【正文】 ........................... 53 液壓系統(tǒng) ................................................................................................................... 53 立柱和千斤頂 ........................................................................................................... 54 液壓閥 ....................................................................................................................... 55 結束語 ...................................................................................................................................... 57 致 謝 ...................................................................................................................................... 58 參考文獻 .................................................................................................................................. 59 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 1 第一章 緒論 液壓支架的 組成和 用途 液壓支架的組成 液壓支架一般有承載 構件、執(zhí)行元件、控制元件和輔助裝置四大部分組成。支架通過頂梁實現(xiàn)支撐、管理頂板功能。 ② 掩護梁 阻擋采空區(qū)冒落的干濕竄入工作面并承受采空區(qū)冒落矸石的載荷和承受頂板通過頂梁傳遞的水平推力的部件叫掩護梁。 ③ 前后連桿 前后連桿只有掩護式和支撐掩護式支架才安設。 ④ 底座 直接與底板相接觸，承受立柱傳來的頂板壓力并將其傳遞至底板的部件叫底座。 ⑤ 側護板 側護板的作用是： ，防止冒落矸石進入支護空間； ； ； 間距。當支架設置防倒防滑裝置時，還設有各種防倒、防滑千斤頂和調架千斤頂。壓力控制閥主要有安全閥；方向控制閥主要有液控單向閥、操縱閥等。 ① 推移裝置 推移 裝置是實現(xiàn)支架自身前移和刮板輸送機前移的裝置，由連接頭、框架、推移千斤頂組成。 ③ 復位裝置 復位裝置是支撐式支架的特征裝置 。 ④ 護幫裝置 設護幫裝置的 目的在于防止煤壁片幫或在片幫時互幫板起到遮蔽作用，避免砸傷工作人員或損壞設備。 ⑤ 防倒防滑裝置 在煤層傾角較大（一般在 15176。防滑裝置一般安設在兩相鄰支架的底座側面，防倒裝置一般安設內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 3 在兩相鄰支架的頂梁側面。它能可靠而有效地支 撐和控制工作面的頂板，隔離采空區(qū)，防止矸石進入回采工作面和推進 輸送機 。 液壓支架作為煤礦綜采機械化采煤設備（液壓支架、可彎曲輸送機和采煤機）的重要組成設備之一 。因此，性能優(yōu)良的液壓支架 技術上先進、經濟上合理、安全上可靠 ，是實現(xiàn)采煤綜合機械化和自動化不可缺少的主要設備。 ⑴ 按支架與圍巖的相互作用關系分：可分為 支撐式、掩護式和支撐掩護式三大類。典型的支撐式液壓支架，其頂梁較長，立柱較多，靠支撐作用維護一定的工作空間，而頂板巖石則在頂梁后部切斷垮落。這種類型的支架具有較大的支撐能力和良好的切頂性能，因此適用于頂板堅硬完整，基本頂周期壓力明顯或強烈，底板較堅硬的煤層。這類內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 4 支架的頂梁較短，多數(shù)支架的立柱只有一排，一般僅有 1～ 2 根，多呈傾斜布置，與掩護梁連接或直接連接在頂梁上。 ③ 支撐掩護式支架 支撐掩護式支架是支撐式支架和掩護式支架相結合的一種架型，以支撐為主，但同時又具有掩護作用。因此，支撐掩護式支架適用于直接頂中等穩(wěn)定或穩(wěn)定，基本頂周期來壓明顯或強烈瓦斯涌出量較大的煤層。 ⑶ 根據(jù)使用地點分 ：液壓支架按使用地點的不同可分為工作面支架和端頭支架兩類 。 升柱：當需要液壓支架上升支護頂板時，高壓乳化液進入立柱的下活塞腔，另一腔回液，推動活塞上升，是與活塞桿相連的頂梁緊緊接觸頂板。 支架和輸送機前移：支架和輸送機的前移都是由底座上的推移千斤頂來完成。 pp 1p 2tt 0 t 1 t 2 支架立柱工作時，其支撐力隨時間的變化可分為三個階段：支架升柱時，高壓液進入立柱下腔，立 柱升起使頂梁接觸頂板，立柱下腔壓力增加，當增加到泵站工作壓力時，泵站自動卸載，支架的液控單向閥關閉，立柱下腔壓力達到初撐力，此階段為初承力階低壓液體 升 降 推 移 1 2 3 4 5 6 高壓液體 圖 11 液壓支架工作原理 1 輸送機； 2 推移千斤頂； 3 立柱； 4 安全閥； 5 液控單向閥；6 操縱閥 圖 12 支架的工作特性曲線 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 6 段 ；支架初撐后，隨著頂板下沉，立柱下腔壓力增加，直至增加到支架安全閥的調正壓力，立柱下腔壓力達到工作阻力，此階段為增阻階段 ；隨著頂板壓力繼續(xù)增加，是立柱下腔壓力超過的安全閥調正壓力值時，安全閥打開溢流，立柱下縮，是頂板壓力減小，立柱下腔壓力降低，當?shù)陀诎踩y壓力調整值后，安全閥停止溢流，這樣在安全閥調整壓力的限制下，壓 力曲線隨時間呈波浪形變化，此階段為恒阻階段 。 ：頂壓是設計支架承載能力的依據(jù)，承載能力安全系數(shù)一般取 。若是中厚煤層 （ ～ 3． 5m） ，或較薄的厚煤層（ ～ ），一次采全高；或較厚的厚煤層（ 以上），分層開采，設計支架的最大支撐高度應大于采高。 3．煤層傾斜度：煤層傾斜角度過大時，支架應設置防滑防倒裝置。一般情況下，穩(wěn)定頂板選用支撐式支架；中等穩(wěn)定頂板選用支撐掩護式支架；不穩(wěn)定頂板選用掩護式支架。因此涉及到支架底座的結構形式、底座作用于底板合力的位置（即與支架架型和支架整體結構布局有關）和推移千斤頂設置形式等。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 7 7．年產量：年產量涉 及到采煤機的開采能力和運輸機的運輸能力（即選擇適當型號的采煤機和運輸機），因此設計支架的幾何參數(shù)也應與之相應配套 。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 8 第二章 液壓支架的 結構 特點 及選型 支撐掩護式液壓支架 的整體結構 圖 21 支撐掩護式液壓支架 液壓支架的各主要部件結構 液壓支架的頂梁 支撐式液壓支架頂梁結構形式如圖 22 所示。頂梁為一整體，剛性大，承載能力較好，但對頂板適應性差。其中，b 為全鉸式，它能適應支架頂梁上方前后頂板的變化，但當頂板出現(xiàn)凹坑時，頂梁易成人字形，影響支撐效果和切頂性能。 如圖 d 所示為剛性頂梁帶鉸接式前梁，頂梁由前、后梁鉸接，在鉸接前梁處安裝有前梁千斤頂，用來支撐靠近煤壁處的頂板， 同時還可以使前梁上下擺角適應頂板起伏變化和增加頂梁前端的支撐能力。 如圖 f 所示為不帶伸縮前梁的剛性頂梁，伸縮千斤頂式頂梁伸縮，由于前梁可以及時伸出支護暴露的頂板，從而允許固定頂梁減小長度，也可以用前梁千斤頂和伸縮千斤頂配合使用，使前梁既可以伸縮，也可以上下擺動。因為它能在頂板凹凸變化時自取平衡，所以叫平衡式 頂梁，頂梁鉸接點前、后側面的比例接近于 2： 1（按載荷分布近似三角形設計）。為此，在頂梁后部加設擋矸板。 如圖 c 所示為鉸接式頂梁，頂梁為整體結構，頂梁后端直接與掩護梁鉸接，取消三角區(qū)，立柱直接支撐在頂梁上。 圖 23 掩護式液壓支架定量的類型 1頂梁； 2前梁； 3后梁； 4掩護梁； 5立柱； 6 限位千斤頂； 7 前梁千斤頂 如圖 d 所示 為帶前梁的鉸接式頂梁，由前梁千斤頂調節(jié)前梁角度，可以提高前梁前端的支撐能力，改善前梁前端的支控效果。 3．支撐掩護式液壓支架的頂梁結構 由于支撐掩護式液壓支架的結構介于支撐式和掩護式液壓支架之間，所以，支撐掩護式液壓支架的頂梁結構可采用前述諸種型式，但應根據(jù)頂板條件來選取?