第四章典型液压支

第四章典型液压支架技校采煤专业第四章

典型液压支架

第一节支撑式液压支架一、支撑式液压支架的型式、特点支撑式液压支架结构分类有垛式支架和节式支架两种。因这种支架在我国已经基本停止使用，故这里仅简单介绍垛式支架。垛式支架多为四柱式（亦有五柱和六柱式）。立柱由底座箱中的橡胶或弹簧钢片（个别的通过复位千斤顶）扶持；顶梁多为刚性板式，前、后梁铰接；底座有刚性、前后铰接式或半刚性之分。为防止采空区矸石窜入工作面，在顶梁后部挂有挡矸帘。垛式支架支撑效率高，切顶能力强，对底板比压均匀，适用于坚硬顶板的煤层，但在顶板破碎时冒顶事故多，立柱损坏率高。二、ZD4800/17/22型液压支架

ZD4800/17/22型液压支架是为周期来压强烈、顶板坚硬的缓倾斜中厚煤层设计的一种四柱垛式液压支架。

ZD4800/17/22型支架的结构如图4—1所示。主梁和前梁用销轴铰接。前梁端部用螺栓与加长梁连接。前梁千斤顶可使前梁在一定范围内上、下摆动，以便使顶梁与顶板良好接触。主梁与尾梁用销轴和保险销连接。当冒落的大块顶板砸到尾梁时，保险销可能受冲击而被切断，尾梁绕销轴落下，并由弹性胶垫缓冲。4根立柱均以球面形缸底与底座连接，活柱则以平顶活柱头通过圆锥形柱头用钢丝绳与顶梁相连接。立柱上端用钢丝绳，下端用挡板限位。底座左右座箱通过前、后连接连成半刚性底座。这种半刚性底座较整体底座有对底板适应性强的优点。加长梁、主梁和前梁为焊接结构件，尾梁为铸件。底座为钢板焊接的箱形结构。立柱为带有机械加长杆的单伸缩双作用立柱。移架时顶板对顶梁的摩擦力使立柱后倾，装在底座右座箱上复位盒内的复位橡胶受到后倾立柱的压迫时产生弹性恢复力，将立柱扶正，使之垂直支撑在顶梁与底座之间。挂在主梁后部的挡矸帘由6条矿用圆环链与若干片钢板焊接而成，用来阻止矸石窜入作业空间。

第二节掩护式液压支架一、掩护式支架的型式、特点根据立柱布置和支架结构特点，掩护式支架可分为支掩掩护式支架和支顶掩护式支架两种。（一）支掩掩护式支架支掩掩护式支架的单排立柱支撑在掩护梁上，适用于顶板周期来压不明显、直接顶中等稳定以下的低瓦斯工作面。立柱通过掩护梁对顶板进行间接支撑，支架的支撑效率低，一般为0.6~0.75；顶梁短，控顶距小；多数在顶梁与掩护梁之间设有平衡千斤顶，少数支架只架设机械限位装置；顶梁后部与掩护梁构成的“三角带”易卡进矸石，影响顶梁摆动，故一般在顶梁后端挂有挡板；作业空间狭窄，通风面积小；采用整体刚性底座。支架有插腿式和非插腿式两种型式。1、插腿式掩护支架插腿式支架的底座很长，深入到刮板输送机底下，故称为“插腿”式支架。由于底座前端离煤壁很近，顶梁虽然做的很短（1.2m左右），但顶板对支架的作用力线仍然落在底座内，使支架具有足够的纵向稳定性，不会向前倾倒。由于顶梁短，因此控顶距小，支架对控顶距内顶板的作用力分布比较均匀，顶板承受支架重复支撑的次数少，有利于顶板的维护。由于底座长，因而增大了与底板的接触面积，支架不易下陷，适宜在底板比较松软的条件下工作。插腿式支架的主要缺点是需要有带底托梁的特殊输送机与之配套。由于输送机中部槽被底托梁垫高，增加了装煤高度，故装煤不方便，需人工或采煤机跑空刀装煤。因此，我国当前已不发展此种支架。2.非插腿式掩护支架如图所示，非插腿式支架底座较短，与底板的接触面积小，但输送机可直接置于底板上，装煤比较方便。为保证支架的纵向稳定，顶梁与掩护梁铰接点应稍靠后，故顶梁较长，增大了工作空间，便于操作和通风，但接顶情况和作用力分布以及平均支护强度等步入插腿式支架。（二）支顶掩护式支架支顶掩护式支架是目前应用较多的一种架型，通常简称双柱掩护式支架，其结构如图所示。这种支架的单排立柱支撑在顶梁上，适用于顶板周期来压不十分强烈、直接顶中等稳定或稳定以下的中等瓦斯工作面。立柱经过顶梁直接对顶板进行支撑，支撑效率高，一般可达0.7~1；支顶掩护式支架顶梁长，顶梁后端与掩护梁铰接，作业空间和通风断面均大于支掩掩护式支架；顶梁和掩护梁侧面都装有活动侧护板，挡矸性能好；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，平衡千斤顶上、下腔连接双向液控单向阀和安全阀。

平衡千斤顶的作用是使支架在卸载状态下保持或调节顶梁的位置，调整支架支撑合力作用点位置。为改善支架的使用性能，应适当加大平衡千斤顶与掩护梁的极限张角和平衡千斤顶的行程。对于要提高切顶能力的支架，可增加平衡千斤顶的抗张力矩或将平衡千斤顶设置在底座与掩护梁之间。

支顶掩护式支架的顶梁有分式铰接顶梁和整体刚性顶梁两种（三）掩护式支架的结构特点（1）采用四连杆机构。顶梁近似垂直升降，梁端距变化小。支架能承受较大的水平力。（2）立柱向前倾斜支撑，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较有效地支撑。（3）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。（4）支架的调高范围比较大。（5）支架通风面积小，行人空间较窄。二、ZY2000/14/31型掩护式液压支架

ZY2000/14/31型支架是在保证强度、使用性能和技术先进性的前提下设计的一种较经济的掩护式支架。支架的结构简单、合理，降低了支架的质量和成本。（一）主要技术特征支架型式双柱掩护支架高度(MM)1400~3100

