【導(dǎo)讀】河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文

　　

【正文】 各個(gè)液壓缸。乳化液泵站通常安裝在工作面下順槽，可隨工作面一起向前推進(jìn)。泵站通過(guò)沿工作面全長(zhǎng)敷設(shè)的主供液管和主回液管，向各個(gè)支架供給高壓乳化液，接收低壓回液。工作面中每個(gè)支架的液壓控制回 路多數(shù)完全相同，通過(guò)截止閥連接與主管路，相對(duì)獨(dú)立。其中任一支架發(fā)生故障進(jìn)行檢修時(shí)，可關(guān)閉該架與主管路連接的截止閥，不會(huì)影響其他支架工作。 立柱和千斤頂 在液壓支架中，用于承受頂板載荷，調(diào)節(jié)支護(hù)高度的液壓缸稱為立柱。液壓支架的立柱多數(shù)是單伸縮雙作用單活塞桿式液壓缸。除立柱外，支架中其余的液壓缸稱為千斤頂，依其功能分別叫做前梁千斤頂、推移千斤頂、側(cè)推千斤頂、平衡千斤頂、護(hù)幫千斤頂和復(fù)位千斤頂?shù)鹊取Ｓ捎谇傲呵Ы镯斠渤惺苡摄q接前梁傳遞的部分頂板載荷，結(jié)構(gòu)與立柱基本相同，只是長(zhǎng)度和形成較短，所以也有人叫它前梁 短柱。通常支架中各類千斤頂是單伸縮雙作用作用液壓缸，只有復(fù)位千斤頂和伸縮前探梁的千斤頂是單作用液壓缸。 懸浮式立柱控制回路如圖 ： 千斤頂控制回路如圖 ： 圖 懸浮式立柱控制回路 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 34 支架液壓閥 液壓支架的液壓控制系統(tǒng)中所使用的控制元件有兩大類：壓力控制閥和方向控制閥。壓力控制閥主要有安全閥，方向控制閥主要有液控單向閥、操縱閥和液控分配換向閥等。 液控單向閥 夜控單向閥在支架液壓系統(tǒng)中主要用來(lái)閉鎖液壓缸中的液體，使之承載。它是大多數(shù)支架立柱必不可少的控制元件之一。 對(duì)液控單向閥的要求： 密 封可靠，特別是鎖緊立柱下腔液路的液控單向閥，需長(zhǎng)時(shí)間保持絕對(duì)密封； 動(dòng)作靈敏，尤其要求關(guān)閉及時(shí)，保證剛剛鎖緊的液壓缸中的壓強(qiáng)等于泵站供液壓強(qiáng)； 流動(dòng)阻力?。? 工作壽命長(zhǎng)，能保證工作面推進(jìn) 800～ 1000 米不需要更換； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 支架常用的液控單向閥按其密封副形勢(shì)可分為平面密封型、錐面密封型和球面密封型。 安全閥 安全閥是支架液壓控制系統(tǒng)中必不可少的限定壓強(qiáng)的元件。立柱安全閥圖 千斤頂控制回路 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 35 可以防止支架的主要承載結(jié)構(gòu)件過(guò)負(fù)荷，確保頂板巖層在不高于規(guī)定的工作阻力作用下沉降。 對(duì)立柱安全閥的要求： 關(guān)閉時(shí)必須完 全封閉； 能夠穩(wěn)定溢流的溢流量范圍大，在頂板緩慢下沉?xí)r的微小流量 (30~40mL/min以下 ) 工況下，啟閉壓強(qiáng)差不大于整定壓強(qiáng)的 5～ 10%，以保證支架的恒阻性。在頂板急劇下沉的大流量 (30~50mL/min)工況下，被封閉的液體壓強(qiáng)升高值不大于整定壓強(qiáng)的 25%。 操縱閥 在支架液壓控制系統(tǒng)中用來(lái)使液壓缸換向，實(shí)現(xiàn)支架各個(gè)動(dòng)作的手動(dòng)換向閥，習(xí)慣上稱為操縱閥。按壓力液通過(guò)操縱閥后的用途不同，可分為全流量操縱閥和先導(dǎo)液壓操縱閥。 