液压支架说明书

太原科技大学毕业设计（论文）设计(论文)题目：ZY4000/14/32型掩护式液压支架设计说明书姓名____赵效明_____学院（系）___专科部____专年业工程机械控制技术级___工程083___指导教师___要志斌_____2011年6月4日太原科技大学毕业设计说明摘要本课题主要论述了液压支架的主要设计过程。其中包括：液压支架的类型，总体设计，主要零件的设计以及液压系统的设计。实现升、降、推、移四个步骤。支架采用四连杆机构，改善支架的受力状况，缩手，然后进行整体结构关键词：液压支架；顶梁；底座；立柱：结构设计I太原科技大学毕业设计说明ABSTRACTThissubjectmainlydiscussesthemaindesignprocesshydraulicsupport.Including:hydraulicsupport'stype,overalldesign,themajorpartsdesignandhydraulicsystemdesign.Stentsforscreentypestentsform.Stentsinadditiontoeffectiveeffectivelysupport,rooftoachieveraisingandlowering,pushing,removethefoursteps.Stentsadoptedfourbarlinkage,improvethestressstateandnarrowstentliftingprocessstenttopbeamandmovethedistance.FrontPillarbyasingletelescopichydrauliccylinder,front-endextensionrodtomeetwithstentinmaximumandminimumheightofpositionwhentherequest.Topbeamscreenbeam,thebasebysteelmadecabinetisweldedstructure.Inthestudyofhydraulicsupport,theneedforproductiontestandanalysisstent,thedeterminationofreasonablehydraulicsupportstressparameters,motionparametersandstructureparameters,andselectedhydraulicsupportthebestsolution,etc.ComprehensivescientificandtechnologicalproblemsThistopicistheworkingprincipleofhydraulicsupportonhand,thenthewholestructuredesign.Keywords:hydraulicsupport;Topbeam;Base;Pillar:structuredesignII太原科技大学毕业设计说明目录摘要............................................................................................................................I目录.............................................................................................................................III第1章液压支架在煤矿采煤作业中的重要作用以及该产品的使用方法-1-1.1液压支架概述.............................................................................................-1-1.2液压支架的组成以及工作原理.................................................................-1-1.2.1液压支架的组成及工作原理............................................................-1-1.2.2液压支架的工作过程........................................................................-2-第2章液压支架的类型、构造、使用场合的条件..........................................-5-2.1液压支架的类型..........................................................................................-5-2.1.1支撑式支架........................................................................................-5-2.1.2掩护式支架........................................................................................-6-2.1.3支撑掩护式支架................................................................................-8-2.2液压支架结构...........................................................................................-10-2.2.1掩护式液压支架.............................................................................