支架初撑力(KN)1117~1286

支架工作阻力（Kn）1780~2000

支架强度（MPa）0.42~0.48

支架中心距（mm）1500

泵站供液压力（MPa）31.4

适应煤层倾角（°）≤25

支架质量（t）5.76支架质量（t）

5.76（二）支架结构

ZY2000/14/31型掩护式支架的结构如图所示。它主要由承载结构件、辅助装置、液压缸和液压控制元件等组成。1、承载结构件1）顶梁支架顶梁为整体箱型结构。为了改善顶梁的接顶性能，定量前端上翘30mm（距离定量前端850mm处开始上翘）。顶梁前部用钢管煨弯焊成，外形圆滑。顶梁上连接立柱的柱冒和连接平衡千斤顶的耳座，以及安装侧推装置的套筒。2）掩护梁掩护梁为整体箱型结构，以增加其强度。掩护梁上焊有连接平衡千斤顶的耳座和安装侧推装置的套筒。3）底座底座为刚性整体式底座。底板上焊有连接立柱的柱窝，底板后端留有排矸口。立筋板上有安装前、后连杆的铰接孔，并焊有连接推移千斤顶的托板，以及用于推移装置导向的限位条和限位板。4）前后连杆支架的前、后连杆为分体箱型结构。前、后连杆分别与掩护梁和底座铰接，形成四连杆机构。四连杆机构保证在支架调高范围内，使顶梁前端与煤壁之间的距离基本不变，支架的掩护空间无较大的变化，提高了支架的支护性能。后连杆外部两侧焊有防矸板，防止矸石窜入支架内。2、辅助装置1）推移装置推移装置采用直接推移的形式，主要由连接头、短框架和推移千斤顶组成。连接头与短框架通过销轴连接。短框架的另一端与千斤顶的活塞杆连接。推溜时，以支架为支点，千斤顶活塞杆伸出，带动短框架通过连接头使输送机前移；拉架时，以输送机为支点，活塞杆收回，带动支架前移。由于千斤顶采用浮动活塞式，故不使用长框架就可使拉架力大于推溜力。2）侧推装置侧推装置主要由弹簧、推杆、弹簧筒和侧退千斤顶组成，如图4—6所示。推杆的一端装入弹簧筒内，并使弹簧作用在推杆上；另一端与侧推千斤顶缸体连接。支架顶梁和掩护梁的左侧（前进方向）焊有固定侧护板，右侧装有活动侧护板。弹簧套筒与活动侧护板上的连接座通过销轴连接。千斤顶的活塞杆端连接在固定侧护板上。一般情况下，活动侧护板在弹簧作用下与邻架靠紧。需要调架或移架时，可使侧推千斤顶动作，将顶梁和掩护梁的侧护板同时收回或分别推出。3）护帮装置护帮装置主要由护帮板、护帮千斤顶和挡块组成，如图4—7所示。护帮千斤顶的缸体与顶梁上的耳座铰接，活塞杆与护帮板上的耳座铰接。护帮板通过其端部的耳座铰接在顶梁最前端的耳座上。护帮板的后面设有挡块。护帮千斤顶伸出时，护帮板伸向煤壁并与煤壁贴紧，阻止片帮煤快落下。护帮板收回后被挡块挡住。4）防倒防滑装置一般在煤层倾角大于15°时，需加设防倒防滑装置。由于每架支架直接与刮板输送机相连，侧推千斤顶控制的侧护板具有防倒防滑性能，因而只要解决了排头支架的防倒防滑问题，整个工作面支架的防倒防滑问题就可以基本得到解决。该支架中有较完善的防倒防滑装置，其中包括：排头支架的防倒防滑装置、底座防倒防滑装置和输送机防滑装置。排头支架的防滑装置，在工作面倾斜下方的①、②、③三架排头支架之间的底座前部装有2个调架千斤顶4，用以调整支架的架间距，使下滑的支架得到复位。在第一架支架的底座下侧安装防止底座下滑的防滑千斤顶7，并用圆环链8与第三架支架的尾部连接，用以调整支架尾部的距离。排头支架的防倒装置，在工作面倾斜下方的①、②、③三架端头支架之间的顶梁下面装有2个防倒千斤顶2，支架发生倾倒时，可用其调整复位。为了防止输送机下滑，没有输送机防滑装置。输送机防滑装置包括输送机防滑千斤顶1、调架座3和圆环链2，当工作面倾角大于15°时，每个工作面需配备15组输送机防滑装置；倾角在8°~16°时，配备10组；倾角小于8°时，可不配备输送机防滑装置。工作面倾角为25°~30°时，应在每架支架底座后部倾斜下方安设底座调架装置，并在另一侧安设顶盖。底座调架装置包括调架千斤顶和圆推杆。3、液压缸

液压缸包括立柱、平衡千斤顶、侧推千斤顶、护帮千斤顶和推移千斤顶等。1）立柱该支架采用带机械加长杆的L—160/150*870型外导向套式单伸缩双作用立柱，如图4—40所示，它由缸体1、活柱7、加长杆8和导向套6等组成。活柱由活塞头和柱管焊接而成。活塞头结构为卡键式，与缸体之间用鼓形密封圈5密封，借导向环6加强。柱管内装有机械加长杆8，加长杆分为6段，每段长125mm,调节范围为750mm。导向套9与缸口采用方钢丝连接。导向套分别用O型密封圈11和蕾形密封圈12与缸体和活柱密封。立柱采用外供液方式，两端为凸球面，分别与顶梁柱冒和底座柱窝连接。立柱缸体内径为160mm，柱径为150mm；液压行程为870mm，初撑力为643Kn，工作阻力为1000Kn。2）平衡千斤顶平衡千斤顶的型号为Q—140/85*290，结构如图4—11所示。平衡千斤顶的两端分别与顶梁和掩护梁上的耳座铰接。需要改善顶梁的状况时，可调整平衡千斤顶。该千斤顶顶缸口结构为卡环式，活塞头结构为卡键式。千斤顶的缸径为140mm，活塞杆直径为85mm，液压行程为290mm。3）侧推千斤顶侧推千斤顶的型号为Q—63/45*170，顶梁的掩护梁上各使用2个侧推千斤顶。顶梁侧推千斤顶和掩护梁侧推千斤顶的伸出用2片操纵阀分别控制；缩回则共用1片操纵阀操纵，即把这片操纵阀扳到开的位置时，顶梁侧护板和掩护梁侧护板同时收回。该千斤顶采用内导向套、组合式活塞，其缸口结构为方钢丝式，活塞头结构为卡键式。采用内供液方式。4.护帮千斤顶护帮千斤顶的型号为Q—63/45×270。其结构型式与侧推式千斤顶相同，不同的是采用外供液方式。5）推移千斤顶推移千斤顶的型号为Q—125/70×700。该千斤顶的缸口结构和活塞头结构型式与平衡千斤顶相同。该千斤顶采用浮动活塞，推溜力为123KN，拉架力为269KN。4、液压控制元件

该支架的液压控制元件主要包括ZC（6）A型组合操纵阀、KDF型液控单向阀、YF型安全阀，SKS型液控双向锁和HDF型回液单向阀等。ZC（6）A型组合操纵阀KDF型液控单向阀SKS型液控双向锁KDF型液控单向阀1）ZC（6）A型组合操纵阀

ZC（6）A型组合操纵阀由首片阀、中片阀和尾片阀组合而成，如图所示。首片阀上装有总进、回液管接头，尾片阀具有端板的作用，中片阀可根据动作的多少而增减。该支架一般采用4片中片阀（加上首片阀和尾片阀共6片阀）。当选用排头支架防倒防滑装置时，应采用5片中片阀。每片阀内装有2个结构完全相同的二位三通阀，均由1个手把操纵，构成闭锁动作。2个二位三通阀合在一起，相当于1个“Y”型机能的三位四通阀，控制1个液压缸的伸、缩两个动作。

ZC（6）A型组合阀的动作过程如下：由泵站提供的高压液经首片阀上的进液管接头进入阀体内的高压腔（图中左边腔室）。操纵手把未动作时，钢球5在弹簧1的作用下与阀座7接触，高压液体不能进入支架各管路；支架各管路经工作液管接头、空心阀柱径向孔、中心孔、阀杆13与阀柱之间的间隙后与总回液管接头相通。操纵手把动作时，压块15推动阀杆13，阀柱11左移，顶开钢球5，同时关闭回液通道（阀杆13上的阀垫12将阀柱11上的中心孔堵塞），高压腔的高压液体经工作液管接头（中间的管接头）进入立柱（或千斤顶）的工作腔，产生相应的动作。供液完毕，手把回零位，阀杆13复位，阀柱11与阀垫12脱开泄压，同时弹簧1使钢球5复位封住压力液体。

这种操纵阀只有1个阀芯元件，可有效地避免操作过程中高低压腔的串通现象；同时，操作省力，适用于工作压力较高的系统。2）KDF型液控单向阀

KDF型液控单向阀的结构如图2—36所示。该阀增加了1个减震阀10，目的在于卸载时减少液压冲击。动作过程是：压力液从阀体2中间孔供入，直接推开钢球8，使减震阀10右移，压力液便从右侧孔道进入立柱下腔（或相应千斤顶工作腔）。中间孔停止供液后，钢球和减震阀复位封闭进液口。需泄压时，压力液从左侧孔进入，推动顶杆3打开钢球。在钢球被打开的极短时间内，立柱下腔带的压力液由减震阀上直径为1.4mm的小孔首先泄压。由于小孔的阻尼作用，减少了液压冲击。随着减震阀的右移，压套9上的大孔打开，立柱可以大量回液。3、SKS型液控双向锁

SKS型液控双向锁用于平衡千斤顶和护帮千斤顶。该阀是2个液控单向阀的组合阀，如图4—13所示，采用了1个双头双向作用顶杆，左、右各有弹簧使其复位。当由操纵阀来的压力液推开钢球9进入千斤顶的工作腔时，压力液体同时推动顶杆8向另一方向移动，推开另一端的钢球，千斤顶另一腔回液。4）YF型安全阀

