【文章內(nèi)容簡介】 (5)傳動介質(zhì)：液壓支架所用的傳動介質(zhì)是乳化液，它將泵站的液壓能傳遞給液壓支架各執(zhí)行元件，使之獲得工作的動能，并對設(shè)備具有低腐蝕、高效能的作用。(二)液壓支架分類、型號及特點(diǎn)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT1691995“液壓支架型式與參數(shù)”規(guī)定：液壓支架架型的分類如下：液壓支架型號命名分3部分：第一部分為產(chǎn)品類型及特征代號，用大寫漢語拼音字母表示；第二部分為液壓支架主要參數(shù)代號，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示；第三部分為液壓支架補(bǔ)充特征及修改序號代號，用阿拉伯?dāng)?shù)字與漢語拼音字母表示。(1)液壓支架“產(chǎn)品類型代號”表示產(chǎn)品的類別，統(tǒng)一用漢語拼音字母“Z”表示。(2)液壓支架“第一特征代號”表示產(chǎn)品的支護(hù)性能、主要用途，用漢語拼音字母表示：D垛式、J節(jié)式、Z支撐掩護(hù)式、Y掩護(hù)式、F放頂煤、C充填等。(3)液壓支架“第二特征代號”表示產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征、使用場所等，用漢語拼音字母表示：H滑移頂梁、X立柱“X”型布置、P鋪網(wǎng)、Y后立柱支在掩護(hù)梁上、S雙輸送機(jī)或水砂充填、D單輸送機(jī)、F風(fēng)力充填等。(4)液壓支架“主參數(shù)代號”依次表示其工作阻力、最小高度和最大高度3個參數(shù)，均用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，參數(shù)與參數(shù)之間用,39。/”符號隔開，工作阻力單位為kN，高度單位為dm。高度值出現(xiàn)小數(shù)時，最大高度舍去小數(shù)，最小高度四舍五入。(5)液壓支架“補(bǔ)充特征代號”是“第二特征代號”的補(bǔ)充，如用前述代號仍難表示全面時，可用“補(bǔ)充特征代號”補(bǔ)充表示?！把a(bǔ)充特征代號”用漢語拼音字母表示，如L機(jī)械聯(lián)網(wǎng)、C插腿式或插板式等。(6)液壓支架“修改序號”是在產(chǎn)品型式或結(jié)構(gòu)等有重大改進(jìn)時作為識別用，以帶括號的漢語拼音字母依次表示，如(A)第次改型、(B)第二次改型、……(7)液壓支架型號中所用的漢語拼音字母一律采用大寫字母，其中不得用“I”和“O”兩個字母，以免與阿拉伯?dāng)?shù)字中的“1”和“0”，相混淆。(8)液壓支架型號中的漢語拼音字母、阿拉伯?dāng)?shù)字的字體大小相仿，不得采用角標(biāo)。(9)液壓支架型號中不允許以地區(qū)或單位名稱作為“特征代號”。液壓支架型號示例：支撐式支架是以支撐為主，有頂梁、沒有掩護(hù)梁的液壓支架，包括垛式和節(jié)式支架，節(jié)式支架目前已基本停止使用。支撐式支架主要由頂梁、底座、立柱、推移裝置、操縱裝置及擋矸裝置等組成，利用立柱(多為4柱式)和較長的頂梁直接支撐和控制工作面的頂板，如：ZD1600/7/1ZD4800/17/22型等。其特點(diǎn)是：(1)采用寬面剛性頂頂梁。(2)對底板的比壓分布較均勻，對底板比壓較小。(3)立柱支撐力的合力作用點(diǎn)距煤壁較遠(yuǎn)，立柱直立支撐，支撐效率高，切頂能力強(qiáng)。