相适应。泵站的流量应根据每架支架在移架工作循环中

32、需要动作 的液压缸的最大流量来确定。【技能训练1】一、绘制泵站供液线路方框图（一）训练目的熟悉乳化液泵站设备组成，能理清乳化液泵站供液线路， 初步具备绘制乳化液泵站供液线路图的能力。（二）训练器材乳化液泵组1套；纸和绘图工具。（三）训练内容（1）认识泵站设备，理清乳化液泵站供液线路。（2）绘制乳化液泵站供液线图。（四）训练步骤及注意事项（1）在综采设备实习车间进行参观教学，认识泵站设备组成 部分，理清乳化液泵站供液线路（45min）。按一定的方法和步骤绘制泵站供液线路方框图（135min）。乳化液箱内液路；液压控制装置部分；泵的供液路 线（2台泵）；工作面供液与回液路线；连接管线形成封闭 供液

33、回路。（3）液压元件布局要合理，管线以水平线和垂直线表示， 管线 相交处必表达清i（4）箭头的指向要明显，几大块要用双点划线圈成方框示意。（五）考括过程度评分准（1）独立按时完成的，准确、规范的（90分）。（2）独立按时完成的，无原则错误的（80分）。（3）独立按时完成的，错误达 40%以下的（60分）。（4）不独立完成的，不按要求训练的（记为 60分以下或0 分）。（5）认真参加现场教学熟悉泵站设备的（10分）。二、读乳化液象站液压系统图（一）训练目的理解和掌握乳化液泵站液压系统的工作原理；能读懂泵站液压系统图。（二）训练器材乳化液泵组l套；所用泵站液压系统图 6-8套。（三）训练内容(1)

34、按读液压系统图的方法读泵站液压系统图(2) 对照实物读泵站液压系统图。(四) 训练过程(1) 利用多媒体进行乳化液箱及其附属装置展示(教师录制并编辑，10min左右)。(2) 参观乳化液箱及其附属装置(25min)。(3) 粗读乳化液泵站液压系统图(55min)。(4) 拆装乳化液箱上附属元件，并理清供液路线(90min)。(5) 细读乳化液泵液压系统图并说明泵站的工作原理(90min)。(五) 考桂过程度评分准(1) 认真观看多媒体教学演示(10分)。(2) 认真参观(10分)。(3) 能理清传动路线(20分)。(4) 能按要求拆装液箱上指定的元件(10分)。(5) 能读懂乳化液泵站液压系统

35、图(40分)。(6) 文明安全训练(10分)。三、乳化液泵的启动和停止的撮作(一) 训练目的熟悉乳化液泵站系统，能进行乳化液泵的启动和停止操作。(二) 训练器材乳化液泵组l套。(三) 训练内容乳化液泵的启动和停止。(四) 训练过程(1) 指导教师说明乳化液泵启动和停止的操作顺序。(2) 指导教师进行乳化液泵启动和停止的操作示范演示。(3) 操作训练：每人操作启动和停止乳化液泵3-4次，并熟悉操作中的相关注意事项。(五) 注意事项(1) 泵启动前要警示周围人员撤到安全距离以外。(2) 操作中出现异常情况要及时停泵找指导教师处理。(六) 考核厦评分标准遵守操作安全规程，文明安全训练，按步骤操作，方

36、法正 确。第五节 乳化液【知识要点】1. 乳化液的类型。2. 乳化液的组成及特性。3. 乳化液的配制。4. 乳化液自动配比机的原理。5. 乳化液自动配比机的使用与维护。【技能要点】乳化液的配制和使用【课程内容】目前，国内外广泛使用乳化液作为液压支架传递液压能、润 滑和防锈的工作介质。一、乳化液的组成及特性乳化液是由两种互不相溶的液体混合而成，其中一种液体里 细粒状，均匀分散在另一种液体中，形成乳状液体。乳化液分为油包水型和水包油型两大类，如图7 -19所示汕包水型乳化液水包油型乳化液图7 -19乳化液类型示意(1) 油包水型乳化液主要成分是油， 其中有15% -40%的小水珠 均匀分散在水中，