液壓支架液壓閥的密封技術(shù)分析 液壓支架是采煤機(jī)械中 的支護(hù)設(shè)備，經(jīng)過(guò)大修在井下一般可使用五年，但是液壓支架中各種液壓閥的使用壽命卻很低，長(zhǎng)的 3 個(gè)月，短的只有幾個(gè)星期，國(guó)外解決的途徑和辦法是增加系統(tǒng)的過(guò)濾精度和提高乳化液的質(zhì)量，但收效不大。以英國(guó)某液壓閥為例，雖然加工精度及整個(gè)液壓系統(tǒng)的過(guò)濾精度都比較高，但因使用壽命低，已在我國(guó)面臨淘汰。 1. 影響液壓閥密封性能的主要因素 密封元件損壞的主要因素是工作液中的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在密封元件間研磨，使閥產(chǎn)生泄漏。因此，國(guó)外曾提出相應(yīng)等級(jí)的液壓元件，應(yīng)采用相應(yīng)精度的過(guò)濾器。他們認(rèn)為 5181。M 的油泵密封元件，如果采用過(guò)濾精度為 3／ 181。M 的過(guò)濾器，壽命可比采用 10181。M 的提高 10 倍。但液壓支架用閥，工作環(huán)境十分惡劣。在采煤工作面，油管總長(zhǎng) 1000 多米，接頭插口多達(dá) 4000 多個(gè)，液箱無(wú)特殊的防塵設(shè)施。乳化液中有大量的漂浮雜質(zhì)，在立柱缸底和閥腔，留有較多的煤粉、巖粒和鐵屑。進(jìn)液閥芯和閥座，由于開(kāi)啟關(guān)閉比較頻繁，液體流速高，密封很快就會(huì)失效。實(shí)踐證明減少支架液壓系統(tǒng)液體的污染雜質(zhì)，是十分困難的，有人曾經(jīng)設(shè)想在乳化液泵站采用高壓過(guò)濾器，同時(shí)在每臺(tái)支架河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 36 進(jìn)口處增加小型過(guò)濾器。但在工作中很快被堵塞，形成斷流。 另一方面，隨著液壓支架技術(shù)的發(fā)展。對(duì)閥 的使用性能和閥的使用壽命提出了更高的要求。目前，在裝有 120 目時(shí)的過(guò)濾器和磁過(guò)濾裝置的條件下，用通過(guò)被測(cè)試閥的乳化液的總流量和閥的啟閉次數(shù)，來(lái)計(jì)量閥的壽命。但實(shí)際上室內(nèi)型式試驗(yàn)與井下實(shí)際工作結(jié)果相差很大?，F(xiàn)在許多國(guó)家的形式實(shí)驗(yàn)，增加了抗污染要求，有的是在乳化液中摻入適當(dāng)?shù)拿悍?，有的是加入機(jī)械雜質(zhì)。 為此，需要使用新型的、抗污染能力強(qiáng)的、適合于井下工作條件的密封副。 2 .液壓閥密封材料的歷史及現(xiàn)狀 閥芯和閥座接觸面的泄漏，是工作液體分子擠入的結(jié)果。影響密封效果的主要原因是閥芯和閥座的接觸比壓、不平度及壓差。 當(dāng)閥芯與閥座的接合面以P 力壓緊，工作液體分子以 F 力擠入，密封材料會(huì)產(chǎn)生彈性變形。如果密封副總抗力大于分子斥力，則密封有效，否則就會(huì)形成泄漏。 早期的液壓支架，運(yùn)動(dòng)副之間沒(méi)有其他密封措施，是金屬直接接觸密封，即要求密封副接觸平面吻合，具有較高的加工精度，否則必須加大密封副的結(jié)合力，使接觸表面產(chǎn)生塑性變形，堵塞泄漏通道。 液壓支架液壓原理圖 支架液壓原理圖如圖 所示： 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 37 PO13456722 液壓支架的控制方式 手動(dòng)控制 目前液壓支架多采用手動(dòng)鄰架控制。操作人員隨采煤機(jī)前進(jìn)，依次站在被移 支架傾斜上方的支架里進(jìn)行操作，使被移支架完成各個(gè)必要的動(dòng)作。 