(4)支架的通風(fēng)斷面大。(5)頂梁長、控頂面大，反復(fù)支撐次數(shù)多，易造成頂板破碎，梁端支撐力較小，對端面頂板的支護(hù)不利。(6)立柱被座箱中的復(fù)位橡膠及復(fù)位千斤頂扶持，中部承受側(cè)向力，易造成立柱彎曲變形。(7)相鄰支架頂梁之間有較寬的空隙沒有支護(hù)，易造成漏矸，冒落的殲石易砸壞設(shè)備和傷人。(8)對采空區(qū)的擋矸能力較差。這種類型的支架具有較大的支撐能力和良好的切頂性能，因此，適用于頂板堅(jiān)硬完整、基本頂周期壓力明顯或強(qiáng)烈、底板較堅(jiān)硬的煤層。但由于立柱垂直布置，所以支架承受水平力的能力差，在水平力的作用下，支架容易失去穩(wěn)定性。ZD1600/7/13型支撐式液壓支架，如圖62所示。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：(1)頂梁：采用分式鉸接結(jié)構(gòu)，前梁由短柱控制，對頂板適應(yīng)性好。(2)立柱：采用雙伸縮，增大支架調(diào)高比。(3)底座箱：采用左右座箱、后部連成整體的結(jié)構(gòu)。支架穩(wěn)定性好，對底板比壓較小。座箱較低，有利于行人、通風(fēng)。掩護(hù)式支架是具有掩護(hù)梁的支架。根據(jù)立柱支撐位置的不同可以分為兩種：一種是單排立柱支撐在頂梁上，簡稱為支頂梁掩護(hù)式支架(或支頂掩護(hù)式支架)；另一種是單排立柱支撐在掩護(hù)梁上，簡稱為支掩護(hù)梁掩護(hù)式支架(或支掩掩護(hù)式支架)。掩護(hù)式支架主要由頂梁、掩護(hù)梁、底座、支柱、推移裝置和操縱裝置等組成，利用立柱、頂梁和掩護(hù)梁來支護(hù)頂板和防止矸石落入工作面。如ZY3200/17/3ZY36OO/25/50、ZY2400/9/26型等。其特點(diǎn)是：(1)采用穩(wěn)定的四連桿機(jī)構(gòu)，頂梁近似垂直升降，梁端距變化小，支架能承受水平力作用?？蓪?shí)現(xiàn)擦頂帶壓移架。(2)立柱向前傾斜支承，支撐力的合力作用點(diǎn)離煤壁的距離較近，能對煤壁前方頂板進(jìn)行有效地支撐。(3)在頂梁、掩護(hù)梁甚至后連桿上設(shè)有活動側(cè)護(hù)板，擋矸性能好，并有利于支架的防倒和架間距離的調(diào)整。(4)支架的調(diào)高范圍比較大，支架通風(fēng)面積小，行人空間較窄。這類支架的支撐力小，但掩護(hù)性能和穩(wěn)定性較好，調(diào)高范圍大，對破碎頂板的適應(yīng)性較強(qiáng)，適用于支護(hù)不穩(wěn)定或中等穩(wěn)定的松散破碎頂板。ZY2400/9/26型掩護(hù)式液壓支架如圖63所示，各部分的主要作用是：(1)頂梁：支撐頂板，承受頂板壓力。(2)掩護(hù)梁與前后連桿組成四連桿機(jī)構(gòu)：直接承受冒落矸石的載荷和頂板通過頂梁傳遞的水平載荷引起的彎矩，并能防止冒落矸石從支架后部竄入架間和工作面。(3)側(cè)護(hù)板的作用：①消除相鄰支架掩護(hù)梁和頂梁之間的架間縫隙，防止冒落矸石進(jìn)入支架空間。②作為支架移架過程中的導(dǎo)向板。③防止支架降落時傾倒。④調(diào)整支架的間距。(4)前、后連桿與掩護(hù)梁和底座構(gòu)成四連桿機(jī)構(gòu)：將掩護(hù)梁傳遞來的冒落矸石的載荷和頂板水平運(yùn)動引起的載荷傳到底座，同時保證支架在不同支撐高度時，頂梁前端到煤壁的距離不發(fā)生顯著的變化。