37、以 W/O乳化液表示。(2) 水包油型乳化液主要成分是水，其中有2/% - 15%的细小油 滴均匀分散在水中，小油滴的直径一般在 0.001 -0. 005mm,以 O/W乳化液表示。一般来说，能使油和水形成稳定的乳化液的物质称为乳化剂， 而能与水“自动”形成稳定的水包油型乳化液的“油”称为乳化 油(有的国家称为可溶性油)。由此可知，水包油型乳化液由水 和乳化油组成。目前，周内外液压支架均采用由水和乳化油组成的水包油型乳化液，即由5%的乳化油均匀分散在95%的水中，其颗粒度为0. 001 -0. 005mm。（一）乳化油乳化油的主要成分是基础油、乳化剂、防锈剂和其他添加剂（偶台剂、防霉剂、抗泡

38、剂、络台荆）。1、基础油基础油是乳化油的主要成分，它作为各种拣加剂的载体时，会形成水包油型乳化液中的小油滴，增加乳化液的润滑性，其含量一般占乳化油组成的 50%- 80%。常用的基础油为轻质润滑油。为了使乳化油流动性好，易于在水中分散乳化，多半选用黏度低的5号或7号高速机械油。常 用的M -10乳化油以5号高速机械油为基础油。2、乳化剂乳化剂是使基础油和水乳化成稳定乳化液的关键性添加剂，它是一种能强烈地吸附在液体表面或聚集于溶液表面，并改变液体的性能（如降低液体的表面张力），促使两种互不相落的液体形成乳化液的表面活性物质。 乳化剂能在基础油的油滴周围形成一层凝胶状结构的保护薄膜，以阻止油滴发生

39、积聚现象， 使乳化液保持稳定。同时它还具有清洗、分 散、起泡、渗透、润湿等 作用。3、防锈剂防锈剂是乳化液的一个不可缺少的组成部分，用以防止与液 压介质相接触的金属材料不受腐蚀，或使腐蚀速度降低到不影响 使用性能的最低限度。用于乳化油的防锈剂主要为油洛性防锈 剂，是一种能落于油中，并能降低油的表面张力的表面剂是由极 性和非极性两种基团组成。 使用过程中，极性基团吸附在金属与 的界面，同金属(或氧化膜)发生相互作用，在金属表面形成水 不洛性或难洛性化合物；而非极性基团则向外和油互落， 从而形 成紧密的栅栏，阻止水、氧等其他腐蚀介质进入表面，起到防锈 作用。4、其他添加剂乳化油除基础油，乳化剂、防

40、锈剂这三种主要成分外，为了 满求，还加入了一些其他添加剂。(1) 偶台剂乳化油中应用偶合荆的目的，是使乳化油的皂类与其他拣加剂充分互落，以降低乳化油的黏度，改善乳化油及孚化 洁(2) 防霉剂加人防霉剂后，可防止乳化油中的动植物油脂和用 时间较长的情况下引起霉菌生长，造成乳化液变质发臭。(3) 抗泡剂加入抗泡剂后，可降低乳化液的起泡性。由于乳化液中含有较多的表面面活性剂， 具有一定的起泡能力，在使用过 程中，有时因激烈搅动或水质变化而产生大量气泡，严重时可造成气阻，影响液压支架的正常动作。另外，由于气泡的存在，使 乳化液的冷却性能和润滑性能降低，甚至造成摩擦部位的局部过 热和磨损。因此，在乳化油

41、的配方中必须考虑抗泡剂，以满足使 用要求。(4) 络合剂络合剂可在乳化油中与钙、镁等金属离子形成稳定常数大的水洛性络合物，以提高乳化液的抗硬水能力。(二) 水配制乳化液所用水的质量十分重要，它不但直接影响到乳化 液的稳定性、防锈性、防霉性和起泡性，也关系到泵站和液压支 架各类过滤器的效率和使用寿命。世界各国对配制乳化液的用水都有严格的要求，我国根据矿 井水质的具体条件，参照国内外使用液压支架的经验和当前国内 乳化油的研究和生产情况，对于配制乳化液的用水质量有如下要 求：(1) 配制乳化液的用水应为无色、透明、无臭味，不能含有机 械杂质和悬浮物。(2) 配制乳化液用水的pH值在6-9范围内为宜。

