液压支架的结构原理及常见故障

1、一、液压支架的工作原理及结构1、液压支架的工作原理：液压支架是以高压液压为动力，由若干液压元件（液压缸和阀件） 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，它能实现升架（支撑顶板）、降架（脱离顶板）、移架、 推动刮板输送机前移以及顶板管理一整套工序，并能可靠地支撑 顶板，有效地隔离采空区，防止矸石进入工作面，保证了正常作 业所需的空间。液压支架与采煤机、工作面刮板输送机配套使用， 实现了采煤综合机械化，解决了机械化采煤工作面顶板管理落后 于采煤工作的矛盾，进一步提高了采煤和运输设备的效能，减轻 了煤矿工人的劳动强度，改善了安全生产条件。2、液压支架的基本组成部分：液压支架

2、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。专业文档供参考，如有帮助请下载。.图一1液压支架的组成1一前立柱；2一后立柱；3一顶梁；4一掩护梁；5一前连杆；6一后连杆；7一底座；8一操作阀；9一推移千斤顶承载结构件有：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。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

3、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。控制和操纵元件有：操纵阀、截止阀及各种油缸的控制阀等。 操纵阀是用以操纵支架各执行元件动作的阀，它是支架的动作指 挥元件。根据支架的执行元件多少及对动作的要求不同，操纵阀 的结构也不一样。液压支架上所用的控制阀较多，但油缸控制阀 只有液控单向阀和安全阀。专业文档供参考，如有帮助请下载。.它包括推移装置、除上述三项构件以外的其它构件。辅助装置： 复位装置、挡矸装置、护帮装置、防倒防滑装置、喷雾装置和照 明等。传动介质：液压支架所

4、用的传动介质是乳化液，它将泵 站的并对使之获得工作的动能，液压能传递给液压支架各执行元 件，设备具有低腐蚀、高效能的作用。2图一、初撑：3进入立6操纵阀8处于升柱位置，高压液体经 液控单向阀柱下腔，立柱上腔排液，活柱和顶梁升起支撑顶板。操纵阀置 于中顶梁接触顶板，立柱下腔压力达到泵站工作压力，立柱下腔 液体被封闭支架的初撑阶段位，液控单向阀关闭，泵站工作压力一支架对顶板产生的支撑力称为初撑力Pb 10kg, 10KN e1Te活塞直径(MPa),n一立柱数量，D(mm)。1MPanKN专业文档供参考，如有帮助请下载。.支架初撑力：3,2?10cosn?FDP?, bc44、承载: 支架初撑后，

5、进入承载阶段。顶板缓慢下沉，顶板对支架的压力 增加，立柱下腔压力升高一一支架增阻过程。专业文档供参考，如有帮助请下载。.下腔压力超过安全阀5动作压力一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一安全阀关闭，立 柱工作阻力保持恒定一一，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。Pa安全阀动作压力MPanKN支架工作阻力：3?2?10D?Pncos?F_ a45、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,立柱下腔排液一立柱(支架)卸载下降。6、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

6、，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- 液压支架的阻力一时间特性。图一3专业文档供参考，如有帮助请下载。.以保液压支架在低于额定工作阻力下工作时，具有增阻性，证 支架对顶板的有效支撑作用；在达到额定工作阻力时，具有恒 阻性；支架在保持恒定为使支架恒定在最大支撑力，具有可缩性， 工作阻力下，随顶板下沉而下缩。恒阻性与增阻性主要取决于液 控单向阀和立柱的密封性能，液控单向阀和立柱是保可缩性主要 由安全阀来实现安全阀、 证支架性能的三个重要元件。4图一7、支架移动和推移输送机：完成。上的推移千斤顶支架 和输送机的前移由底座34处于移架位置使高压液体进入 移架：