1．全流量控制 全流量控制目前是支架的基本控制方式。它使用全流量操縱閥，根據(jù)操作人員的要求，直接向液壓缸工作腔輸入壓力液，實(shí)現(xiàn)支架的各個(gè)動(dòng)作。在采取鄰架控制時(shí)的全流量控制系統(tǒng)，過(guò)架管路除了主管路外，還有許多控制管路因而行人不便，系統(tǒng)可靠性不高，維護(hù)工作量大。 2．先導(dǎo)液壓控制 圖 液壓支架液壓原理圖 1 平衡千斤頂 2 立柱 3 推移千斤頂 4 頂梁側(cè)推千斤頂 5 掩護(hù)架側(cè)推千斤頂 6 護(hù)幫千斤頂 7 調(diào)架千斤頂 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 38 先導(dǎo)液壓控制近年來(lái)在支架液壓控制系統(tǒng)中發(fā)展很快。它是通過(guò)先導(dǎo)液壓操縱閥將操作人員的命令變成液壓指令，再由液控分配閥完成向液壓缸工作腔供給壓力的任務(wù)。因?yàn)橄葘?dǎo)控制需要傳輸 的不是流量而是液壓，所以先導(dǎo)控制管可以做的很細(xì)小，于是必須過(guò)架的許多先導(dǎo)控制管可以用一根直徑不大的多芯管來(lái)代替，并且簡(jiǎn)化了支架在井下工作面的安裝，系統(tǒng)可靠性增加。 自動(dòng)控制 手動(dòng)控制的操作速度受到人員在工作面行走速度限制。特別是在薄煤層工作中，操作人員花費(fèi)在從一個(gè)支架行走到另一個(gè)支架的時(shí)間較長(zhǎng)，體力消耗也很大。因此，手動(dòng)控制液壓支架使高效采煤機(jī)械的工作能力不能充分發(fā)揮出來(lái)。所以，研制和開(kāi)發(fā)自動(dòng)控制系統(tǒng)是液壓支架進(jìn)一步發(fā)展的方向之一。 目前，液壓支架的自動(dòng)控制大部分都處于試驗(yàn)階段。這是因?yàn)榈叵?工作條件復(fù)雜多變，在工作條件的監(jiān)控方面，在人機(jī)之間和采煤機(jī)與支架之間的完善聯(lián)系還有大量工作要做?？偟内厔?shì)是采用帶有電腦控制的電液先導(dǎo)液壓控制系統(tǒng)。分配閥多采用安全火花型電液控制分配閥，監(jiān)控裝置多轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入電腦指令系統(tǒng)。 液壓系統(tǒng)安裝、調(diào)試、保養(yǎng) 安裝： 液壓系統(tǒng)的安裝是液壓系統(tǒng)能否正常可運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 一、安裝人員 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)雖然與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)有大量相似之處，但是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)確實(shí)有它的特性。經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)，并有一定安裝經(jīng)驗(yàn)的人員才能從事液壓系統(tǒng)的安裝。 二、審 查液壓系統(tǒng) 主要是審查該項(xiàng)設(shè)計(jì)能否達(dá)到預(yù)期的工作目標(biāo)，能否實(shí)現(xiàn)機(jī)器的動(dòng)作和達(dá)到各項(xiàng)性能指標(biāo)。安裝工藝有無(wú)實(shí)現(xiàn)的可能。全面了解設(shè)計(jì)總體各部分的組成，深入地了解各部分所起的作用。