42、(3) 氯离子的含量不大于5.7mg当量/L(200mg/L)。(4) 硫酸根离子的含量不大于 8.3mg当量/L(400mg / L)。(5) 水的硬度不应过高，以避免降低乳化液中阴离子乳化剂的 浓度和丧失乳化能力。应根据不同水质硬度来确定乳化油的种类(抗低硬，抗中硬、抗高硬、通用型等粪)，也可将水进行适当软化处理后再予应用(见矿水的软化处理)。(三) 液压支架用水包油型乳化液的特性(1) 具有足够的安全性。因水包油型乳化液含有95%以上的中性水溶液，既不引燃，也不助燃，所以在要求防爆的井下具有足 够的安全性。(2) 经济性好。水包油型乳化液的来源广、价格便宜。(3) 黏度小，黏温性能良好。

43、水包油型乳化液的黏度接近于水 的黏度。由于黏度小，减少了支架管路中能量的损耗。照好的黏 温性能(即黏度随温度变化的值) 有利于泵站和各种阀类工作性 能的稳定。(4) 具有良好的肪锈性与润滑性。由于水包油型乳化液中有 一定成分的防锈荆和基础油， 所以在井下使用时，对支架具有良 好的防锈性能和润滑性能。(5) 稳定性好。由于水包油型乳化液中有一定成分的乳化剂、 偶合剂和抗泡剂，使其不易产生气泡，并有良好的化学稳定性。(6) 对密封材料的适应性好。水包油型乳化液对常用的丁腊橡 胶密封材料有良好的适应性，不会使密封材料产生过分的收缩和 膨胀，造成密封失效。(7) 对人身体无害，无刺激性，对环境污染小，

44、冷却性好。水包油型乳化液的缺点是黏度小，容易漏损，润滑性不如矿 物油，故要求乳化液泵和液压阀有很好的密封性能和防锈性能。二、乳化液日匀使用和管理1、乳化液的配制1) 乳化液的配制方法采煤工作面乳化液泵站所用乳化液的配液方式有地面配液和井下配液2种。由于工作乳化液用量较大， 所以大都采用井下配 液方式。(1) 用称量混合搅拌法人工配液。根据乳化液配比，称出所需 的乳化油和配制用水，放入液箱内由人工将其搅拌均匀。(2) 在乳化液箱内设有配液器，通过配液器进行自动配液。自 动配液效果较好，不但容易调整配液浓度，而且能使油、水混合 均匀。2) 乳化液浓度的检测方法乳化液浓度的检测常用袖珍折光仪来进行，

45、袖珍折光仪如图7 - 20所示。图7 - 20袖珍折光仪测定时，将乳化液试样滴到测定镜上， 测定镜一端对准光源， 人的眼睛对准折光仪的目镜观察，然后调整目镜焦距，刻度尺上暗色部分与亮色部分间的隔线的显示值就是被测定乳化液的浓 度。袖珍折光仪每次测定后，要将测定镜用水反复清洗数次，然后再用软布擦干。不能用高纯度酒精和热的液体擦洗测定镜，否则会影响测定结果由于袖珍折光仪不能接恒温装置，所以温度低于或高于20 C 时，测定结果需做温度校正。表 72列出了不同温度时的浓度 校正值。弟度校正位温度/室被腹校正m11 3 - I4.H-0. 422.3 -23.«+ 0. 214."旭