(5)支柱：承受頂板的載荷，為支架提供初撐力和工作阻力，并由它帶動支架升降。(6)推移機(jī)構(gòu)：推移工作面刮板輸送機(jī)和向前移動液壓支架。(7)平衡千斤頂：調(diào)整頂梁和掩護(hù)梁間的夾角，提高頂梁的切頂性能，同時承受一部分頂梁前端的壓力。(8)液壓控制系統(tǒng)：包括各種閥、高壓軟管、操縱和控制各支柱和千斤頂?shù)纳炜s工作。(9)底座：將來自頂板和冒落區(qū)的壓力傳到底板，又作為支架移動時的滑橇。支撐掩護(hù)式支架是具有掩護(hù)梁的支架，前、后兩排立柱。根據(jù)支撐力分布的要求，可以將兩排立柱都支撐在頂梁上，簡稱為支頂梁支撐掩護(hù)式支架；也可以將前排立柱支撐在頂梁上，后排立柱支撐在掩護(hù)梁上，簡稱為支頂梁支掩護(hù)梁支撐掩護(hù)式支架。如ZZ4000/17/3ZZ7200/。支撐掩護(hù)式液壓支架主要由前梁，頂梁，前、后立柱，掩護(hù)梁，前、后連桿，底座和推移裝置等部分組成。這種支架在結(jié)構(gòu)和性能上綜合了支撐式和掩護(hù)式支架的特點(diǎn)，它以支撐為主，掩護(hù)為輔，靠支撐和掩護(hù)作用來維持一定的工作空間。其特點(diǎn)是：(1)頂梁較長，一般為前后分段式寬面鉸接結(jié)構(gòu)。(2)采用四連桿機(jī)構(gòu)。(3)前后兩排立柱支撐，支撐合力作用點(diǎn)離煤壁較遠(yuǎn)，支架的支撐力大，切頂能力強(qiáng)。(4)底板比壓分布均勻，對底板比壓小。(5)在頂梁、掩護(hù)梁甚至后連桿都設(shè)有活動側(cè)護(hù)板，對頂板和采空區(qū)的擋矸性能好。(6)支架的通風(fēng)斷面較大。(7)支架的縱向長度長，造價比掩護(hù)式支架高。支撐掩護(hù)式液壓支架保留了支撐式支架支撐力大、切頂性能好、工作空間寬敞的優(yōu)點(diǎn)，采用了掩護(hù)式支架堅(jiān)固的掩護(hù)梁以及側(cè)護(hù)板將工作面與采空區(qū)完全隔離開的結(jié)構(gòu)型式，保留了掩護(hù)式支架防護(hù)性能好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的長處。為此，它適應(yīng)性廣，無論在穩(wěn)定或不穩(wěn)定的頂板條件下都可使用，即使在老頂周期來壓強(qiáng)烈的條件下，人們也越來越趨向于使用支撐掩護(hù)式支架。ZZ4000/17/35型支撐掩護(hù)式液壓支架如圖64所示，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：(1)頂梁：采用分式鉸接，由千斤頂控制前梁，可向上擺動15176。，向下擺動19176。，前部有較好的支護(hù)性能。(2)護(hù)幫裝置：前梁端部設(shè)有護(hù)幫裝置，其護(hù)幫板可以支撐煤壁。(3)側(cè)護(hù)板：頂梁、掩護(hù)梁都裝有由千斤頂和彈簧筒控制的側(cè)護(hù)板，向上一側(cè)是固定的，向下一側(cè)是活動的，具有擋殲、防倒及調(diào)架性能。(4)推移裝置：采用長框架推移裝置，有較大的移架力。(5)底座：整體剛性。二、液壓支架的工作原理根據(jù)回采工藝對液壓支架的要求，液壓支架不僅要能夠可靠地支撐頂板，而且應(yīng)能隨著采煤工作面的推進(jìn)向前移動。這就要求液壓支架必須具備升降和推移兩個方面的基本動作，這些動作是利用乳化液泵站供給的高壓液體，通過立柱和推移千斤頂來完成的，如圖65所示。