-10-2.2.2支撑掩护式液压支架.....................................................................-13-第3章ZY4000/14/32型掩护式支架................................................................-15-3.1型号、适用条件.......................................................................................-15-3.2主要技术特征（下表3.1）......................................................................-16-3.3支架的组成...............................................................................................-18-3.4支架的主要结构及其作用.......................................................................-18-3.4.1顶梁..................................................................................................-18-3.4.2护帮板/伸缩梁................................................................................-19-3.4.3顶梁侧护板.....................................................................................-19-3.4.4掩护梁.............................................................................................-20-3.4.5掩护梁侧护板..................................................................................-20-3.4.6前后连杆..........................................................................................-20-3.4.7底座.................................................................................................-20-III太原科技大学毕业设计说明3.4.8弹簧组件.........................................................................................-21-3.4.9推移杆.............................................................................................-21-3.5防滑防倒装置...........................................................................................-22-3.6液压系统...................................................................................................-22-3.6.1液压原理..........................................................................................-22-3.6.2乳化液.............................................................................................-23-3.6.3本支架的液压系统.........................................................................-23-3.7立柱和千斤顶...........................................................................................-24-3.7.1立柱..................................................................................................-24-3.7.2各种用途的千斤顶..........................................................................-24-3.8支架的验收、运输....................................................................................-25-3.9支架常见故障及排除...............................................................................-26-3.10液压系统常见故障、原因及排除方法..................................................