7、降柱卸载一操纵阀7活塞杆腔，活塞腔回液，以输送机为支点， 缸体前推移千斤顶4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，把输送机推专业文档供参考，如有帮助请下载。.向煤壁。二、液压支架的分类1、液压支架按其对顶板的支护方式和结构特点不同，分支撑式、掩护式和支撑掩护式。图一5支撑式液压支架图一6掩护式液压支架支撑掩护式液压支架图一7）支撑式支架：（1立柱支撑在顶梁上，没有掩护梁。支撑式支架按结构分有垛式和节式两种。支撑式支架图一8支撑式支架结构特点：根，且垂直支撑； 64m顶梁较长，长度左右；立柱多，4以平衡水平推力和防止

8、矸 石窜支架后部设复位装置和挡矸装置， 入工作空间内。支撑 式支架支护性能:支撑力大，作用点在支架中后部，切顶性能好； 对顶板重复支撑次数多，易把完整的顶板压碎；抗水平载荷能力 差，稳定性 专业文档供参考，如有帮助请下载。.差；护矸能力差，矸石易窜入工作空间；支架工作空间和通风断 面大。适应于缓倾斜、顶板稳定的薄与中厚煤层。（2）掩护式支架：以单排立柱为主要支撑部件并带有掩护梁的液压支架。用于直接顶中等稳定以下，顶板周期来压不强烈的采煤工作面。图一9掩护式支架架型示意图a一掩护式（插腿）；b一掩护式（不插腿）；c一掩护式（平衡千 斤顶在顶梁与掩护梁间）；d一掩护式（平衡千斤顶在掩护梁与底 座之

9、间）根据立柱布置和支架结构特点，掩护式支架分支掩掩护式支架和 支顶掩护式支架。掩护式支架支护性能：支撑力较小，切顶性能差，顶梁短，支撑力集中在靠近煤壁顶板， 支护强度较大、均匀，掩护性好，能承受较大水平推力，对顶板 反复支撑次数少，能带压移架。顶梁短，立柱倾斜布置，作业空 间和通风断面小。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。双纽线机构以保持专业 文档供参考，如有帮助请下载。.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

10、板把密封架间。顶梁较短，一 般在3.0m左右。（3）支撑掩护式支架:在支撑式和掩护式架型基础上发展，兼有这两种架型的主要技 术特征。适用于直接顶中等稳定、稳定和坚硬，周期压力强烈，底板软 硬均可，煤层倾角一般不大于25，煤层厚度14.5m，瓦 斯 涌出量适中的采煤工作面。根据支架的结构特点分支顶支撑掩护支撑掩护式支架图一10支撑掩护式液压支架技术性能：有些顶梁带外伸或内伸的有整体刚性和分体铰接；顶梁长，伸缩梁。多 数支架有双人行通道，通风断面大；支撑合力在顶梁后部，切顶 能力强；底座为整体结构，有底封式和底开式；立柱倾斜度小， 支撑效率高，调高范围较小，适应煤层厚度的变化能在同样煤层 前后排立

11、柱受载经常不均，力不如掩护式液压支架；地质条件下 要求其工作阻力和支护强度应高于掩护式液压支架；专业文档供参考Z U-* I 八 ，如有帮助请下载。.液压系统中的动力缸和控制元件多，操作较复杂，影响移架速度。2、液压支架按适用工作面截高范围分薄煤层支架、中厚煤层支 架和大采高支架。3、根据液压支架在工作面的位置分工作面支架、过渡支架（排头 支架）和端头支架。4、按适用采煤方法分一次采全高支架、放顶煤支架、铺网支架 和充填支架。5、按控制方式分为本架控制支架、邻架控制支架和成组控制支 架。三、液压支架型号表示方法液压支架型号命名分3部分：第一部分为产品类型及类型及特征 代号，用大写汉语拼音字母表

12、示；第二部分为液压支架主要参数 代号，用阿拉伯数字表示；第三部分为液压支架补充特征及修改 序号代号，用阿拉伯数字表示。1、液压支架“产品类型代号”表示产品的类别，统一用汉语拼 音字母“Z”表示。2、液压支架“第一特征代号”表示产品的支护性能、主要用途， 用汉语拼音字母表示：D垛式、J节式、Z支撑掩护 式、Y掩护式、F放顶煤、C充填等。3、液压支架“第二特征代号”表示产品的结构特征、使用场所 等，用汉语拼音字母表示：H滑移顶梁、X立柱“X”型 布置、D单输送机、F风力充填等。专业文档供参考，如有帮助请下载。.4、液压支架“主参数代号”依次表示其工作阻力、最小高度、 和最大高度3个参数，均用阿拉伯