46、3-0.323.8-25. S+ 0. S16. 3 - 17. B-0.225.8 - 26.8*0 417, 8 - 19, 3S 126.3+ 0. 3i9. 3 -20. 802S.3 29.8+ 0.620.» -22. 3+ 0. 1跺U项一3+ 0.7表7 2折光仪温度校正表3) 注意事项(1) 坚持正常使用自动配液装置，不准甩掉不用。(2) 乳化液箱清洗后或第一次配制时，应检测浓度，直到达到配比浓度要求。一旦调定合适，不准随意改动。(3) 定期检查水箱、液箱、油箱和分离设施，至少每周清洗液箱一次，以保证乳化液的质量。(4) 每班至少检查两次乳化液浓度配比，并做好记录。

47、2、乳化液的使用(1) 配液后，应严格检验配油浓度是否达到 5%的规定要求。浓 度检验可用折光仪，也可用计量法或化学破乳法。(2) 工作过程中如发现乳化液大量分油、析皂、变色、发臭或 不乳化等异常现象，必须立即更换新液，然后查明原因(3) 泵站乳化液箱可备有容量足够的副液箱，以备大量回液和 清洗液箱时贮液用。(4) 杜绝乳化液随意放泄，保持工作环境卫生，以防污染。(5) 应采用同一牌号、同一工厂生产的乳化油。如果两种牌号的乳化油混用时，要进行乳化油的相洛性、稳定性和防锈性试验， 合格后才能使用。(6) 乳化液的工作温度不得高于 40 Co3、乳化液的检验乳化液在配制和使用过程中应按规定进行性能

48、检验：(1) 稳定性 将100mL的试验用乳化液装入容量瓶内， 并封闭 瓶口，在70C温度下放置168 h,如果析出油和脂状物量不大于 0.1mL.并元沉淀物为合格。(2) 防锈性将45号钢试棒或62铜试棒(要求试棒光滑明亮，无明显的加工痕迹)插入温度为60 C的试验用乳化液中，并放置24h后取出，观察锈蚀情况，45号钢试棒以无锈蚀和无色变 为合格；62铜试棒除无色变、无锈蚀外，还要观察试液是否变 绿，如试液变绿，尽管试棒无色变，也为不合格。(3) 对橡胶密封材料的适应性将丁腊橡胶试件放A试验用(70土 2)C的乳化液中，静置 168h后取出，计算试件的体积膨胀，如果试件体积膨胀百分数在一 2

49、- +6之间为合格。(4)消泡性将50mL的试验用乳化液装入100mL的量简内，在室温条件下，上下激烈摇动1mim，静置观察消泡情况。若15min内泡沫全消，则认为该乳化液的消泡性良好。(5) 防霉性将50mL的试验乳化液放人烧杯内，加入新鲜玉米粉2g,然后在20 35C的暗处静置30天，观察有无黑色物或臭 味产生，没有为合格。4、乳化油的贮存(1) 使用单位要有乳化油油库，不同牌号的乳化油要分类保管，统一分发，做到早生产的乳化油先用，防止超期变质。(2) 乳化油的贮存期不得超过 1年，凡超过贮存期的，必须经 检验合格后才能使用。(3) 桶装乳化油应放置在室内，防止日晒雨淋。冬季室肉温度不得低

50、于10 C,以保证乳化油有足够的流动性。(4) 乳化油是易燃品，在贮存、运输时应注意防火。(5) 井下存放乳化油的油箱要严格密封。油箱过滤器要齐全， 防止杂物进入油箱。(6) 乳化油的领用和运送应由专人负责， 使用专用的容器和工 具，不得使用铝容器。防止杂物混入乳化油而影响乳化油的质量。5、乳化液的防冻问题水包油型乳化液是低浓度的乳化液，它的凝固点在一3C左右，并具有与水相类似的冻结膨胀性。受冻后，不但体积膨胀，而且稳定性也受到严重影响。3%浓度的乳化液受冻后，几乎全部破乳。因此，在严寒季节，对于液压支架(包括乳化液泵站)的地面存、运输、检修，必须采取足够的有效措施，以防缸体、管路受冻损坏。三