-29-第4章油缸加工工艺分析................................................................................-38-4.1油缸的作用...............................................................................................-38-4.2油缸的工作原理.......................................................................................-38-4.3加工工艺分析...........................................................................................-39-4.4加工过程...................................................................................................-39-4.5深孔加工工序............................................................................................-40-4.6深孔拉镗加工工序...................................................................................-40-4.7液压缸工作时出现爬行现象的原因及排除方法...................................-41-4.8液压缸安装的注意事项...........................................................................-41-4.9液压缸工作时产生故障的原因及排除方法：.......................................-41-致谢..................................................................................................................-43-结论..................................................................................................................-44-参考文献................................................................................................................-45-IV太原科技大学毕业设计说明第1章液压支架在煤矿采煤作业中的重要作用以及该产品的一般使用方法1.1液压支架概述在煤矿开采的过程中，回踩工作面应防止顶板冒落并维持一定的工作空间，以保证工作人员的安全和各项工作的顺利进行。发展。1945年英国首先装备了世界上第一个使用液压支架的综合工作面，把回采用了液压支架。支架本身前移和推动输送机，因此也称为自移式支架。实践证明：液压支架具有支护性能好、强度高、移动速度快、安全可靠等优机械化设备，该设备具有增加产量、提高效率、降低成本、安全生产、减轻工人安全上是可靠的，是实现回采工作面机械和自动化的主要设备。1.2液压支架的组成以及工作原理1.2.1液压支架的组成及工作原理液压支架一般是由顶梁、底座、立柱、推移装置、操纵控制装置和其他辅刚性支架，支架就依靠立柱的升降来支撑顶板和维护一定的工作空间。液压支架的主要动作由升降、降架、推移输送机和移架。这些动作是利用-1-太原科技大学毕业设计说明乳化液泵站提供的高压液体，通过液压控制系统控制不同功能的液压缸来完成图1.1者为本架操作，后者为邻架操作。图1.1液压支架工作原理图1—顶梁；2—立柱；3—推移千斤顶；4—安全阀；5—单向阀；6、7—操纵阀；1.2.2液压支架的工作过程液压支架在工作过程中，不仅要能够可靠地支撑顶板，而且应能随着回采工作面的推进向前移动。这就要求液压支架必须具备升、降、推、移四个基本动成的。（一）支架升降液压支架的升降是依靠立柱来实现的。立柱是支撑在顶梁和底座之间的液压缸，其动作由控制阀（液控单向阀和安全阀）与操纵阀控制，支架升降时的工作过程可分为下述几个阶段；1、支柱初撑，支架对顶板急增阻阶段。操纵阀置于升柱位置，由泵站输来的高压液体经液控单向阀进入立柱的下生的支撑力称为初撑力。支架的初撑力为-2-太原科技大学毕业设计说明P。πD/4×P×10，N22bP。—支架的初撑力P—泵站的额定工作压力，MPabD—支柱缸体内径，CmZ—支架的支柱数显然支架的初撑力是取决于泵站的额定工作压力、立柱数和立柱的缸体内径。2、闭锁承载，支架对顶板的缓增阻阶段。的工作阻力为：PπD/4×P×10，N22aP—支架的工作阻力，NP—安全阀的开启压力，MPaaD—支柱缸体内径，CmZ—支架的支柱数同样，支架的工作阻力取决于安全阀的开启压力，立柱数和立柱的缸体内径。3、溢流承载，支架对顶板的恒阻阶段。顶板继续下沉，立柱下腔的压力继续升高，当达到立柱安全阀的调定值时，不变，即支架处于对顶板恒阻作用阶段。4、卸载降柱，支架与顶板无作用阶段。当采煤机截煤过后，欲将支架移动到新的位置，需将操纵阀置于降架位置，高压液进入立柱上腔，同时，打开液控单向阀，立柱下腔与回液管连通，于是活柱收缩使支架卸载下降。由以上分析可以看出，支架工作时，其支撑力随时间的变化过程可分为三个阶段（如图1.2t-3-太原科技大学毕业设计说明束至安全阀开启前的缓增阻阶段t，及安全阀出现脉动卸载时的恒阻阶段t，这12就是液压支架的阻力时间特性。