YF型安全阀用于立柱、平衡千斤顶、护帮千斤顶和输送机防滑千斤顶上。结构如图4—41所示。当立柱（或千斤顶）工作腔由于外载的作用超过额定压力时，高压液推动阀芯（空心柱塞）5右移，压缩弹簧9，阀芯5的径向泄液孔超过密封圈后即泄压；工作腔压力降低后，弹簧推动阀芯复位，安全阀关闭。5）HDF型回液单向阀

HDF型回液单向阀装在支架回液管与主回液管之间，阻止回液背压，防止因回液阻力过大而造成支架误动作；同时，在支架维修时不会造成大量的回液管内的液体溢流。该阀的结构如图4—15所示。支架回液时，经右端口推开阀芯5，从左口回液。支架不工作时，弹簧4使阀芯5复位而封闭，主回液管内的液体不能返流回架内管路系统。（三）ZY2000/14/31型支架液压系统该支架的液压系统如图4—16所示。1、液压系统的特点（1）控制方式为手动全流量本架控制。（2）液压主管路采用二线整段供液，压力管路P的压力为31.4MPa。（3）各立柱和千斤顶由片式组合操纵阀构成简单换向回路，可以机动动作。（4）立柱采用单向锁紧限压回路，平衡千斤顶采用双向锁紧限压回路，护帮千斤顶采用双向锁紧单侧限压回路。2、支架的各个动作及其液路该系统可完成立柱升降，推溜，移架，护帮板推出和收回，顶梁与掩护梁角度调整，侧护板推出和收回等动作。1）升柱扳动立柱操纵阀（2）手把，使其处于图示下部位置。这时，压力液直接打开两立柱液控单向阀，进入两立柱2的下腔；两立柱下腔的液体经操纵阀回液，两立柱同时升起。2）降柱扳动立柱操纵阀（2）手把，使其处于图示上部位置。这时，压力液经两立柱操纵阀后分两路：一路直接进入两立柱上腔；另一路打开闭锁下腔液路的液控单向阀，使下腔液体经操纵阀回液，两立柱同时下降。123456（1）平衡收平衡推立柱升（2）立柱降推溜（3）移支架（4）侧收（5）掩侧推（6）护帮收护帮推顶侧推ZY2000/14/31型液压支架液压系统PO1—平衡千斤顶2—立柱3—推移千斤顶4—顶梁侧推千斤顶5—掩护梁侧推千斤顶6—护帮千斤顶3）推溜扳动推移千斤顶操纵阀（3）手把，使其处于图示下部位置。这时，压力液进入推移千斤顶3的活塞腔，推动活塞杆伸出推溜：活塞杆腔的液体经操纵阀回液。

4）移架扳动推移千斤顶操纵阀（3）手把，使其处于图示上部位置。这时，压力液进入推移千斤顶的活塞杆腔，迫使活塞杆缩回移架；活塞腔的液体经操纵阀回液。5）推出护帮板扳动护帮千斤顶操纵阀（6）手把，使其处于图示下部位置。这时，压力液到液控双向锁，打开锁紧护帮千斤顶6活塞腔的单向阀，进入护帮千斤顶的活塞腔，推动千斤顶伸出；同时，压力液将锁紧护帮千斤顶活塞杆腔的单向阀打开，接通千斤顶活塞杆腔的回液路，活塞杆腔的液体经操纵阀回液，护帮千斤顶伸出，带动护帮板贴紧煤壁。6）收回护帮板扳动护帮千斤顶操纵阀（6）手把，使其处于图示上部位置。这时，压力液到液控双向锁，打开锁紧护帮千斤顶活塞杆腔的单向阀，进入护帮千斤顶的活塞杆腔；同时，压力液将锁紧护帮千斤顶活塞腔的单向阀打开，接通千斤顶活塞腔的回液路，活塞腔的液体经操纵阀回液，护帮千斤顶缩回，护帮板收回。7）顶梁与掩护梁角度调整（1）角度增大：扳动平衡千斤顶操纵阀（1）手把，使其处于图示下部位置。这时，压力液到液控双向锁，打开锁紧平衡千斤顶活塞腔的单向阀，进入平衡千斤顶活塞腔；同时，压力液将锁紧平衡千斤顶活塞杆腔的单向阀打开，接通千斤顶活塞杆腔的回液路，活塞杆腔的液体经操纵阀回液，平衡千斤顶伸出，顶梁与掩护梁之间的角度增大。（2）角度减小：扳动平衡千斤顶操纵阀手把，使其处于图示上部位置。这时，压力液到液控双向锁，打开锁紧平衡千斤顶活塞杆腔的单向阀，进入平衡千斤顶活塞杆腔；同时，压力液将锁紧平衡千斤顶活塞腔的单向阀打开，接通千斤顶活塞腔的回液路，活塞腔的液体经操纵阀回液，平衡千斤顶缩回，顶梁与掩护梁之间的角度减小。8）推出侧护板推出侧护板必须在支架降下后进行，即通过侧护板向上或下山方向调整支架，须在该架支架降下后进行。（1）推出顶梁侧护板：扳动侧推千斤顶操纵阀（4）手把，使其处于下部位置。这时，压力液直接进入顶梁两侧推千斤顶4的活塞腔，千斤顶活塞杆腔的液体经操纵阀回液，顶梁侧推千斤顶伸出，推出顶梁侧护板。（2）推出掩护梁侧护板：扳动侧推千斤顶操纵阀（5）手把，使其处于下部位置。这时，压力液直接进入掩护梁两侧千斤顶5的活塞腔，千斤顶活塞杆腔的液体经操纵阀（4）回液，掩护梁侧推千斤顶伸出，推出掩护梁侧护板。9）收回侧护板扳动侧推千斤顶操纵阀（4）手把，使其处于上部位置。这时，压力液同时进入顶梁和掩护梁侧推千斤顶的活塞杆腔，千斤顶活塞腔的液体分别经操纵阀（4）和（5）回液，顶梁和掩护梁侧推千斤顶同时缩回，收回侧护板。第三节支撑掩护式液压支架

一、支撑掩护式支架的型式、特点根据支架的结构特点，支撑掩护式液压支架可分为支顶支撑掩护式和支顶支掩支撑掩护式两种。（一）支顶支撑掩护式支架支顶支撑掩护式支架的两排立柱都支撑于顶梁下.

这种支架的类型较多，按其立柱布置及架体结构型式的不同，可分为一般型、V型、X型、单摆杆型和短尾型等，如图所示。一般型V型X型单摆杆型短尾型（1）一般型支架：前排立柱向前倾斜，后排立柱近于直立的支架。支撑效率高，调高范围小，适用面广，是使用最普遍的支撑掩护式支架。（2）V型支架：前排立柱向前倾斜，后排立柱向后倾斜，呈V形布置支架。立柱倾斜较大，倾角相同，增大了支架调高范围，增强了适应煤层厚度变化和顶板载荷的适应能力，但前、后排立柱在底座上的距离减小，影响行人和运送物料。（3）X型支架：前排立柱向后倾斜，后排立柱向前倾斜，呈X形交叉布置的支架。倾斜度大，支架调高范围增加很多，顶梁和底座较短，但总体结构复杂，使用数量不多。V型和X型支架适用于厚度变化较大的薄及中厚煤层。（4）单摆杆型支架：顶梁与掩护梁为一体，掩护梁较短，与底座之间用一个摆杆连接的支架。支架升降时，顶梁端部的运动轨迹为圆弧形，较四连杆机构运动轨迹的水平位移量大，使端面距变化增加。这种支架的总体结构简单，重量轻，但调高范围小，适用于煤层厚度变化小的中厚煤层采煤工作面。（5）短尾型支架：掩护梁陡立，较短，与顶梁连接的销轴进入顶梁后部，使掩护梁的上方受到顶梁后部保护的支架。采用四连杆稳定机构，前连杆为单件，深入到后排立柱中间，后连杆靠近后排立柱，前、后连杆都较短，使掩护梁陡立，向采空区伸出较少，减轻了冒落矸石的冲砸力。顶梁活动侧护板多为铰接摆动式。短尾式支架的工作阻力和重量都较大，适用于顶板坚硬、来压强烈、冒落矸石块度大的采煤工作面。（二）支顶支掩支撑掩护式支架支顶支掩支撑掩护式支架的前排立柱支撑于顶梁下，后排立柱支撑于掩护梁下，如图4—19所示。这种支架结构单一，前排立柱向前前倾，后排立柱向后倾且其工作阻力多小于前排立柱，工作中有时承受拉力，故活柱腔也用液压锁控制，柱头与柱底用直通销轴连接于掩护梁与底座之间（与千斤顶的连接方式相同）。顶梁与底座较支顶支撑掩护式的短，结构较紧凑，整体刚性好，支撑合力更靠近顶梁后部。底座前端比压小，便于移架和更适用于较软的的底板。（三）支撑掩护式支架的结构特点：（1）顶梁较长，一般为前后分段式宽面铰接结构。（2）采用四连杆机构，支架的稳定性好，能承受较大的水平力。（3）前后两排立柱支撑，支撑合力作用点离煤壁较远，支架的支撑力大，切顶能力强。（4）底板比压分布均匀，对地板比压小。（5）在顶梁、掩护梁甚至后连杆后设有活动侧护板，对顶板和采空区的挡矸性能好。（6）支架的通风断面较大。（7）支架的纵向长度长，造价比掩护式支架高。二、ZZS6000/17/37型支撑掩护式液压支架