51、、ZPJ -1型乳化液自动配比机ZPJ -1型乳化液自动配比机用于煤矿的综采、高档普采等应用乳化液为工作介质的液压设备配套中，对乳化油与水实行乳化液的自动配比，使其浓度保持在3% -5%。1、主要技术参数系统工作压力16MPa加油泵型号及排量CBF -E 50mL/r配比泵型号及排量CBF -F 100mL/r / 10L/r配比液浓度3% -5%工作噪声w 60dB(A)外形尺寸2220mm x 900mm x 1160mm油箱尺寸1300mm x 900mm x 1070mm先导犁减压阀型号及流量DR10 -l - 50/31. 5YM150L/min2、结构该机采用体积配比原理，配比稳定

52、准确，选择乳化液泵液压动力源为驱动力，系统简单，维护方便，安全可靠。该装置由储乳化油箱、配比系统及储油系统三部分组成，其结构如图7 -21所示。1 别.化戒最琉入挂口； 2大导套独，压阁e 3找止阿* 4一唳迪耳姑： 5一吸沽最；。一乳化粘筠$ 7渔i±建用t D一裁止词；9 乳化袖稍W1 -尊止间；II冲顼"*建；12一#M ； 13- - #.（ 14一水输入截止 国（携> ; 15M T 1右一水±± it A； 17一岸向阀；JH孔化油映入姓口* 19R.1H4L化谶偷出骨棒口；小一赘板寸21一注做口图7-21乳化液自动配比机结构图1）储乳

53、化油箱|储乳化油箱是配比机的储油容器，乳化液配比时供油脂。其 体积及外形尺寸可根据用户在生产中乳化油的消耗情况及储油 量多少的要求进行设计和制造。|2）储油液压系统储油液压系统由DRIO -1- 50/31. SYM先导型减压阀、液压马 达、CBF -E型齿轮泵、油过滤器及截止阀等组成。配比机储油 时，只要将吸油泵的吸油管插入乳化油桶中，开启乳化液泵，高 压乳化液经管路到先导型减压阀，压力达到16MPa时，驱动吸油马达带动吸油泵，乳化油经油过滤器到打开的截止阀至储油箱 中，储满为止。3）配比液压系统配比液压系统由DR10 -1 - 50/31. SYM 先导型减压阀、液压马达、CBF -F型双

54、联齿轮泵、控制水压为常压的减压阀、水过 滤器、截止阀等组成。自动配液时，先将储油系统关闭，打开配 液系统截止阀和供水截止阀（乳化液箱中应预先人工配制一定量 的5%乳化液，供配此机动力源用），然后开启乳化液泵，高压乳 化液驱动配比马达带动双联齿轮泵，前泵吸水，后泵吸油，前泵 输送到乳化液泵箱中，充满为止。乳化液泵连续向液压设备供液， 配比机也可连续工作，补充乳化液到乳化液泵箱中， 保证乳化液 泵站长时供液。3、乳化液自动配比机的液压工作原理乳化液自动配比机的液压原理图如图 7 -22所示。其工作原理1一膏低札化旗输片口； 2先号里流抵同；3随油系统找止闻；4-骤功嗖油马达；5职盅曲杲;6牝化曲棉

55、* 7 -油过沸嚣* &一常开截止檄；9-配比机储油布；川一配液系统馥止间； n知动配置马迅E 12, IJ 一双fiifrtt Ml 14自携京0入停口费止周；15ASM:16水过责晖；17曲箱外截止闽；18-配比调节阕；曲一 简陶;的一乳化成曲图7 -22乳化液自动配比机液压工作原理图储油系统：先关闭配液系统截止阀10打开储油系统截阀3由乳化液泵输入的高压打开储油系统截止阀8乳化液经管路输入 1T先导型减压阀2T开启的截止阀3T驱动吸油马达4T带动吸油泵5 T从乳化油桶6中吸人乳化油T油过滤器 7t常开截止阀8 T配比机储油箱9。配液系统：先关闭储油系统截止阀3打开自来水输入接口截止阀14T开泵T高压乳 打开配液系统截止阀10液经管路输人口 1T先打开油箱外截止阀17导型减压阀2T开启的截止阀10T驱动配液马达11T带动双联齿轮泵转动12, 13T前泵