它表明液压支架在额定工作阻力以下工作时具阻性，以限制支架的最大支撑力，在超过额定工作阻力时，又具有可缩性，使支阀和支柱是保证支架性能的关键元件。图（二）支架推移如图1.1所示，支架和输送机的前移，由底座上的推移千斤顶3来完成。需要移架时，先降柱卸载，然后通过操纵阀使高压液体进入推移千斤顶4的活塞杆腔，活塞腔回液，以输送机为支点，缸体前移把整个支架拉向煤壁。4的活塞腔，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。-4-太原科技大学毕业设计说明第2章液压支架的类型、构造、使用场合的条件2.1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的不同，可分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三种基本架性。2.1.1支撑式支架支撑式支架（如图2.1）的立柱支撑在顶梁上，没有掩护梁。支撑式支架按结构分为垛式和节式两种。图2.1支撑式支架垛式支架的底座为箱式，内装复位机构，整体前移。一般有两排或三排立柱，每排立柱有两根。大多说在底座上布置四根立柱，构成一稳定的支撑垛。复位机构设置在底座箱中，通过橡胶或复位千斤顶扶定立柱缸体，同时允-5-太原科技大学毕业设计说明立柱随橡胶或复位千斤顶作用而正位，保证立柱在升降时能以正常状态撑紧顶板。支架前移由推移千斤顶实现。节式支架由两个以上机械连接的架节构成，并通过架节间互相交替移动实现前移。架节分为主架和副架。支架动作过程为：副架支撑顶板，主架降架，利从而完成一个工作循环。支撑式支架的结构特点是：顶梁较长，其长度多在4m左右；立柱多，一般为4到6防止矸石窜入支架的工作空间内。支撑式支架的支护性能是：支撑力大，且工作点在支架中后部，故切顶性力差，稳定性差；护矸能力差，矸石易窜入工作空间；支架的工作空间和通风断面大。适用于缓倾斜，顶板稳定的薄与中厚煤层。2.1.2掩护式支架掩护式支架（如图）是以单排立柱为主要支撑部件并带有掩护梁的液压支架。一般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。根据立柱布置和支架的结构特点，掩护式支架分为支掩掩护式支架和支顶掩护式支架两种。-6-太原科技大学毕业设计说明图支掩掩护式支架的立柱通过掩护梁对顶板进行间接支撑，支架的支撑效率低，顶梁短，控顶距小。多数的顶梁与掩护梁之间设有平衡千斤顶，少数支架只设机械限位装置。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；支架有插底和不插底两种形式。插地式配用专门的下部带托架的输送机，支架底座前部较长，伸入输送机下部，对地板比压小，是不稳定顶板和软底板工作面的主要架性。不插底式配用通用型输送机，底座前端对底板比压大，使用较少。支顶掩护式支架的立柱支撑在顶梁上，经过顶梁直接对顶板进行支撑，支顶梁；底座有刚性底封式、刚性底开式和分式底座三种。-7-太原科技大学毕业设计说明掩护式支架的结构特点是：有一个较宽的掩护梁以挡住采空区的矸石进入作业空间，其掩护梁的上端与顶梁铰接，下端通过前后连杆与底座连接。底座、布置，以增加支架的调高范围，支架的两侧有活动侧护板，可以把架间密封。通常顶梁较短，一般在3.0m左右。掩护式支架的支护性能是：支撑力较小，切顶性能差，但由于顶梁短，支较大的水平推力，对顶板反复支撑的次数少，能带压移架。但由于顶梁短，立柱倾斜布置，故工作空间和通风断面小。2.1.3支撑掩护式支架支撑掩护式液压支架（如图2.3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1到4.5m，o沼气涌出量适中的采煤工作面。图-8-太原科技大学毕业设计说明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掩护式两种。形式的不同分为一般型、V型、X型、单摆杆型和短尾型（1率高，调高范围较小，适用面广，是使用最普遍的支撑掩护式支架。（2V形支架：前排立柱向前倾斜，后排立柱向后倾斜，呈V形布置的支架。支柱倾斜较大，倾角相同，增大了支架调高范围，增强了适应煤层厚度变化运送物料。（3X形支架：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，支架调高范围增加得多，顶梁和底座较短，但是总体结构复杂，使用数量不多。V形和X形支架适用于厚度变化较大的薄及中厚煤层。（4）单摆杆形支架：顶梁和掩护梁为一体，掩护梁较短，与底座之间用一的水平位移量大，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）短尾形支架：掩护梁陡立、较短，与顶梁连接的销轴进入顶梁后部，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。顶梁活动侧护板为铰接摆动式。的采煤工作面。支撑掩护式液压支架的主要技术性能是：顶梁长，有整体刚性和分体铰接两种；有些顶梁带外伸和内伸的伸缩梁；多数支架由双人行通道，通风断面大；两种；支架的支柱倾斜度小，支撑效率高，但调高范围较小，适应煤层厚度的变-9-太原科技大学毕业设计说明和控制元件多，操作较复杂，影响移架速度。2.2液压支架结构【内容提要】本节介绍ZY4000/14/32ZY1800/05/14SZY6000/25/50型掩护式液压支架的特点，ZZ4400/17/35、ZZ2200/07/13.5、ZZ6000/25/50型支撑掩护式液压支架的结构和特点。不同。2.2.1掩护式液压支架掩护式支架是以单排立柱为主要支撑部件并带有掩护梁的液压支架。一、ZY4000/14/32型掩护式支架ZY4000/14/32型掩护式支架结构高度为1400至3200mm，宽度为1430至1600mm，支架中心距为1500mm，支护强度为0.625至0.705MPa，初撑力为3090kN,底座前端对底板比压为0.81至1.41MPa，顶梁前端支撑力在伸缩梁未伸出时为1200kN，伸缩梁伸出时为1100kN，拉架力为483kN，退溜力为305kN，适应煤层倾角小于30。