ZZS6000/17/37型支撑掩护式液压支架为高产高效工作面支护设备。（一）支架的结构特点（1）采用了适合坚硬顶板条件下的紧凑型短四连杆机构。（2）采用契形铰接前梁，支架前端支护力最大达1799KN。（3）支架控制系统采用快速移架系统。系统流量大，升降柱、推溜、拉架为邻架先导控制，降柱、移架回液旁路直接到主回液管，保证支架降、移、升一个操作循环时间不超过12s。采用逻辑式差动阀实现差动推溜，加快推溜动作，没有压力波动和冲击。（4）支架采用固定侧护板结构，为快速移架作保证。（5）支架底座前端设有抬架机构，使支架在特殊条件下仍能快速移架。（6）结构件的主要受力部分采用高强度板，使支架各结构件强度大为提高。（二）支架的主要技术特征

支架型式支撑掩护式支架高度(mm)1700~3700

支架的初撑力（KN）5105

支架工作阻力（KN）6000

支护强度（MPa）0.81~0.91

控制方式手动或电液控制泵站：压力（MPa）31.4

流量（L/min）400

管路规格主进液管路（mm）主回液管（mm）38

支管（mm）10，16，19，25

支架质量（t）17.9（三）支架的结构支架的机构如图4—20所示。1、承载结构件1）契形梁契形梁为箱式焊接结构，如图4—21所示。它和顶梁用销轴铰接再与自锁机构组成刚性顶梁，提高支架前端支护力，防止机道上方冒顶、片帮。.契形千斤顶控制.契形梁可以上翘160mm，改善了顶梁的接顶效果，提高了支架前端对顶板的支护力。2）顶梁顶梁为箱式焊接结构，顶梁两侧均采用固定侧护板。3）掩护梁掩护梁上部与顶梁铰接，下部与前、后连杆相连，为箱型焊接结构，梁两侧为固定侧护板。4、前、后连杆前连杆为箱型焊接结构，后连杆为整体箱型结构。5）底座底座为前后桥和两个箱体结构焊接而成的刚性整体结构。前过桥为厚钢板整体结构，后过桥为箱型焊接结构。底座中部桥下空当内设有安装推移千斤顶的“U”形耳座及推移杆的导向限位板；两半箱体上设有4个柱窝i，可与立柱缸底球头铰接；后部设有耳座，通过销轴与前、后连杆铰接。2、辅助装置1）护帮装置护帮板是板式焊接结构。后端的耳板通过销轴与.契形梁铰接。2）推移装置推移杆为箱体焊接结构，具有高的抗弯扭能力。它与十字头、推移千斤顶组成推移装置。3、执行元件1）立柱为双伸缩作用结构，主要是由大缸体、小缸体、导向套、活柱、底阀和密封件等组成，如图4—22所示。小缸体既是上活柱的缸体，又是大缸体的活柱。小缸体（大活柱）底部通孔中装有单向阀，用来锁闭小缸体上腔的乳化液体，使之不能流到小缸体下腔。活塞及导向套密封均采用鼓形密封圈和蕾形密封圈。键和导向套、导向环均采用铅黄铜整体铸造，具有强度高摩擦系数小、耐磨性能好的特点，同时立柱的承受偏载能力也得到提高。立柱缸底上设有2个进出液口。1个为进液口，1个为立柱安全阀接口。立柱缸径为250/180mm，柱径为230/160mm。2）推移千斤顶推移千斤顶的结构如图4—23所示。其缸径为180mm，杆径为100mm，主要由缸体、导向套、活塞杆和密封件等组成。推溜时，活塞杆腔和活塞腔由差动阀控制。3）护帮千斤顶护帮千斤顶缸径为100mm，柱径为70mm，主要由缸体、导向套、活塞杆和密封件等组成。4）调架千斤顶调架千斤顶缸径为140mm，柱径为90mm，主要由缸体、导向套、活塞杆和密封件等组成，用于工作面安装支架时调整每架之间的相对位置，拉架时调整支架，防止支架走偏或咬架。5）契形梁千斤顶契形梁千斤顶是契形梁的执行元件，其缸径为125mm，柱径为70mm，主要由缸体、导向套、活塞杆和密封件等组成。6）抬架千斤顶抬架千斤顶为单作用柱式结构，如图4—24所示。它是抬架机构的执行元件，主要由缸体、活塞、导向套等组成。4、控制元件1）SHF-PZ-8/31.5型副控阀副控阀结构如图4—25所示。它为静压平衡式金属锥密封结构，主要由阀体、金属锥、手柄等组成。其内部结构为2个二位三通阀组成的三位四通阀，作用是给工作缸配液或作为主控阀的先导阀。该阀的操作手柄有自锁和不自锁的两种。2）DYF-200/31.5型主控阀主控阀结构如图4—26所示。它采用非静压平衡式金属锥密封结构，为2个二位三通阀组成的三位四通阀。该阀为液控开启结构，当控制液由液控口进入液控腔时，控制活塞在液压力的作用下克服弹簧力推动回液阀关闭，进液阀开启，此时P口的高压液经A口进入工作缸。当控制腔控制液变为低压时，进液阀在弹簧力的作用下关闭，回液阀开启，工作腔回液。3）CJF-400/31.5

常闭截止阀为非静力平衡式金属锥密封结构，如图4—27所示。它是1个二位三通阀，结构和原理与半个主控阀相同。其内含有精过滤器。4）KDF1c型液控单向阀液控单向阀主要由阀体、单向阀、卸载顶杆、堵头、弹簧座等组成，如图4—28所示。它采用了橡胶单向密封垫、机械限位控制阀垫工作压缩量的密封结构。KDF1c型液控单向阀5）DKDFII型旁路阀旁路阀的工作原理同液控单向阀一样，不同之处是阀孔和各液体通道大一些。另外，阀的卸载顶杆与卸载腔的直径比液控单向阀小，这样保证了降柱时液控单向阀先开启，带立柱下腔压力下降后旁路阀再打开，是大部分液体通过旁路阀回到回液管，提高了立柱下降速度。6）SYD-PK125/40YD液控双向锁

双向锁主要由阀体、顶杆、中间套、阀座、钢球、减震阀、弹簧等组成，如图4—29所示。起作用是同时闭锁工作油缸的两腔。双向锁实际上是由2个单向阀公用1个双头顶杆组装在1个阀体里面而成的。7）ZHYFIA安全阀