13、数字表示，参数与参数之间用“/”符号隔开，工作阻力单位为KN，高度单位为dm。高度值出 现小数时，最大高度舍去小数，最小高度四舍五入。5、液压支架“补充特征代号”是“第二特征代号”的补充，如 前述代号仍难表示全面时，可用“补充特征代号”补充表示。“补 充特征代号”用汉语拼音字母表示，如L机械联网、C 插腿式或插板式等。6、液压支架“修改序号”是在产品型式或结构等有重大改进时 作为识别用，以带括号的汉语拼音字母依次表示，如（A） 第一次改型、（B）第二次改型、7、液压支架型号中所用的汉语拼音字母一律采用大写字母，其 中不得用“l”和“O”相混淆。8、液压支架型号中所用的汉语拼音字母、阿拉伯数字的

14、字体大 小相仿，不得采用角标例：1、ZZP4800/17/33型支架各符号的含义Z 一液压支架Z一支撑掩护式P铺网支架17最低支撑高度17dm33最大支撑高度33dm4800-工作阻力4800KN专业文档供参考，如有帮助请下载。.2、ZFS4000/16/28C放顶煤液压支架Z一液压支架F一放顶煤S一双输送机C插板式4000支架工作阻力4000KN16支架最小高度16dm28支架最大高度28dm3、ZFZ4400/16/28ST为有四连杆机构、抬底座装置的中位放顶煤支架Z一液压支架F一放顶煤Z一中位放煤S四连杆机构T一抬底座装置4400支架工作阻力4400KN16支架最小高度16dm28支架最

15、大高度28dm四、液压支架常见故障原因与处理1、管路系统无压力液，操作无动作(1)原因：检修后断路阀未打开；软管被堵死或被咂伤破裂漏液；专业 -U-*文档供参考，如有帮助请下载。.软管接头脱落或扣压不紧，接头密封损坏漏液；进液侧过虑 器被堵塞，液路不通；操作阀内密封损坏，高低压腔窜液。(2)预防与处理：打开断路阀；理顺软管，损坏的更换；接牢管接头，更换 密封件；更换清洗过虑器；更换操作阀。2、推移千斤顶供液后无动作或动作缓慢（1）原因：活塞密封损坏，高低压窜液；活塞杆弯曲变形或焊接处断裂；控制阀、交替单向阀或液控单向阀的密封不严，有脏物卡住或 密封损坏；进液管路压力低，阻力大或液管堵塞；采煤机

16、割 出台阶，或支架、溜子煤壁侧有矸石，大块煤卡住；千斤顶与 支架连接销或连接块折断。（2）预防与处理：调查故障原因；确定故障原因后，撤换损坏件，并进行检查， 由外部原因引起时，则清除杂物。3、邻架移架时，本架不供液的千斤顶随之动作（1）原因：推溜回路的液控单向阀密封不严。（2）预防与处理：更换密封零件。4、操作阀手把处于停止位置时，阀内有咝咝声响，或油缸有缓 慢动作专业文档供参考，如有帮助请下载。.（1）原因：阀座等密封不好；密封圈或密封弹簧损坏;阀内有脏物卡住。(2)预防与处理：更换密封零件；更换密封圈或弹簧；先动作冲洗几次无效时，更换清洗。5、支架初撑力达不到要求原因：泵压低。操作时间短，

17、未达到泵压即停止供液。预防与处理：调泵压，排除管路堵塞；操作时充足液。6、支架工作阻力达不到要求原因：安全阀调压低，未达到工作压力就开启;安全阀失灵；管路渗漏液。预防与处理：更换安全阀，并按要求调定其工作压力;专业文档供参考，如有帮助请下载。.更换安全阀；检修更换损坏管路。7、操作阀阀体外渗液原因：接头和片阀间密封件损坏；连接片阀的螺栓、螺母松动；端面密封处不好，手把端套处渗漏。预防与处理：更换密封阀；拧紧螺母；更换密封。8、操作阀手把不灵活，不能自锁原因：手把处碎矸、煤粉过多；压块或手把工作凸轮磨损；手把摆角小于80。预防与处理：及时清理手把处杂物，并采取防护措施;更换压块或手把；摆足角度。