(一)升降升降指液壓支架升起支撐頂板到下降脫離頂板整個工作過程。這個工作過程包括初撐、承載、降架3個動作階段。將操縱閥5放到升架位置，由乳化液泵站來的高壓液經(jīng)主進(jìn)液管A、操縱閥5打開液控單向閥7，經(jīng)管路B進(jìn)入立柱下腔；與此同時，立柱上腔的乳化液經(jīng)管路C、操縱閥5回到主回液管D。在壓力液的作用下，活柱伸出使頂梁升起支撐頂板。頂梁接觸頂板后，立柱下腔液體壓力逐漸增高；壓力達(dá)到泵站供液壓力(泵站工作壓力)時，泵站自動卸載，停止供液，液控單向閥關(guān)閉，使立柱下腔的液體被封閉，這一過程稱為液壓支架的初撐階段。初撐力就是指頂梁支撐到頂板，立柱活塞腔內(nèi)液壓都達(dá)到泵站工作壓力時的支撐力。其中：支柱初撐力=立柱活塞面積泵站工作壓力支架的初撐力=立柱活塞面積支架立柱個數(shù)泵站工作壓力支架達(dá)到初撐力后，頂板要隨著時間的推移緩慢下沉而使頂板作用于支架的壓力不斷增大。隨著壓力的增大，封閉在立柱下腔的液體壓力也相應(yīng)增高，呈現(xiàn)增阻狀態(tài)，這一過程一直持續(xù)到立柱下腔壓力達(dá)到安全閥動作壓力為止，我們稱之為增阻階段。在增阻階段中，由于立柱下腔的液體受壓，其體積將減小以及立柱缸體彈性膨脹，支架要下降一段距離，我們把下降的距離稱為支架的彈性可縮值，下降的性質(zhì)稱為支架的彈性可縮性。安全閥動作后，立柱下腔的少量液體經(jīng)安全閥溢出，壓力隨之減小。當(dāng)壓力低于安全閥關(guān)閉壓力時，安全閥重新關(guān)閉，停止溢流，支架恢復(fù)正常工作狀態(tài)。在這一過程中，支架由于安全閥卸載而引起下降，我們把這種性質(zhì)稱為支架的永久可縮性(簡稱可縮性)。支架的可縮性保證了支架不會被頂板壓壞。以后隨著頂板下沉的持續(xù)作用，上面的過程重復(fù)出現(xiàn)。由此可見，安全閥從第一次動作后，立柱下腔的壓力便只能圍繞安全閥的動作壓力而上下波動，支架對頂板的支撐力也只能在一個很小的范圍內(nèi)波動，我們可近似地認(rèn)為它是一個常數(shù)，所以稱這一過程為恒阻階段，并把這時的最大支撐力叫做支架的工作阻力。工作阻力是指當(dāng)頂板來壓，立柱活塞腔壓力達(dá)到安全閥的額定壓力時，立柱所能承受的最大載荷。立柱工作阻力=立柱活塞面積安全閥釋放壓力支架工作阻力=立柱活塞面積支架立柱個數(shù)安全閥釋放壓力顯然，工作阻力主要由安全閥的動作壓力所決定。所以，安全閥動作壓力的調(diào)整是否準(zhǔn)確和動作是否可靠，對液壓支架的性能有決定性的影響。至于初撐力與工作阻力的關(guān)系，看法不一，有的認(rèn)為初撐力應(yīng)接近工作阻力；多數(shù)認(rèn)為雖然提高初撐力對頂板控制有利，但要做到這一點(diǎn)，對管理工作及閥件要求太嚴(yán)，因此初撐力為額定工作阻力的50％70％為宜。液壓支架承載中達(dá)到工作阻力后能加以保持的性質(zhì)叫做支架的恒阻性。恒阻性保證了支架在最大承載狀態(tài)下正常工作，即常保持在安全閥動作壓力范圍內(nèi)工作。由于這一性質(zhì)是由安全閥的動作壓力限定，而安全閥的動作伴隨著立柱下腔少量液體溢出而導(dǎo)致支架下降，所以支架獲得了可縮性。當(dāng)工作面某些支架達(dá)到工作阻力而下降時(因頂板壓力作用不均勻，工作面支架不會同時達(dá)到工作阻力)，相鄰的未達(dá)到工作阻力的支架便成為頂板壓力作用的突出對象，即將壓力分擔(dān)在相鄰支架上，我們把這種支架互相分擔(dān)頂板壓力的性質(zhì)叫做支架的讓壓性。