安全阀主要由阀体、阀芯、密封圈、阀壳、弹簧座、弹簧、调整螺母等组成，如图4—30所示。阀弹簧调定后，油缸额定工作压力就为调定值，如压力大于调定值，高压液就从安全阀的小孔卸载，使油缸压力恒定。8）YD-PK125/40型液控单向锁液控单向锁主要由阀体、顶杆、阀芯、阀套、弹簧组成，如图4—31所示。其作用是闭锁工作油缸的一腔。适用范围：用于液压支架千斤顶工作腔的闭锁。9）JZF—32/25型、JZF—38/25型平面截止阀平面截止阀主要由阀壳、阀芯、密封螺帽和手轮盖等组成，通常为常开（四）液压系统支架的液压系统如图所示。由泵站来的液流经液截止阀后分为两路：一路到副控阀组；另一路到主控阀组。操作副控阀，高压液体即进到各副控阀的进液口，同时打开下架开关阀，经开关阀进入主控阀组进液口。通过邻架副控阀控制主控阀组使各液压缸动作，完成支架所需动作。去邻架由邻架来1—回液截止阀；2—进液截止阀；3—邻架副控阀；4—开关阀；5—主控制阀组；6—本架副控阀；7—液控单向阀；8—互帮千斤顶控制阀；9—推移千斤顶控制阀；10—楔形梁千斤顶控制阀；11—楔形梁千斤顶；12—调架千斤顶；13—护帮千斤顶；14—抬架千斤顶；15—立柱控制阀；16—前立柱；17—后立柱；18—推移千斤顶支架各动作及其液路：

1、前柱升

将邻架副控阀打到“前升”位置。控制油路：邻架副控阀→本架主控阀升柱控液口。高压油路：本架常闭截止阀→立柱主控阀→立柱液控单向阀→立柱下腔。此时立柱上升。低压油路：立柱上腔→立柱主控阀→回液截止阀→主回液阀。2、前柱降将邻架副控阀打到“前降“位置。控制油路：邻架副控阀→本架主控阀降柱液控口。高压油路：本架常闭截止阀→立柱主控阀→低压油路：立柱下腔→｛｛

立柱活柱腔立柱大缸上腔立柱液控单向阀旁通阀回液截止阀主回液管3、后柱升将邻架副控阀打到“后升”位置。油路同前柱升。4、后柱降将邻架副控阀打到“后降”位置。油路同前柱降。5、护帮千斤顶伸

将本架副控阀打到“护伸”位置。高压油路：本架副控阀→此时护帮千斤顶伸出。低压油路：护帮千斤顶活塞杆腔→双向锁→副控阀→回液截止阀→主回液管。双向锁液控口护帮千斤顶双向锁护帮千斤顶活塞腔6、护帮千斤顶缩

将本架副控阀打到“护缩”位置。高压油路：本架副控阀→低压油路：护帮千斤顶活塞→双向锁→副控阀→回液截止阀→主回液管。7、契形梁千斤顶推将本架副控阀打到“契升”位置。高压油路：本架副控阀→单向锁→契形梁千斤顶活塞腔。低压油路：契形梁千斤顶活塞杆腔→副控阀→回流截止阀→主回液管。双向锁液控口护帮千斤顶双向锁护帮千斤顶活塞杆腔8、契形梁千斤顶拉将本架副控阀打到“契降”位置。高压油路：本架副控阀→低压油路：契形梁千斤顶活塞腔→单向锁→副控阀→回流截止阀→主回液管。9、调架千斤顶伸将本架副控阀打到“调伸”位置。高压油路：本架副控阀→调架千斤顶活塞腔。低压油路：调架千斤顶杆腔→单向锁→副控阀→回流截止阀→主回液管。单向锁液控腔楔形梁千斤顶活塞杆腔10、调架千斤顶缩将本架副控阀打到“调缩”位置。高压油路：本架副控阀→单向锁→调架千斤顶活塞杆腔。低压油路：调架千斤顶活塞腔→副控阀→回流截止阀→主回液管。11、抬架千斤顶抬架将邻架副控阀打到“抬架”位置。高压油路：邻架副控阀→抬架千斤顶活塞腔。12、推移千斤顶推溜将邻架副控阀打到“推溜”位置。控制油路：邻架副控阀→本架主控阀推溜液控口。高压油路：本架常闭截止阀→主控阀→低压油路：推移千斤顶杆腔→差动阀→主控阀→回液截止阀→主回液管。推移千斤顶活塞腔差动阀推移千斤顶活塞杆腔13、推移千斤顶拉架将邻架副控阀打到“拉架“位置。控制油路：邻架副控阀→本架主控阀拉架液控口。高压油路：本架常闭截止阀→主控阀→差动阀→推移千斤顶活塞杆腔。低压油路：推移千斤顶活塞腔→回液截止阀→主回液管。主控阀旁路阀第四节放顶煤液压支架一、放顶煤支架的型式、特点

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型式。实践证明：以低位放顶煤支架效果最佳。（一）高位放顶煤支架高位放顶煤液压支架的放煤口处于液压支架的上部，即顶梁上或掩护梁的上部，一般采用单输送机运送采煤机采落的煤和放下的顶煤。最常见的高位放顶煤液压支架是短顶梁、掩护梁开天窗的掩护式液压支架。高位放顶煤液压支架的特点是：（1）结构简单、紧凑，支架较短，稳定性和密封性较好。（2）放煤口尺寸大，可达2000mm*800mm，有利于顶煤放出。（3）使用单输送机，端头维护空间小，整个工作面设备布置与普通长壁工作面相同，便于管理，但由于采、放煤公用一部输送机，不能平行作业，影响产量的提高。（4）支架放煤时，煤尘较大，正常人行道基本被切断，减少了工作面安全出口。（5）支架顶梁较短，容易出现架前顶煤放空而造成支架失稳或移架困难的现象。（6）对煤层冒放性要求较高，一方面要求梁端顶煤完整，不冒顶、不片帮；另一方面要求梁后顶煤破碎，能顺利放出。（二）中位放顶煤支架中位放顶煤支架的放煤口处于液压支架的中部，即在掩护梁中部开放煤口，一般采用双输送机，采煤机采落的煤由前输送机运送，放下的顶煤由后输送机运送，中位放顶煤液压支架的特点是：（1）支架的稳定性和密封性较好，抗偏载和抗扭能力大，不易损坏。（2）放煤口距煤壁较远，有助于工作面前方顶煤的维护。支架顶梁长，反复支撑顶板，增加顶煤的破碎程度。（3）由于采、放煤运输使用两部输送机，可以实现平行作业。（4）受放煤口尺寸的限制，架与架之间有三角煤放不下来，同时放煤口易发生大块煤堵塞现象。（5）后输送机放在支架底座上，后部空间有限，大块煤通过困难，且移架阻力较大。（6）掩护梁不能摆动，二次破煤能力差。（三）低位放顶煤支架低位放顶煤液压支架的放煤口处于液压支架的下部，即在掩护梁后部铰接一尾梁作为放煤门，通过控制尾梁的伸缩或摆动，控制顶煤的排放，使用双输送机运煤，低位放顶煤液压支架的特点是：（1）由于具有连续的放煤口，放煤效果好，没有脊背煤的损失，回收率高。（2）从煤壁到放煤口的距离长，经过顶梁的反复支撑和掩护梁上方的垮落，顶煤破碎充分，对放煤极为有利。（3）后输送机一般沿底板布置，浮煤容易排出，有利于移架。（4）由于放煤口较低，产生的煤尘较少。（5）尾梁伸缩高度较小（或摆动角度较小），松动顶煤的能力差。二、ZFS6000/22/35型低位放顶煤液压支架

ZFS6000/22/35型低位放顶煤液压支架是为“两硬”条件（即媒体坚硬、顶板坚硬）厚煤层综放开采设计的一种四柱支撑掩护式放顶煤支架。（一）主要技术特征支架型式支撑掩护式支架高度（mm）2200~3500支架初撑力（KN）5218支架工作阻力（KN）6000支架支护强度（MPa）0.83~0.87支架中心距（mm）1500泵站压力（MPa）31.4泵站流量（L/min）200支架质量（t）24适应煤层倾角（°）≤15（二）支架结构