審查的主要內(nèi)容包含以下幾點(diǎn)： 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 39 審查液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 鑒定液壓系統(tǒng)原理圖的合理性 評(píng)價(jià)系統(tǒng)的制造工藝水平 檢查并確認(rèn)液壓系統(tǒng)的凈化程度 液壓系統(tǒng)零部件的確認(rèn) 三、安裝前的技術(shù)準(zhǔn)備工作 液壓系統(tǒng)在安裝前，應(yīng)按照有關(guān)技術(shù)資料做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。 技術(shù)資料的準(zhǔn)備與熟悉 液壓系統(tǒng)原理圖、電氣原理 圖、管道布置圖、液壓元件、輔件、管件清單和有關(guān)元件樣本等，這些資料都應(yīng)準(zhǔn)備齊全，以便工程技術(shù)人員對(duì)具體內(nèi)容和技術(shù)要求逐項(xiàng)熟悉和研究。 物資準(zhǔn)備 按照液壓系統(tǒng)圖和液壓件清單，核對(duì)液壓件的數(shù)量，確認(rèn)所有液壓元件的質(zhì)量狀況。尤其要嚴(yán)格檢查壓力表的質(zhì)量，查明壓力表交驗(yàn)日期，對(duì)檢驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的壓力表要重新進(jìn)行校驗(yàn)，確保準(zhǔn)確可 靠 。 質(zhì)量檢查 液壓元件在運(yùn)輸或庫(kù)存過(guò)程中極易被污染和銹蝕，庫(kù)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使液壓元件中的密封件老化而喪失密封性，有些液壓元件由于加工及裝配質(zhì)量不良使性能不可 *，所以必須對(duì)元件進(jìn)行 嚴(yán)格的質(zhì)量檢查。 A) 液壓元件質(zhì)量檢查 各類液壓元件型號(hào)必須與元件清單一致 要查明液壓元件保管時(shí)間是否過(guò)長(zhǎng)，或保管環(huán)境不合要求，應(yīng)注意液壓元件內(nèi)部密封件老化程度，必要時(shí)要進(jìn)行拆洗、更換、并進(jìn)行性能測(cè)試。 每個(gè)液壓元件上的調(diào)整螺釘、調(diào)節(jié)手輪、鎖緊螺母等都要完整無(wú)損。 液壓元件所附帶的密封件表面質(zhì)量應(yīng)符合要求、否則應(yīng)予更換。 板式連接元件連接平面不準(zhǔn)有缺陷。安裝密封件的溝槽尺寸加工精度要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 管式連接元件的連接螺紋口不準(zhǔn)有破損和活扣現(xiàn)象。 板式閥安裝底板的 連接平面不準(zhǔn)有凹凸不平缺陷，連接螺紋不準(zhǔn)有破損和活扣現(xiàn)象。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 40 將通油口堵塞取下，檢查元件內(nèi)部是否清潔。 檢查電磁閥中的電磁鐵芯及外表質(zhì)量，若有異常不準(zhǔn)使用。 各液壓元件上的附件必須齊全。 B) 液壓輔件質(zhì)量檢查 油箱要達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求。油箱上附件必須齊全。箱內(nèi)部不準(zhǔn)有銹蝕，裝油前油箱內(nèi)部一定要清洗干凈。 所領(lǐng)用的濾油器型號(hào)規(guī)格與設(shè)計(jì)要求必須一致，確認(rèn)濾芯精度等級(jí)，濾芯不得有缺陷，連接螺口不準(zhǔn)有破損，所帶附件必須齊全。 