该支架结构特点是：o（1）整体顶梁无法下井，将顶梁设计成双销式机械连接的整体顶梁。刚性顶梁运输时可将铰接梁前销拆下，使铰接前梁下垂，减少支架运输长度。顶梁前端设计有潜入式伸缩梁，伸缩量为600mm。（2）（3）在支架工作高度内掩护梁与水平线的夹角为72至33。前连杆设计oo成单杆和立柱重合布置，这样既可减少运输长度，又可提高下柱窝断面处的强度。底座前端采用封底式，适合软底板。为了提高抗扭能力，底座前部-10-太原科技大学毕业设计说明设计有大过桥。为了增加刚性，底座后部中间设计成箱型结构，将左、右两部分连成一个整体，增加支架抗扭能力。支架底座后部设计有后调千斤顶，当支架后部下滑时，通过后调千斤顶可以把支架调正。（4）（5）（6）（7）支架设计有抬底千斤顶，个别支架底座陷底时，可以将底座抬起前移。支架设计有防倒、防滑预留耳座和必要的附件，当需要采取措施时可以装上防倒、防滑装置。采用短推杆结构。千斤顶和推杆前后布置，千斤顶采用浮动活塞或差压原理实现拉架力大，推溜力小的要求。为了提高该支架在井下使用的可靠性，支架设计要求有了大幅度提高，将国内支架设计规范要求的摩擦系数f=0至0.3改为f=-0.3至0.3.支架承受的扭矩值也提高了一杯，从而大大提高了支架的可靠性。二、ZY1800/05/14S型掩护式液压支架ZY1800/05/14S型掩护式液压支架的结构高度为500至1400mm，适应采高为700至1200mm，宽度为1400mm，支架中心距为1500mm，支护强度为0.24至0.34MPa，初撑力为905至1377kN，对底板比压为1.13至1.44MPa，移架力为265kN，推溜力为121kN，适应煤层倾角小于15（大于15oo该支架为支顶掩护式支架，有以下几个特点：（1）顶梁。顶梁为整体顶梁，不带活动侧护板，顶梁宽度取1400mm。支架配减少空顶距，要求顶梁带伸缩梁，形成600mm。考虑到伸缩梁有不伸和伸出两种可能，所以在确定立柱上铰点在顶梁上的位置时要兼顾这两种情况。伸缩梁不伸时，立柱上铰点位置使顶梁前后比为2.2:1；伸缩梁伸出时，前后比为2.9:1。确定立柱上铰点位置还要考虑对底板比压的影响，由于本支架要求底座前端比压小于1.5MPa，所以控制立柱上铰点垂足到底座前端距离为430mm伸缩梁和伸缩梁千斤顶采用前、后连接方式布置。（2）-11-太原科技大学毕业设计说明外侧设计有意框架，框架内装定量推进器，次框架也可以控制底座下滑，起导向作用。（3）紧凑设计。左、右底座中间设置厚60mm的板式推杆，后上部重叠布置推移千斤顶；后连杆为整体连杆，以保证支架刚度；前连杆设计成单杆，布置在推移千斤顶上方。两根立柱分别作用在左、右底座中心处，中心距850mm，两个平衡千斤顶从平面图看布置在推移千斤顶和立柱中间，中心距为300mm。这样，支架在最低位置时，立柱、平衡千斤顶、前连杆、推移千斤顶空间交错，形成最小高度，而彼此又不干涉。（4）操作方式。推输送机的同时，顶梁上伸缩梁顶梁跟踪伸出，以避免空顶距太大。移支架是1、3、5、7、9一组同时前移，然后是2、4、6、8、10300mm600mm为一步，需根据顶板状况决定。支架操作在设计上既能成组控制，如出现故障，也可以每架手动操作。三、ZY6000/25/50型掩护式液压支架ZY6000/25/50型掩护式液压支架可配套大截面刮板输送机和滚筒采煤机，截深1m，配套日生产能力为1.5万t。支架结构高度为2500至5000mm，宽度为1430至1600mm1500mm0.827至0.864MPa5048kN，对底板比压为1.61至3.80MPa，控制方式为本架控制，适用于煤层倾角≤15、基本顶来压明显、直接顶稳定或中等稳定的条件。其主要特点是：o（1）整体顶梁，结构简单可靠。（2）双180mm缸径的平衡千斤顶，调节力矩大。（3）刚性分体底座，有利于排矸和浮煤。（4）方向推拉长推杆式推移机构，移架力大。（5）采用双向可调的活动侧护板，4个80mm缸径的侧退千斤顶，调架力较大。（6）采用320mm缸径的双伸缩立柱；（7）结构件采用高强度钢板，按高可靠性原则设计；-12-太原科技大学毕业设计说明（8）采用350L/min级快速移架系统。2.2.2支撑掩护式液压支架一、ZZ4400/17/35型支撑掩护式液压支架ZZ4400/17/35型支撑掩护式液压支架是为日产7000t总裁程涛设备研制的1.7至3.5m1430至1600mm为1500mm，支护强度为0.63至0.66MPa，初撑力为3494至3880kN，对底板比压为0.88至2.18MPa，移架力553kN，推溜力247kN，移架步距为800mm。其主要结构特点是：（1）采用前连杆布置在两根后立柱中间的紧凑型结构，和正常的双纽线机构相比，支架外形尺寸缩短0.4至0.5m，并且改善了支架的受力状况，减轻了支架重量。（2）采用整体底座和整体顶梁的结构形式，简化了支架的操作系统，便于提高能缩短。（3）适应采煤机截深由传统的0.6m步距加大到0.8m，因此支架推移装置的行程增加到0.9m，以保证移架步距。（4）主要结构件均选用16Mn板材，可免去焊前预热工作，改善工艺性能，有利于保证部件的焊接强度和可靠性。（5）液压系统采用国内最新设计的大通道、大流量、有两条主供回液路的闭合供液系统，保证了足够流量，减少了工作的压力损失。二、ZZ2200/07/13.5型支撑掩护式支架ZZ2200/07/13.5型支撑掩护式支架是一种配刨煤机使用的薄煤层液压支架。支架的结构高度为0.7至1.35m，宽度为1.2m，支架中心距为1.5m，支护强度为0.28至0.38MPa，初撑力为1380至1874kN，对底板比压为0.95至1.19MPa。该支架的主要结构特点是：（1）整体顶梁，无活动侧护板;（2）前连杆为单杆，后连杆为整体刚性结构；（3）立柱V型布置，既可增大伸缩化，又可减小对底板比压；（4）底座为底分式，利于排矸，上部有过桥和箱形结构连接；-13-太原科技大学毕业设计说明（5）操作方式为邻架控制定压推进。