ZFS6000/22/35型低位放顶煤液压支架的结构如图4—35所示。它主要由承载结构件（顶梁、掩护梁、底座、前后连杆、回转梁）、液压缸（立柱、前梁千斤顶、伸缩梁千斤顶、回转千斤顶，推移千斤顶、推溜千斤顶）、液压控制元件（操纵阀、控制阀、初撑力保证阀）、辅助装置（推移装置、喷雾装置）等组成。1、承载结构件1）顶梁顶梁由主梁、前梁、前梁伸缩梁组成，均由高强度钢板焊接而成。主顶梁为整体箱式结构，其长度为3190mm，宽度为1460mm，厚度为310mm。由于主顶梁较长，移架时它可多次反复支撑顶板，有利于放顶煤。主顶梁上焊有4个铸钢球面柱窝，与立柱球头铰接。柱窝前后间距1320mm，左右间距800mm。在主顶梁的后端开有2个圆孔，通过销轴与掩护梁铰接。前端耳座开有圆孔，与前梁铰接，并在前部焊有与前梁千斤顶球头铰接的球面柱窝。主梁两侧为固定侧护板。前梁安装在顶梁前端，通过两销轴与顶梁铰接，并在前梁伸缩梁可在伸缩千斤顶的作用下向煤壁方向伸出和缩回，及时支护采煤机割煤后暴露的顶板。2）底座底座为整体刚性底座，底座长2620mm，宽1280mm。3）掩护梁掩护梁为整体箱型结构，它由结构主筋板焊接而成，长度（铰接孔中心距）为1495mm，宽度为1460mm，厚度为360mm。掩护梁上端与顶梁连接，下端与前、后连杆相连，并通过销轴与回转梁铰接。掩护梁两侧为固定侧护板。4）回转梁回转梁为箱式结构焊接结构，安装在支架的尾部，长度为1450mm，宽度为1350mm，厚度为280mm~220mm。回转梁通过的销轴与回转千斤顶连接，实现回转梁的摆动，从而实现放煤口的关闭与开启。5）前、后连杆前、后连杆为箱式焊接结构，它是保证支架移动、传递掩护梁扭转载荷的重要部件。前、后连杆与底座的铰接点位置较高，形成了足够的后工作空间。2、辅助装置1）推移装置推移装置有前推杆和后推杆。前推杆前端通过十字头与输送机连接，后端与推移千斤顶的活塞杆连接。前推杆长（中心孔距）为1101mm，宽为220mm。后推杆的前端与拉溜千斤顶的活塞杆连接，后端通过十字头与后输送相连接。后推杆长（中心孔距）960mm，宽为135mm。前、后推杆的结构完全一样。2）侧护装置侧护装置主要由侧护板构成。侧护板安装在支架顶梁、掩护梁两侧，均为固定侧护板。3、液压缸1）立柱立柱为单伸缩双作用式，主要由缸筒、活柱、导向套、密封件等组成，如图4—36所示。活塞采用鼓形密封圈，导向套采用蕾形密封圈。立柱的缸筒内径为230mm，活柱直径为220mm，行程为1300mm。立柱两端均采用球面结构与顶梁及底座球面铰接。2）推移千斤顶推移千斤顶为浮动活塞式结构，主要由缸体、导向套、活塞杆、浮动活塞和密封件等组成，如图4—37所示。推移千斤顶缸体内径为180mm，活塞杆直径为105mm，行程为220mm。3）前梁千斤顶前梁千斤顶主要由缸筒、活塞杆、导向套和密封件等组成，如图4—38所示。前梁千斤顶缸体内径为160mm，活塞杆直径为105mm，行程为220mm。4）回转千斤顶回转千斤顶是放煤回转梁的执行元件，可以控制放煤口的关闭与开启。其结构与前梁千斤顶完全相同。回转千斤顶的缸体内径为160mm，活塞杆直径为105mm，行程为588mm。5）拉后溜千斤顶拉后溜千斤顶是拉后输送机的执行元件，主要由缸筒、活塞杆、导向套和密封元件等组成，如图4—39所示。拉后溜千斤顶的缸体内径为125mm，活塞杆直径为85mm，行程为700mm。4、液压控制元件液压控制元件主要有：操纵阀、液控单向阀、安全阀、平面截止阀、初撑力保证阀等。1）操纵阀本支架采用YKC-300/31.5型操纵阀。该阀为手动三位四通阀，由末片、中片和进液板通过螺栓紧固为一整体。阀内采用橡胶平面密封，具有密封性好、抗污能力强等优点。

YKC-300/31.5型操纵阀如图4—40所示。该阀内装有两组平面阀和中间一组泄压阀。当手把处于中间位置时，两进液阀在弹簧力的作用下处于关闭状态，切断高压液进入工作液口A和B的通路，这时A，B两口液路都与阀回液口“O”相通。当操纵手柄通过凸轮、压块带动回液阀切断回液通路，同时顶开进液阀时，高压液即由”P”口进入工作液口A或B。当手柄回到中间位置时，进液阀在弹簧力与液压力的作用下迅速将进液油路切断，恢复原始状态。2）液控单向阀本支架采用YDF-42/200型液控单向阀。3）安全阀本支架采用ZHYFII型安全阀，调整压力为36.1MPa。4）平面截止阀本支架采用PJZF-19/32和PJZF-19/38型平面截止阀。5）过滤器本支架采用GBG型过滤器，位于进液截止阀和操纵阀之间，主要作用是支架主供液系统进入每架支架操纵阀元件前，对液体进行一次过滤，防止脏物进入系统，破坏控制元件的动作性能，降低控制元件的使用寿命。为保证液压支架控制系统的正常运行，过滤器要进行定期检查和清洗，一般每月应清洗一次。YDF-42/200型液控单向阀PJZF型平面截止阀6）初撑力保证阀为了保证支架初撑力，本支架设置了初撑力自动保证系统，由CCF型初撑力保证阀完成。该阀采取与控制阀并联的布置方式，利用支架原来的升、降柱操纵方法，来保证支架的初撑力。

CCF型初撑力保证阀采取初撑自动补液控制系统，消除了初撑力自保回路靠弹簧调定，人为因素影响大、压力调定性差、初保效率低的缺点，可确保支架初撑力的要求，以适应大流量支架供液系统的需要。（三）液压系统液压系统如图4—42所示。支架各动作及其液路：1、升柱将操纵阀手柄打到“立柱升”位置。（1）高压油路：①主进液管→进液截止阀→过滤器→操纵阀→液控单向阀→立柱下腔。②主进液管→进液截止阀→过滤器→立柱初保阀→立柱下腔。（2）低压油路：立柱上腔→操纵阀→回液截止阀→主回液管。ZFS6000/22/35型低位放顶煤液压系统前梁千斤顶前立柱后立柱推移千斤顶拉后溜千斤顶回转千斤顶伸缩梁千斤顶前梁千斤顶降伸缩千斤顶降前柱降后柱降拉架拉后溜回转千斤顶升升升升推溜推后溜回转千斤顶升2、降立柱将操纵阀手柄打到“立柱降”位置。（1）高压油路：主进液管→进液截止阀→过滤器→操纵阀→。（2）低压油路：立柱下腔→液控单向阀→操纵阀→回流截止阀→主回液管。3、推前溜将操纵阀手柄打到“推溜”位置。（1）高压油路：主进液管→进液截止阀→过滤器→操纵阀→浮动千斤顶活塞腔。（2）低压油路：浮动千斤顶活塞杆腔→操纵阀立柱上腔液控单向阀液控腔4、拉架将操纵阀手柄打到“拉架”位置。（1）高压油路：主进液管→进液截止阀→过滤器→操纵阀→液控单向阀→浮动千斤顶活塞杆腔。（2）低压油路：浮动千斤顶活塞腔→操纵阀→回液截止阀→主回液管。5、伸前梁将操纵阀手柄打到“前梁伸”位置。（1）高压油路：主进液管→进液截止阀→过滤器→操纵阀→伸缩千斤顶活塞腔。（2）低压油路：伸缩千斤顶活塞杆腔→操纵阀→回液截止阀→主回液管。6、缩前梁将操纵阀手柄打到“前梁缩“位置。（1）高压油路：主进液管→进液截止阀→过滤器→操纵阀→伸缩千斤顶活塞杆腔。（2）低压油路：伸缩千斤顶活塞腔→操纵阀→回液截止阀→主回液管。7、前梁上摆将操纵阀手柄打到“前梁千斤顶升“位置。（1）高压油路：主进液管→进液截止阀→过滤器→操纵阀→液控单向阀→前梁千斤顶活塞腔。（2）低压油路：前梁千斤顶活塞腔→操纵阀→回液截止阀→主回液管。8、前梁下摆将操纵阀手柄打到“前梁千斤顶降”位置。（1）高压油路：主进液管→进液截止阀→过滤器→操纵阀。（2）低压油路：前梁千斤顶活塞腔→液控单向阀→操纵阀→回液截止阀→主回液管。9、拉后溜将操纵阀手柄打到“拉后溜”位置。（1）高压油路：主进液管→进液截止阀→过滤器→操纵阀→推后溜千斤顶活塞杆腔。（2）低压油路：推后千斤顶活塞腔→操纵阀→回液截止阀→主回液管。前梁千斤顶活塞杆腔液控单向阀（打开液控腔）10、放煤回转梁下摆（放煤）将操纵阀手柄打到“回转千斤顶缩”位置。（1）高压油路：主进液管→进液截止阀→过滤器→操纵阀（2）低压油路：回转千斤顶活塞腔→液控单向阀→操纵阀→回液截止阀→主回液管。11、放煤回转梁上摆（关闭放煤口）将操纵阀手柄打到“回转千斤顶伸”位置。（1）高压油路：主进液管→进液截止阀→过滤器→操纵阀→液控单向阀→回转千斤顶活塞腔。（2）低压油路：回转千斤顶活塞杆腔→操纵阀→回液截止阀→主回液管。回转千斤顶活塞杆腔液控单向阀（打开液控腔）（四）支架喷雾系统为了降低综放工作面煤尘，ZFS6000/22/35型低位放顶煤液压支架前后配有两套降尘喷雾系统。前一套与前梁伸缩千斤顶相连，前梁伸时，伸缩千斤顶下腔高压液作为水阀控制液将水阀打开，支架前梁上的喷雾系统开始喷雾；前梁缩时，伸缩千斤顶上腔高压液作为水阀控制液将水阀关闭。后一套与放煤回转千斤顶相连，放煤口回转千斤顶缩（放煤）时，千斤顶活塞柱腔高压液作为水阀控制液将水阀打开，支架后部开始喷雾；放煤完毕，放煤回转千斤顶活塞腔高压液作为水阀控制液将水阀关闭。该喷雾系统的特点是：喷雾控制系统可靠、简单，控制管路小，喷雾效果好。