各種密封件外觀質(zhì)量要符合要求，并查明所領(lǐng)密封件保管 期限。有異常或保管期限過(guò)長(zhǎng)的密封件不準(zhǔn)使用。 蓄能器質(zhì)量要符合要求，所帶附件要齊全。查明保管期限，對(duì)存放過(guò)長(zhǎng)的蓄能器要嚴(yán)格檢查質(zhì)量，不符合技術(shù)指標(biāo)和使用要求的蓄能器不準(zhǔn)使用。 空氣濾清器用于過(guò)濾空氣中的粉塵，通氣阻力不能太大，保證箱內(nèi)壓力為大氣壓。所以空氣濾清器要有足夠大的通過(guò)空氣的能力。 C) 管子和接頭質(zhì)量檢查 a) 管子的材料、通徑、壁厚和接頭的型號(hào)規(guī)格及加工質(zhì)量都要符合設(shè)計(jì)要求。 b) 所用管子不準(zhǔn)有缺陷。有下列異常，不準(zhǔn)使用： 管子內(nèi)、外壁表面已腐蝕或有顯著變色。 管 子表面?zhèn)诹押凵疃葹楣茏颖诤竦?10%以上。 管子壁內(nèi)有小孔。 管子表面凹入程度達(dá)到管子直徑的 10%以上。 c) 使用彎曲的管子時(shí)，有下列異常不準(zhǔn)使用： 管子彎曲部位內(nèi)、外壁表面曲線不規(guī)則或有鋸齒形。 管子彎曲部位其橢圓度大于 10%以上。 扁平彎曲部位的最小外徑為原管子外徑的 70%以下。 d) 所用接頭不準(zhǔn)有缺陷。若有下列異常，不準(zhǔn)使用： 接頭體或螺母的螺紋有傷痕、毛刺或斷扣等現(xiàn)象。 接頭體各結(jié)合面加工精度未達(dá)到技術(shù)要求。 接頭體與螺母配合不良，有松動(dòng)或卡澀 現(xiàn)象。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 41 安裝密封圈的溝槽尺寸和加工精度未達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。 e) 軟管和接頭有下列缺陷的不準(zhǔn)使用： 軟管表面有傷皮或老化現(xiàn)象。 接頭體有銹蝕現(xiàn)象。 螺紋有傷痕、毛刺、斷扣和配合有松動(dòng)、卡澀現(xiàn)象。 f) 法蘭件有下列缺陷不準(zhǔn)使用： 法蘭密封面有氣孔、裂縫、毛刺、徑向溝槽。 法蘭密封溝槽尺寸、加工精度不符合設(shè)計(jì)要求。 法蘭上的密封金屬墊片不準(zhǔn)有各種缺陷。材料硬度應(yīng)低于法蘭硬度。 四、液壓管道的安裝要求 液壓管道安裝是液壓設(shè)備安裝的一項(xiàng)主要工程。管道安裝質(zhì)量的好壞 是關(guān)系到液壓系統(tǒng)工作性能是否正常的關(guān)鍵之一。 布管設(shè)計(jì)和配管時(shí)都應(yīng)先根據(jù)液壓原理圖，對(duì)所需連接的組件、液壓元件、管接頭、法蘭作一個(gè)通盤的考慮。 管道的敷設(shè)排列和走向應(yīng)整齊一致，層次分明。盡量采用水平或垂直布管，水平管道的不平行度應(yīng) ≤2/1000；垂直管道的不垂直度應(yīng) ≤2/400。用水平儀檢測(cè)。 平行或交 叉 的管系之間，應(yīng)有 10mm以上的空隙。 管道的配置必須使管道、液壓閥和其它元件裝卸、維修方便。系統(tǒng)中任何一段管道或元件應(yīng)盡量能自由拆裝而不影響其它元件。 配管時(shí)必須使管道有一定的 剛性和抗振動(dòng)能力。應(yīng)適當(dāng)配置管道支架和管夾。彎曲的管子應(yīng)在起彎點(diǎn)附近設(shè)支架或管夾。管道不得與支架或管夾直接焊接。 管道的重量不應(yīng)由閥、泵及其它液壓元件和輔件承受；也不應(yīng)由管道支承較重的元件重量。 較長(zhǎng)的管道必須考慮有效措施以防止溫度變化使管子伸縮而引起的應(yīng)力。 使用