18、9、U形卡折断、丢失(1)原因：专业文档供参考，如有帮助请下载。.U形卡质量不合格；装卸时敲击折断;U形卡规格不对。(2)预防与处理：更换、检修U形卡；更换时，防止撞击；更换U形卡。10、液压支架自动下降原因：安全阀泄液或调定值低。单向阀不能闭锁。立柱至阀连接板一段泄漏。立柱内泄漏。预防与处理：更换安全阀或调至规定值。更换单向阀。检修更换泄漏管。其他原因排除后仍降柱，则要更换立柱。11、乳化液外泄(1)原因：密封件损坏或尺寸不合适。沟槽有缺陷。专业文档供参考，如有帮助请下载。.接头焊缝有裂纹。(2)处理与预防：更换密封件。处理缺陷的沟槽。补焊接头。12、液压支架不升或升速慢原因：截止阀未打开或

19、未全开。泵压低，流量小。立柱外漏或内串液。系统堵塞。立柱变形。处理与预防：完全打开截止阀。查泵压、水源和管路。更换立柱。清 洗或排堵。更换立柱。13、液压支架不降或降速慢原因：截止阀未打开或开程不够。液控单向阀打不开。操作阀动 作不灵活。顶梁或其他部位有卡阻。管路有泄漏、堵塞。处理与预防：完全打开截止阀。检查压力是否过低，管路有无堵塞。清 理手把处堵塞物或更换操作阀。排除卡阻物并调架。处理泄 漏处及更换管路。14、低于额定压力安全阀就开启原因：专业文档供参考，如有帮助请下载。.未按要求调定工作压力。弹簧疲劳。井下调动安全阀。密封面有污物。处理与预防：重新调动工作压力。更换弹簧。更换安全阀，井下

20、严禁调动安全阀。清洗并更换密封件。15、超过额定压力安全阀不能开启原因：弹簧力过大，不符合性能要求。阀座、弹簧座弹簧变形卡死。杂质脏物堵塞，阀座不能移动，过虑器堵塞。调动了调压螺钉，使阀实际超调。预防与处理：更换弹簧。更换、检修损坏件。更换、清洗堵塞件。更换、重新调动安全阀至规定值。16、高压软管漏夜原因：胶管被挤、砸坏。胶管过期老化。接头扣压不牢。升降、移架时胶管被挤坏。高、低压胶管误用。专业文档供参考，如有帮助请下载。.处理与预防： 更换破损胶管。更换老化胶管。更换接头重新扣压。更 换胶管，把好管卡。使用合格品，加强管理，高低压胶管不得 混用。五、液压支架日常维护管理注意事项1、支架在工作

21、面进行部件拆装时，应注意顶板情况，做好人身 和设备的防护工作。更换立柱、前探梁千斤顶、各种控制阀等元 件时，要先用临时支柱支撑住顶梁后再进行。2、支架上的液压部件及管路系统在有压力的情况下，不得进行 修理和更换，必须卸载后进行，拆装时严防污物进入。3、拔出后的高压胶管，接头应朝向地面，不得指向人员。4、支架拆装和检修过程中，必须使用合适的工具，禁止硬打乱 敲。尤其是各种油缸、油塞杆和导向套，各种阀件的阀芯与密封 面、管接头以及连接螺纹等，防止损伤，避免增加检修困难。对 拆装的液压零部件要标上记号及量取必要的尺寸，并分别放在适 当的地方。拆下的零件，如垫圈、开口销、密封圈等，应装入工 具袋内，防