三、ZZ6000/25/50型支撑掩护式支架ZZ6000/25/50型支撑掩护式支架的结构高度为2500至5000mm1410至1580mm1500mm0.84至0.92MPa5048kN，对底板比压为2.4MPa，控制方式为本架控制，适用于煤层倾角≤15、基本顶来o压强烈或极强烈、直接顶稳定或中等稳定的条件。其主要特点如下：（1）采用分式铰接顶梁，双160mm缸径的前梁千斤顶，前梁支撑力大，对顶板适应性强；（2）（3）（4）（5）（6）经过整体参数优化设计，支架结构受力合理，梁端距变化小;支架具有双人行通道，通道宽畅，有利于保证安全生产；采用快速移架液压系统，提高了移架速度；支架切顶能力大，抗冲击能力强；采用4根230mm缸径的双伸缩立柱，调高范围大，采高适应性广；（7）（8）结构件采用高强度钢板，按高可靠性原则设计；为适应配套要求，采用1.5m中心距，为提高调架能力，采用4根缸径80mm200mm的侧护板千斤顶和140mm缸径的底调千斤顶，调架力大。-14-太原科技大学毕业设计说明第3章ZY4000/14/32型掩护式支架3.1型号、适用条件ZY4000/14/32型掩护式支架结构高度为1400至3200mm，宽度为1430至1600mm，支架中心距为1500mm，支护强度为0.625至0.705MPa，初撑力为3090kN,底座前端对底板比压为0.81至1.41MPa，顶梁前端支撑力在伸缩梁未伸出时为1200kN，伸缩梁伸出时为1100kN，拉架力为483kN，退溜力为305kN，适应煤层倾角小于30。该支架结构特点是：o（1）整体顶梁无法下井，将顶梁设计成双销式机械连接的整体顶梁。刚性顶梁运输时可将铰接梁前销拆下，使铰接前梁下垂，减少支架运输长度。顶梁前端设计有潜入式伸缩梁，伸缩量为600mm。（2）（3）在支架工作高度内掩护梁与水平线的夹角为72至33。前连杆设计oo成单杆和立柱重合布置，这样既可减少运输长度，又可提高下柱窝断面处的强度。底座前端采用封底式，适合软底板。为了提高抗扭能力，底座前部设计有大过桥。为了增加刚性，底座后部中间设计成箱型结构，将左、右两部分连成一个整体，增加支架抗扭能力。支架底座后部设计有后调千斤顶，当支架后部下滑时，通过后调千斤顶可以把支架调正。（4）（5）（6）（7）支架设计有抬底千斤顶，个别支架底座陷底时，可以将底座抬起前移。支架设计有防倒、防滑预留耳座和必要的附件，当需要采取措施时可以装上防倒、防滑装置。采用短推杆结构。千斤顶和推杆前后布置，千斤顶采用浮动活塞或差压原理实现拉架力大，推溜力小的要求。为了提高该支架在井下使用的可靠性，支架设计要求有了大幅度提高，将国内支架设计规范要求的摩擦系数f=0至0.3改为f=-0.3至0.3.支架承受的扭矩值也提高了一杯，从而大大提高了支架的可靠性。-15-太原科技大学毕业设计说明3.2主要技术特征（下表1）ZY4000/14/32型掩护式液压支架主要技术特征型高掩护式液压支架1400~32001500宽初撑力工作阻力P=31.5MPaP=40.9MPa支护强度底板比压1采m泵站压力操纵方式重5270×1420×1500（长宽度）运输长度型缸式径单伸缩加机械加长杆φ2302个mmmmmmKN2柱径（大/小）φ210/初撑力P=31.5MPa-16-太原科技大学毕业设计说明工作阻力KNP=40.9MPa型缸杆行853700179P=31.5MPaP=31.5MPa2个454型行4KNKNP=31.5MPaP=40.9MPa型5行推拉型98P=31.5MPaP=31.5MPa1个6行推拉型158P=31.5MPaP=31.5MPa伸缩梁千7行推程力158KNP=31.5MPa-17-太原科技大学毕业设计说明斤顶调架千斤顶83拉型mmP=31.5MPa8行推拉程力力mm386KNP=31.5MPammP=31.5MPa265表13.3支架的组成ZY4000/14/32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。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3.4支架的主要结构及其作用3.4.1顶梁包括：⑴支承顶板岩石的载荷;⑵为回采工作面提供足够的安全空间。本支架顶梁的结构为整体式。整体式顶梁前端支撑能力大。ZY4000/14/32型液压支架顶梁采用钢板拼焊箱形变截面结构（如图3.1梁体内，并在顶梁上留有足够的安装空间-18-太原科技大学毕业设计说明图3.4.2护帮板/伸缩梁的维护。壁，向煤壁施加一个支撑力，防止片帮；作为临时前梁，采煤机过后挑起护帮板避免引发冒顶。伸缩梁可伸入煤壁线以内，及时维护顶板，避免引发冒顶。3.4.3顶梁侧护板和掩护梁都设有侧护板。本支架设有单侧活动侧护板。-19-太原科技大学毕业设计说明活动侧护板由弹簧组件和侧推千斤顶控制。侧护板的主要作用有：⑴阻挡矸石定侧护板始终相接触，能有效防矸石窜入架内；⑵调架操作侧推千斤顶，用侧护板调架，对支架防倒有一定作用。3.4.4掩护梁掩护梁上部与顶梁铰接，下部与前、后连杆相连，经前、后连杆与底座连为一个整体，是支架的主要连接和掩护部件，其主要作用包括：⑴承受顶板给支架的水平分力和侧向力，增强支架的抗扭性能；⑵掩护梁与前后连杆、底座形成四连杆机构，控制梁端距的变化；⑶阻挡后部落煤前窜，维护工作空间。具有足够的强度和刚度。3.4.5掩护梁侧护板掩护梁也设计有单侧活动侧护板，其作用和功能与顶梁侧护板相同。3.4.6前后连杆用包括：⑴使支架在调高范围内，顶梁前端与煤壁的距离（梁端距）变化尽可能小，更好地支护顶板；⑵承受顶板的水平分力和侧向力，使立柱不受侧向力。构不但有很强的抗拉抗压性能，而且有很强的抗扭性能。3.4.7底座度外，还要求对底板接触比压小，以防止底座插底。其主要作用包括：⑴为立柱、液压控制装置、推移装置及其他辅助装置给以合理安装位置；-20-太原科技大学毕业设计说明⑵给工作人员创造良好的工作环境；⑶具有一定的排矸挡矸作用；⑷保证支架的稳定性。