讓壓性可使支架均勻受力。降架是指支架頂梁脫離頂板而不再承受頂板壓力。當(dāng)采煤機(jī)截煤完畢需要移架時，首先應(yīng)使支架卸載，頂梁脫離頂板。把操縱閥5手把扳到降架位置，由泵站來的高壓液經(jīng)主進(jìn)液管A、操縱閥管路C進(jìn)入立柱上腔；與此同時，高壓液分路進(jìn)入液控單向閥7的液控室，將單向閥推開，為立柱下腔構(gòu)成回液通路。立柱下腔液體經(jīng)管路B、被打開的液控單向閥操縱閥5向主回液管回液。此時活柱下降，支架卸載，直至頂梁脫離頂板為止。(二)推移液壓支架推移動作包括移支架和刮板輸送機(jī)。根據(jù)支架架型的不同，移架和推溜方式各不一樣，但其基本原理都相同，即支架的推移動作都是通過推移千斤頂?shù)耐?、拉來完成的。圖65為支架與刮板輸送機(jī)互為支點(diǎn)的推移方式。其移架和推溜共用一個推移千斤頂。該千斤頂?shù)膬啥朔謩e與支架底座和輸送機(jī)連接。支架降架后，將操縱閥6放到移架位置，從泵站來的高壓液經(jīng)主進(jìn)液管A、操縱閥管路E進(jìn)入推移千斤頂左腔，其右腔的液體經(jīng)管路F操縱閥6回到主回液管D。此時，千斤頂?shù)幕钊麠U受輸送機(jī)制約不能運(yùn)動，所以千斤頂?shù)母左w便帶動支架向前移動，實(shí)現(xiàn)移架。當(dāng)支架移到預(yù)定位置后，將操縱閥手把放回零位。移到新位置的支架重新支撐頂板后，將操縱閥6放到推溜位置，推移千斤頂右腔進(jìn)壓力液、左腔回液，因缸體與支架連接不能運(yùn)動，所以活塞桿在液壓力的作用下伸出，推動輸送機(jī)向煤壁移動。當(dāng)輸送機(jī)移到預(yù)定位置后，將操縱閥手把放回零位。采煤機(jī)采煤過后，液壓支架依照降架—移架—升架—推榴的次序動作，稱為超前(立即)支護(hù)方式，它有利于對新裸露的頂板及時支護(hù)，但缺點(diǎn)是支架有較長的頂梁，以支撐較大面積的頂板，承受頂板壓力大。與此不同，液壓支架依照推溜—降架—移架—升架的次序動作，稱為滯后支護(hù)方式，它不能及時支護(hù)新裸露的頂板，但頂梁長度可減小，承受頂板壓力也相應(yīng)減小。上述兩種支護(hù)方式各有利弊。為了保留對新裸露頂板及時支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，以及承受較小的頂板壓力、減小頂梁的長度，可采用前伸梁臨時支護(hù)的方式。動作次序?yàn)椋寒?dāng)采煤機(jī)采煤過后，前伸梁立即伸出支護(hù)新裸露的頂板，然后依次推溜—降架—移架(同時縮回前伸梁)—升架。三、特種液壓支架的基本構(gòu)成和作用(一)放頂煤液壓支架使用在放頂煤開采工作面的液壓支架稱放頂煤液壓支架。有掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式兩種。目前多數(shù)為支撐掩護(hù)式放頂煤支架。按與液壓支架配套的輸送機(jī)的臺數(shù)，放頂煤液壓支架可分為：按放煤口位置，放頂煤液壓支架可分為：放頂煤支架在具有支撐頂板、維護(hù)工作面空間作用的同時，又具有放煤能力，解決了厚煤層一次采全高液壓支架結(jié)構(gòu)復(fù)雜的難題，同時又使采煤工作面的產(chǎn)量大幅度提高。使用放頂煤支架一次可采煤厚度達(dá)十幾米，大大減少了掘進(jìn)量并提高了回采率。放煤口設(shè)在掩護(hù)梁下部