22、止丢失。5、支架上使用的各种油缸和阀件等液压元件，一般不允许在井 下拆检与调试，如果发现问题不能继续使用时，必须整件更换， 送井上进行修理。各种油缸在井下拆装、运搬过程中，应先收缩 至最低位置，将缸体内液体倒净，便于运搬和防止活塞杆表面碰 伤、锈蚀。搬运时要注意轻放。专业文档供参考，如有帮助请下载。.6、备换的各种软管、立柱、千斤顶与各种阀体的进出液口，必 须用合适的堵头保护，并在存放与搬运过程中，防止堵头拧掉或 脱落。7、更胶管接头的连接应保持原有位置，不得随意改变。8、支架检修后应做好检修记录，包括检修内容、材料和配件消 耗、所需工时、质量检查情况和检修负责人等，以便积累资料、 5情况，为

23、今后检修创造条件；还应进行整架动作性能试验。9、支架的存放与配件储备要有计划，设专人负责保管，加强防 尘、防锈和防冻措施。支架和配件的存放应尽量放在库房内，对 存放地面露天待检修或暂不下井的支架，应集中在固定地方进行 保管，将支架各种油缸、阀件内残存的乳化液全部放掉，各接口 处用堵头封好。六、支架的维护和管理要求1、基本要求：掌握液压支架有关知识，了解各零部件结构、规 格、材质、性能和作用，熟练地进行维护和检修。遵守维护规程： 及时排除故障，保持设备完好，保证正常安全生产。2、维护内容：包括日常维护保养和拆检维修。维护重点是液压 系统。日常维护保养做到：一经常、二齐全、三无漏堵。“一经 常”一

24、维护保养坚持经常；“二齐全”一连接件齐全、液压元部 件齐全；“三无漏堵”一阀类无漏堵，立柱千斤顶无漏堵、管路 无漏堵。液压件维修的原则是：井下更换、井上拆检。3、维护前做到：一清楚、二准备。“一清楚”一维护项目和重专 业文档供参考，如有帮助请下载。.点要清楚；“二准备”一准备好工具，尤其是专用工具，准备好 备用配件。维护时做到：了解核实、分析准确、处理果断、不留后患。“了解核实”一了解出故障的前因后果并加以核实无误；“分析准确”一分析故障部位及原因要准确；“处理果断”一判 明故障后要果断处理，该更换的即更换，需拆检的即上井检修；“不留后患”一树立高度责任感和事业心，排除故障不马虎、不 留后患，

25、设备不带“病”运转。4、坚持维护检修制度，做到五检：班随检、日小检、周（旬） 中检、月大检、季（年）总检。“班随检”一生产班维修工跟班 随检，着重维护保养和一般故障处理；“日小检”一检修班维护 检修可能发生故障部位和零部件，基本保证三个生产班不出大的 故障；“周（旬）中检”一在班检、日检的基础上进行周（旬） 末的全面维护检修，对磨损、变形较大和漏堵零部件进行“强迫” 更换，一般在6小时内完成，必要时可增加12小时;“月大检” 一在周（旬）检基础上每月进行一次全面检修，统计出设备完好 率，找出故障规律，采取预防措施，一般在12小时内完成，必 要时可延长至一天，列入矿检计划执行；“季（年）总检”一

26、在 每月检的基础上每季（年）进行总检，一般在一天内完成，也可 与当月大检结合进行，统计出季（年）设备完好率，验证故障规 律，找出经验教训。5、维护工要做到：一不准、二安全、三配合、四坚持。“一不准” 一井下不准随意调整安全阀工作压力；“二安全”一维护中专业文 档供参考，如有帮助请下载。.要确保人和设备安全；“三配合”一生产班配合操作工维护保养 好支架，检修班配合生产班保证生产班无大故障、检修时与其它 工种互相配合共同完成检修班任务；“四坚持”一坚持正规循环 和检修制度、坚持事故分析制度、坚持检修日志和填写有关表格、 坚持技术学习提高业务水平。七、液压支架的完好标准液压支架架体的完好标准1、零部件齐全，安装正确，柱靴及柱帽的销轴、管接头的U形 销、螺栓、穿销等不缺少。2、各结构件、平衡千斤顶座无开焊或裂纹。3、侧护板变形不超过10mm，推拉杆弯曲每米不超过20