钢板焊接成的箱式结构，整体性强，稳定性好，强度高，不易变形，与底板接触面积大，比压小，但底座中部排矸性能较差。强度和刚度。3.4.8弹簧组件定侧护板，防止矸石窜入架内。防倒时，由千斤顶控制活动侧护板扶架。由于分顶分别布置，变换工作面走向时，须调换千斤顶方向。与导轴相连。3.4.9推移杆其特点是：千斤顶的推力为拉架力，千斤顶的拉力为推溜力；千斤顶可以斜置，动阀控制推移千斤顶，其作用：实现拉架力大、推溜力小的要求；当推上、下输送机机头时，去掉差动阀则推力加大2～3倍。-21-太原科技大学毕业设计说明3.5防滑防倒装置的复位达到防倒防滑，当综采工作面倾角小于15°时，可以不设置防滑装置。当综采工作面倾角大于15°时，支架的性能的发挥及其适应性很大程度上架和防倒。使用单位可根据煤层地质条件和要求选用附设的防护装置。3.6液压系统3.6.1液压原理图液压系统（如图3.2）通常由四部分组成：动力机构—油（液）泵，将机械能转变成液体压力能；操作机构—控制阀、调节装置，通过其控制、调节液体压-22-太原科技大学毕业设计说明体的压力能转换为机械能并输出到工作面去；辅助装置—油（液）箱、油管、接头、过滤器及控制仪表等。由主回液管路返回乳化液泵站的乳化液箱。撑住顶板，使之不过早离层和下沉；随着顶板压力，当达到安全阀调定值时，即为额定工作阻力，安全阀开启泄液，当液压小于安全阀调定值时，安全阀关闭，3.6.2乳化液损坏、延长使用寿命，防止造成事故。因此，要求支架用乳化液必须具有良好的润滑、稳定、清洗、防锈蚀和抗硬水性能。我国液压支架多用由北京开采所研制的M-10MDT乳化油配制乳化液。M-10其配比浓度为5%（M-10用5%、中硬以下水95%MDT其配比浓度为3%（MDT用3%、中硬以下水97%在现场，应定期对乳化油、水质和配制的乳化液进行检查。3.6.3本支架的液压系统本支架液压系统由乳化液泵站（200（31.5DB40φ19φ13φ10等）组成。泵站的工作压力为31.5MPa，操纵方式为本架控制，先移架后推溜，采用百升级安全阀，使液压元件和支架构件的过载保护性能更有效。推移装置采用差动阀控制千斤顶，达到与浮动式活塞千斤顶相同的作用；当上下机头需要加大推力时，去除差动阀即可达此目的。-23-太原科技大学毕业设计说明3.7立柱和千斤顶3.7.1立柱支撑力大小和支撑高度而定。本立柱为LJGGK231104970K7T230mm，活塞密封采用新型聚氨酯密封圈、蕾形密封圈，性能更可靠。3.7.2各种用途的千斤顶⑴QGEK127041L1(P)型平衡千斤顶缸径125mm，行程410mm，控制顶梁与掩护梁相对位置，使支架保持平衡；同的力，即可自动适应顶板压力的变化。⑵QGKZ168540J2型推移千斤顶缸径160mm，行程700mm。活塞腔工作时，两腔均进液，两腔面积抵消后，实际塞杆面积，故拉力大。普通千斤顶配上差动阀，就能获得拉力大推力小的效果，起到浮动活塞相同的作用。否则就必须采用倒置千斤顶的长框架结构。⑶QSEL805570R1A型伸缩梁千斤顶缸径80mm，行程700mm，外供液，用于控制伸缩梁。⑷QSEL805543L1A型护帮千斤顶缸径80mm，行程700mm，外供液，用于控制护帮板。⑸QSEL634517B1型侧推千斤顶缸径63mm，行程170mm，外供液，让活动侧护板始终贴邻架固定侧护板。⑹QGEK106040R1A型调架千斤顶缸径100mm，外供液，调架行程400mm。用于工作面支架的防倒防滑。-24-太原科技大学毕业设计说明3.8支架的验收、运输（一）支架的验收运。⑴液压支架出厂验收，按MT312-200液压支架出厂检验技术规范执行。人参加，对液压支架进行检验并详细作记录。厂。部门组织有关单位研究解决。验和清洁度抽查；结构件变形和焊缝检验；表面光洁度、精度和镀层检查；关键分必要的，中检对设备结构、性能能更好了解，也是个培训机会。⑹支架出厂应具备以下技术文件：①装箱单一份；②产品出厂合格证每架一个；③产品使用维护说明书每套三份；④产品备件明细表每套一份。（二）支架的地面运输和试运转⑴地面运输固住，防止活动侧护板在运输途中伸出，以减少运输空间尺寸。冻措施，以防冻环液压元件。-25-太原科技大学毕业设计说明染管路及液压元件，确保密封性能。失。⑤在起吊和运输过程中，严禁重摔、掀倒支架，防止造成连接件和液压系统损坏。⑥运输方式、条件及到站，双方协商决定，并严格执行。⑵地面综合试运转应有人在现场；出现短缺应造册并上报备案，要求得到合理解决。不要露天堆放，以免日晒雨淋，锈蚀零部件。送机、乳化液泵站、采煤机和移动变电站、通讯信号设备等。支架的数量和输送2030护人员。以上的主管部门进行检查考核，验收合格才能下井安装。⑤皮带输送机、转载机等设备是否参与地面试运转，要视现场条件而定。3.9支架常见故障及排除15000次以上的耐久性试验；整工作面支架出厂，又经过严格的验收。因此，支架经受了各种考验，主要结构件和液压元件的强度足够，性能可靠，在正常情况下，一般不会发生大的故障。但是，支架在井下使用过程中，由于煤层地质条件复杂，影响因因此，必须加强对综采设备的维护管理，使支架不出现或少出现故障。然而，一旦出现故障，不管故障的大小，都要及时查明原因迅速排除、使支架保持完好，保证综采工作面的设备正常运转。-26-太原科技大学毕业设计说明支架在使用中可能出现故障的部位、原因和排除方法，分别作简要介绍。（一）结构件和联接销轴⑴结构件支架的结构件通常不会出现大的问题，主要构件的设计强度足当等。处理办法：采取措施防止焊缝裂纹扩大；不能拆换上井的结构件，待支架转移工作面时上井补焊。⑵联接销轴曲、断裂等情况。结构件的连接销轴有可能磨损，一般不会弯断；千斤顶和立柱符合设计要求；操作不当等。如发现连接销轴磨损、弯断，要及时更换。（二）液压系统及液压元件液压控制元件失灵、立柱及千斤顶不动作等等。因此，支架的维护重点，应放在液压系统和液压元件方面。⑴胶管及管接头造成支架胶管和管接头漏液的原因是：O管接头密封面磨损或尺寸超差；胶管接头扣压不牢；在使用过程中胶管被挤坏、接头被碰坏；胶管质量不好或过期老化，起包渗漏等。