第五节电液控制液压支架

电液控制液压支架是在一般液压支架基础上发展起来的，二者基本结构相同，但控制方式不同。电液控制液压支架是用先进的计算机技术与液压阀等相结合组成的电液控制系统来代替一般液压支架的手动液压操纵阀控制系统，从而使液压支架的操作更加灵活、快捷。可根据采煤工艺的要求，选择手动单架控制，成组程序控制，工作面运输巷内主控制台全工作面可编程遥控。一、电液控制系统的组成及工作原理

液压支架电液控制系统大体上有两种，一种在工作面运输巷内设主控制台，其组成框图如图所示；另一种不设主控制台，只设服务器。（一）电液控制系统组成

1、主控制台

主控制台安装在工作面运输巷内，主要由一台微型计算机构成，它是全工作面电液控制系统的中枢，主要功能是修改、储存支架控制箱运行参数，监控工作面支架运行情况，在自动程序控制中协调采煤机与支架同步运行，同时为地面监控室传送工作面运行情况及数据。

电源箱交流127主控制台工作面运输巷NO.1支架控制箱NO.2支架控制箱NO.3支架控制箱位移传感器直流12v支架立柱与千斤顶电液控制阀组压力传感器电液控制系统组成图2、支架控制箱

支架控制箱是由单片机、程序储存器、输入输出接口、通讯电路、驱动电路、电源、键盘等组成的微机控制系统。每台液压支架配备一台支架控制箱，相邻支架控制箱用电缆连通。支架控制箱是支架电液控制枢纽，其主要功能是通过操作键盘输入的指令可使左右支架实现相应的动作，接收主控台的信息以及压力传感器、位移传感器的反馈信号，经微机判断处理后监测该控制箱所控制的支架的程序动作，显示和修改单台支架的运行参数。3、电液控制阀组

电液控制阀组是支架电液控制系统的核心部件，目前使用的电液控制阀组是电磁先导阀控制阀组，由电磁先导阀和主控换向阀组成。它的优点是可用较小的电磁力来控制较大的液流，按操作者的指令由微机控制实现支架的各种动作。电液控制阀动作频繁，对其工作可靠性和使用寿命要求很高。4、压力传感器

压力传感器是把液压信号转换为电信号的一个转换元件，通过它把监测到的支架承载状态反馈到支架控制箱。5、位移传感器

位移传感器是把位移量转换为电量(电流或电压)的一个转换元件。位移传感器分直线位移传感器和角位移传感器。直线位移传感器能够把直线距离的变化量或某一位置转换为电信号的变化量的监视。角位移传感器可把角度变化转换为电信号输入控制箱，用于监测支架前端及护帮装置的伸出与收回状态。6、电源箱

电源箱的作用是向控制系统提供电能，一般均采用隔爆兼本安型12V直流稳压电源。

7、分线盒及电缆

分线盒与电缆用于控制系统合电气元件的接线与连接。分线盒一般为全密封的金属盒。电缆为有防护胶管的多芯电缆。（二）电液控制系统的工作原理工作面内各支架控制箱与主控制台连成一个计算机网，形成一个有机整体。操作人员选定其中任一台控制箱进行操作，对工作面内任一台支架发出控制命令，并且能够把被控制支架的工作状况反馈回发出命令的控制箱。对单台支架，首先根据采煤工艺的要求，通过支架控制箱选择好控制方式，然后发出相应控制命令（即给出电信号），使支架做相应的动作。支架工作状态由压力传感器或位移传感器反馈回控制箱，控制箱再根据传感器提供的信号来决定支架的下一个动作。

二、WS1.7-210/450型电液控制掩护式液压支架

WS1.7-210/450型电液控制掩护式液压支架是我国引进的第一套电液控制液压支架，是由德国D.B.T公司生产的。（一）结构特点（1）采用整体刚性顶梁和加宽带抬架千斤顶底座（支架中心距1.75m）的两柱双伸缩掩护式大采高（4.5m)的结构型式。

（2）材质优良，强度大，质量轻，寿命长。（3）立柱伸缩行程大，便于并下运输，且适应煤层厚度的变化。（4）采用PM4电液控制系统，先进可靠，移架速度快（6~8s/架）。（二）主要技术特征支架架型双柱掩护式支架支架高度（mm）2100~4500支架初撑力（KN）4810支架工作阻力（KN）6800支架中心距（mm）1750支护强度（MPa）0.715~0.849支架推移步距（mm）850支架质量（t）19.2（三）支架的结构支架的结构如图4—44所示。1、承载结构件1）顶梁顶梁为整体刚性顶梁。顶梁长4035mm，宽1660mm，为厚钢板焊接的箱型结构。顶梁前半部逐渐上翘，增大梁端支撑力，可有效地支撑住梁端顶板，防止顶板过早离层。2）掩护梁掩护梁是由厚钢板焊接的直梁式箱型结构，上端与顶梁铰接，下端与前、后连杆铰接。掩护梁侧面开有4个圆孔，用以拆装侧推千斤顶。腹板中部安装有平衡千斤顶的固定装置，将平衡千斤顶的缸体通过左右两块弯曲的固定板插装在掩护梁上的支承座内。3）底座底座采用加宽（1620mm）分离式半刚性结构，前后用桥和箱型结构连接。底座前桥中间垂直安装1个抬架千斤顶，其作用是当底板较软时，使抬架千斤顶活塞杆伸出，通过推溜长推杆顶在底板上，可使底座前端抬起，有利于移架。底座左侧中间还安装1个调架千斤顶，其作用是提高支架的调架能力，即当支架支撑时，活塞杆伸出顶住邻架底座，防止支架横向滑动；当支架移架时，可利用调架千斤顶调节底座架间间距。4）四连杆机构前连杆采用左、右分置的单体箱型结构；后连杆为整体连杆，由2个单连杆组焊而成的箱型结构。2、辅助装置1）护帮装置护帮板长800mm，由并列的2个护帮千斤顶控制，可向外转90°，与煤壁平行进行护帮；还可以向上翻转180°，与顶板平行护顶。根据需要，护帮板还可以用销轴加装500mm长的加长段，有利于顶梁前端的顶板管理。2）推移装置支架推移装置采用长框架结构，推移千斤顶采用倾斜反装式安装。推移千斤顶的缸体与底座前端的前桥铰接，活塞杆与长推杆后端铰接，推杆前端通过连接头与输送机铰接。3）侧推装置为适应大采高支架对防倒和防护性能的要求，支架不仅在顶梁和掩护梁两侧装有侧推装置，还在后连杆两侧也装有侧推装置。左、右两侧的侧护板对称安装，根据左、右工作面的需要，把一侧侧护板用锁紧销锁住，另一侧不锁为活动侧护板。3、执行元件1）立柱立柱为等负载双伸缩立柱，由外缸体、下活柱、上活柱、单向阀（底阀）、导向套、密封圈等组成，如图4—45所示。