采取的措施是：对密封件换；胶管接头在保存和运输时，必须保护密封面、挡圈和密封圈不被损坏；换、胶管、接头。⑵液压控制元件过滤器等，若出现故障，则常常是密封件（如密封圈、挡圈、阀垫或阀座）等关-27-太原科技大学毕业设计说明系统污染，脏物杂质进入液压系统又未及时清除，致使液压元件不能正常工作；后进行补焊，按要求做压力试验。⑶立柱及千斤顶顶不动作，则其主要原因可能是：管路阻塞，不能进液；控制阀（单向阀、安全阀）失灵，进、回液受阻；立柱、千斤顶活塞密封渗漏窜液；立柱、千斤顶缸体或活柱（活塞杆）受侧向力变形；截止阀未打开等等。采取的措施有：管路系统有污染时，及时清洗乳化液箱和过滤装置；随时注意观察，不使支架产生蹩卡；焊缝渗漏要在拆除密封件后到地面补焊并保护好密封面。（三）支架的操作及支护在支架操作和支护过程中可能出现的故障有：初撑力偏低、工作阻力超限、推溜不直、移架不及时；顶板管理不善，出现顶空、倒架等现象。⑴初撑力和工作阻力-28-太原科技大学毕业设计说明但过大的初撑力对某些顶板管理也不利。全阀、甚至全部安全阀没有开启，就必须检测安全阀是否可靠。通常情况下，工过低的工作阻力不利于管理顶板。⑵推溜和移架至割出台阶，就不能顺利推溜、移架，反过来又影响采煤机的截深；顶底板起伏平直，是工作面保持两平三直的关键。ZY4000/14/32型两柱掩护式支架采用及时支护方式推移支架。在正常情况下，当采煤机割过煤后，以邻架操作方式，距采煤机后滚筒3～5m开始移架，按顺序逐架进行。移架后，距采煤机10～15m开始推移输送机，推溜和移架要协调，其弯度不可过大，一般2～3次到位。3.10液压系统常见故障、原因及排除方法液压系统常见故障、原因及排除方法见下表-29-太原科技大学毕业设计说明1．检查维修电源、电机、开2．乳化液箱中乳化液流量2．及时补充乳化液、处理漏不足。液。乳21．泵内有空气、没放掉；1．使泵通气、经通气孔注满2．更换吸液阀或清洗吸液管；4．更换距离套；5．拧紧螺丝或换密封。1．更换活塞填料；2．拧紧接头，更换管子；3．重调安全阀。泵4．液压系统21．密封吸液管、配液器、接有噪音3．安全阀调值太低发生反口；作用。2．补充乳化液；站5．工作面无1．泵站或管路漏液；2．安全阀损坏；3．截止阀漏液；1．拧紧接头、更换坏管；2．更换安全阀；4．蓄能器充气压力不足。3．更换截止阀；4．更换蓄能器或重新充气。6．乳化液中1．乳化液箱口未盖严实；-30-太原科技大学毕业设计说明1．添液、查液后盖严；2．清洗过滤器或更换；3．分析水质、化验乳化油。1．更换液压密封元件；2．更换上井拆检补焊。1、截止阀未打开或打开不1、打开截止阀并开足；够；2、查泵压、水源、管路；2、泵的压力低，流量小；3、更换上井检修；3、操纵阀漏液或内窜液；4、查清更换上井检修；4、操纵、单向、截止阀等5、更换清洗；6、查清排堵或更换；7、查清换密封件或元件；8、更换上井拆检；8、立柱变形或内外泄漏；1、打开截止阀；2、堵漏；1、截止阀未打开或打开不够；3、清理转把处塞矸尘或更换；4、排除蹩卡物并调架；4、顶梁或其它部位有蹩5、排除漏、堵或更换。5、管路有漏、堵。-31-太原科技大学毕业设计说明4、立柱不稳定1、安全阀泄液；1、更换密封件或重新调定卸载压力2、单向阀不能锁闭；3、立柱硬管、阀接板漏；4、立柱内渗液。2、更换上井检修；3、外漏查清更换检修；4、其它因素排除后仍降，则换立柱上井检查。5、达不到要求支撑力1、2、操作上充液时间足够；1、泵压低，初撑力小；2、操作时间短、未达泵压停供液，初撑力达不到；3、安全阀调压低，达不到工作阻力；3、按要求调安全阀开启压4、安全阀失灵，造成超压。1、路堵塞，或截止阀未开，1、排除堵塞部位，打开截止阀清洗过滤器；2、来回供液均不动，则更换上井检修；2、千斤顶变形不能伸缩；3、与千斤顶连接件蹩卡。2、动作慢3、几个动作同时操作，造成3、协调操作，尽量避免过3、个别连动现1、操纵阀窜液；1、拆换操纵阀检修；2、发生于空载情况，不影响支撑。2、回液阻力影响。-32-太原科技大学毕业设计说明1、泵压低，初撑力低；2、3、闭锁液路漏液，达不到额定工作阻力；4、安全阀开启压力低，工作阻力低；5、更换漏液阀、管线；6、更换控制阀。5、阀、管路漏液；6、单向阀、安全阀失灵，造成闭锁超阻。1、外漏主要是密封件坏；2、缸底、接头焊缝裂纹。1、除接头O形圈井下更换外，其它均更换上井检补焊。1、不操作时有1、钢球与阀座密封不好，内1、更换上井检修；2、上井更换O形圈；3、多动作几次无效，则更换清洗。有活塞杆缓2、阀座上O形圈损坏；动1、更换上井，拆换阀柱；2、更换上井拆换。2、操作时液流1、阀柱端面不平与阀垫密封声大且立柱不严，进液通回液；千斤顶动作2、阀垫、中阀套处O形圈损坏。-33-太原科技大学毕业设计说明3、阀体外渗液1、接头和片阀间O形圈损坏；1、更换O形密封圈；3、轴向密封不好，手把端套处3、更换上井，拆换密封件。1、更换，严禁重物撞击；2、更换，操作时不要猛推重1、手把处进碎矸煤煤粉过多；1、清洗；不能自锁2、液中杂质卡住不密封；2、充液几次仍不密封，则更换检修；1、1、更换检修；2、控制液路阻塞不通液；2、拆检控制液管，保证畅通；4、顶杆与套或中间阀卡塞，使3、更换检修，换密封件；顶杆不能移动。4、拆检。斤顶不回缩2、弹簧疲劳失去要求特性；3、井下动了调压螺丝。安3、更换上井调试。-34-太原科技大学毕业设计说明1、更换上井换O形圈；2、更换检查阀座、弹簧等。1、弹簧力过大、不符合要求3、杂质脏物堵塞，阀座不能移动，过滤网堵死；4、动了调压螺丝，实际超调。严或不能开2、其它密封件损坏；其它阀类3、手把紧，转动不灵活；1、阀芯损坏，不能密封；2、回油断路阀2、弹簧力弱或断折阀芯不能复2、更换弹簧；3、杂质脏物卡塞不能密封；4、阀壳内与阀芯的密封面破坏，4、更换阀壳。-35-太原科技大学毕业设计说明密封失灵。3、过滤器堵塞或滤1、杂质脏物堵塞，造成液流1、定期清洗外，发现堵塞网不起作用不通或液流量小；要及时拆洗；2、过滤网破损，失去过滤作2、更换过滤网；1、2、及时更换；漏液2、胶管过期老化断裂；3、胶管与接头扣压不牢；4、4、更换坏管，并整理好胶5、