下活柱既是外缸体的活柱，又是上活柱的缸体。单向阀安装在下活柱活塞的中心孔内，其作用是控制双伸缩立柱升、降顺序并保持上、下活柱同时伸出时承载能力相等，即等负载立柱。为防止立柱内部高、低腔串通（内泄漏），活塞上装有密封圈。为防止粉尘进入立柱内，导向套出口处装有防尘圈。2）推移千斤顶推移千斤顶的型号为ZE443-160/90-900，由缸盖、缸体、空心活塞杆、导向套、密封零件等组成，如图4—46所示。在空心活塞杆中装有舌簧杆式位移传感器，用来监测移千斤顶活塞杆的工作位置，并输入支架控制箱内计算机进行控制。更换位移传感器时，不需拆除活塞杆，只需拆下缸盖金额缸体的连接螺钉，卸下缸盖即可。3）平衡千斤顶平衡千斤顶两液口集中在上部由防护板保护；活塞杆与活塞用卡环和弹簧卡圈连接；导向套与缸体用螺纹连接，拆装方便。4）护帮千斤顶护帮千斤顶两液口集中在活塞杆上端；活塞杆与活塞用卡环连接；导向套与缸体采用螺纹连接。5）侧推千斤顶侧推千斤顶采用内液管，两液口集中在端头；千斤顶外径尺寸小，安装方便。6）调架千斤顶调架千斤顶的活塞与活塞杆为一体，内液路，缸体上套一缸盖，磨损后易更换。7）抬架千斤顶抬架千斤顶的结构与调架千斤顶相同，仅参数不同。4、控制元件1）电液控制阀组电液控制阀组主要由供给组件、主过滤器、先导阀块（7个）、主控阀阀体（7件）、主控阀芯（14个）、开关阀块、左右端板、电缆插销等组成，如图4—47所示。供给组件具有连接板功能，上面有进、出液口及插装过滤器的插座。。主控阀阀体为双面连接，即上、下面对称，其上有两个连接用通孔和进、出口；下侧面有两个螺纹孔，用来安装两主控阀芯；左侧面有两个液管插孔A与B；右侧面为与中间板连接面，开有控制液孔，如图所示。（书中4—47）主控阀的工作原理：当没有控制液作用于活塞8上时，上阀口a关闭，下阀口b开启，Z口与R相同，P液口堵死。当有控制液作用于活塞8上时，阀杆压缩弹簧7上移，关闭下阀口b，打开上阀口a，压力液P与Z口相通，R口封死。当控制液断开时，阀杆6在弹簧作用下下移，关闭上阀口a，打开下阀口b，恢复图示位置。2）支架控制箱（SCU）每台支架都装有1个SCU。它可接收与支架有关的测量数据，如压力、位移及开关状态，并根据汇集的数据决定应执行的功能命令。支架控制箱的结构（如图书4—52所示）。外壳为不锈钢板制成的长方形箱型结构。控制箱前面为操作键盘。键盘中央是一个长方形字母和数字显示屏。周围有25个按键，用以与微机交流。键盘右侧有两个大按键，上面为全工作面紧急停止和闭锁按钮，下面为本架停止和闭锁按钮，当工作面出现紧急情况或检修时，用以停止全工作面支架或本架支架。按此按钮时，可使电磁先导阀断电停机闭锁，同时发出声音报警。3）压力传感器压力传感器用来检测立柱下腔压力，并转换为电信号输入SCU。这种压力传感器的基本部件是一个焊接在“单臂电桥”薄板上的应变测量装置。传感器内的放大器确保在0~45MPa的压力范围产生相应的0.2~1mA的电流输出。其结构如图4—53所示。4）位移传感器位移传感器用来检测推移千斤顶在整个行程范围内的位置，并转换为电信号输入SCU中。该位移传感器为舌簧接触杆式，由一环形磁铁、舌簧杆和电阻器组成，装在推移千斤顶的空心活塞杆中，如图4—54所示。当推移千斤顶空心活塞杆伸缩时，环形磁铁控制舌簧杆接头与电阻器的开关，改变电阻，从而改变输出电压（0.5~4.5V）。其测量精度在4mm以内。这种传感器的优点是提供相对量，因而工作面的截深可无级变化。（四）电液控制系统

WS1.7-210/450型掩护式支架电液控制系统主要由电液控制阀组、支架控制箱、传感器、各油箱及其控制元件等组成。

工作原理：位置（1），先导阀电磁线圈断电，阀不动，阀口与回液管相通。位置（2），电磁线圈通电，电磁推杆顶先导阀阀芯，先导阀开启，但此时控制压力液仍未进入先导阀内。位置（3），遥控开关阀（EV）被接通，压力液进入先导阀并作用在阀芯上，只要开关阀不断电，先导阀就被压力液保持在开位。此时，先导阀电磁线圈可以断电。与此同时，控制压力液打开控制阀，使压力液进入液压缸，动作：

（1）两立柱用3快阀控制，根据需要可分别实现左、右立柱单独升柱，同时升柱和同时降柱等4中控制方式。两立柱下腔都装有液控单向阀和安全阀。安全阀整定值为43MPa。（2）推移千斤顶的活塞杆腔接有锁闭回路，防止在移架时输送机往后退缩，并装一安全阀来控制锁闭压力，实现过载保护。安全阀整定值为40MPa。（3）5个侧推千斤顶分两组由3快阀控制，可实现顶梁两侧推千斤顶同时伸出，掩护梁和后连杆3个侧推千斤顶同时伸出和5个侧推千斤顶同时缩回等3中控制方式。（4）平衡千斤顶两腔装有液压锁和安全阀。活塞杆腔安全阀调整压力为50MPa，活塞腔安全阀整定值为40MPa。（5）两护帮千斤顶液路装有液压锁和2个安全阀，以使两千斤顶同时伸出和缩回并同时锁定调好位置。安全阀整定值为37MPa。（6）抬架千斤顶由阀V13控制伸出抬架。V13处于零位时，千斤顶两腔均与回液管相通，千斤顶靠支架自重自动缩回。（7）调架千斤顶活塞杆腔不经阀直接由压力液使千斤顶处于缩回状态。需要调架时，打开阀V14，使活塞腔进压力液，千斤顶差动伸出实现调架。三、ZZ5200/11/18型支撑掩护式液压支架ZZ5200/11/18型液压支架是我国第一套装备国产最先进电液控制系统的支护设备。（一）支架的结构特点（1）采用了适合硬顶板条件下的紧凑型四连杆机构，改善支架的受力条件。（2）支架采用了顶梁与掩护梁铰接间隙补偿技术，端面距基本保持不变。（3）液压系统中采用了大流量的阀类，大孔径大高压胶管及电液控制技术，极大地提高了支架移架速度。（4）推移千斤顶缸底装有一到位行程阀，用于发送行程到位信号。（二）主要技术特征

支架型式支撑掩护式支架高度（mm）1100~1800初撑力（KN）3958工作阻力（KN）5100操纵方式：本架手动、双向顺序、成组、邻架电液控制泵站：压力（MPa）31.5

流量（L/min）400（三）支架的承载结构1、承载结构件1）前梁前梁为箱式焊接结构，与顶梁铰接。通过前梁千斤顶的伸缩可控制前梁的上、下摆动，上摆9.5°，下摆6°，起控制前方顶板的作用。梁体较薄。具有较好的弹性，能