；顒觽茸o板裝在掩護梁的兩側。如圖 24 所示。 折線型相對直線型支架斷面大，結構強度高，但工藝性差，所以很少采用。對分式結構尺寸小，易于加工、運輸和安裝，但結構強度較差。 1）整體式。 如圖 25a 所示的底座用于支撐式液壓支架，箱體高度大便于安裝復位裝置。 2）對分式。如圖 25c、 d 所示為前、后兩個底座的對分式，兩者通過銷軸與彈簧鋼板鉸接而成。 3）底靴式。它的結構簡單，動作靈活，對地板的不平整適應性強，但剛性差，與地板接觸面積小，穩(wěn)定相差，一般用于節(jié)式支架上。同時底座后部 的重力大 于前部，避免移架時啃底。在整體式底座后部中間去掉一塊鋼板，減少 底座后部與底板的接觸面積，增加底座后部的比壓，同時有利于排矸。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 14 立柱 立柱按動作方式分為單作用和雙作用立柱；按結構分為活塞式和柱塞式立柱；按伸縮方式分為單伸縮和雙伸縮式立柱，如圖 26 所示。單伸縮雙作用活塞式立柱，靠液壓力伸柱和降柱。 2）雙伸縮立柱的動作原理 雙伸縮立柱動作原理如圖 27 所示 當高壓液進入中缸下腔，上腔回液，使中缸伸起，如圖 27a 所示。降柱時如圖 27c、 d 所示。 立柱上部進液孔經中缸小孔進入上柱上腔，下腔液體經底閥從立柱下部孔回液，上柱下降，如圖 27d 所示 (a)(b)(c)(d) 圖 27 雙伸縮立柱動作原理 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 16 液壓支架的選型 液壓支架的選型原則 液壓支架的選型，其根本目的是使綜采設備適合礦井和工作面的條件，投產后能夠做到高產、高效、安全，并為礦井的集中生產、優(yōu)化管理和最佳經濟效益提供條件，因此必須根據(jù)礦井的煤層、地質、技術和設備條件進行選擇。一般情況 下可根據(jù)頂板的級別直接選出架型。 3．當煤層厚度達到 ～ 以上時，需要選擇有護幫裝置的掩護式或支撐掩護式支架，煤層厚度變化大時，應選擇調高范圍較大、帶有機械加長桿或雙伸縮立柱的掩護式支架。在地板較軟條件下，應選用抬地板裝置的支架或插腿掩護式支架。 5．煤層傾角小于 10176。傾角在 10176。（支撐式液壓 支架取下限，掩護式液壓支架和支撐掩護式液壓支架取上限）以上時，應選用帶有防滑裝置的液壓支架。以上時，應選用同時帶有防滑防倒裝置的液壓支架。 7．當煤層為軟煤時，支架最大高度一般應≤ ；中硬煤時，支架最大高度一般≤；硬煤，支架最大高度＜ 5m。支撐式液壓支架最便宜，內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 17 其次是掩護式液壓支架，最貴為支撐掩護式液壓支架。泥質頁巖、再生頂板等屬于這一類。砂質頁巖、粉砂巖等直接頂屬于這一類頂板。砂巖頂板、堅硬的砂質頁巖頂板屬于這一類頂板。 表 21 基本頂級別 基本頂級別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 基本頂來壓 不明顯 明 顯 強 烈 極強烈 指 標 N=3～ 5 ＜ N≤ 3～ 5 LP=25～ 50 0,3＜ N≤ 3～ 5 LP＞ 50 N≤ N≤ LP＞ 50 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 18 注： N 應根據(jù)采煤工作面所在位置的地質柱狀圖中的 M 和 h 來計算。 表 22 直接 頂級別 類 別 指 標 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 不穩(wěn)定頂板 中等穩(wěn)定頂板 穩(wěn)定頂板 堅硬頂板 主要指標 強度指數(shù) D1 l=3 l≤ 8 l=～ 7 l=9～ 18 l=～ 12 l=19～ 25 l ＞12 l ＞25 無直接頂，巖層厚度在 2～ 5m以上 σ ＞ 60～80 參照指標 直接頂初次垮落步距 l/m 表中按右式計算： =巖石單向抗拉強度（ Mpa） = 節(jié)理裂隙影響系數(shù)； =分層厚度影響系數(shù)。所以此種支架介于以上兩種支架之間，增強了適用范圍，適用于頂板較堅硬、頂板壓力較大頂板破碎的各種煤層，其受力狀況如圖 21 所示 。液壓支架要有足夠的推溜力和移架力。 防矸性能要好；排矸性能要好； 要求液壓支架能保證采煤工作面有 足夠的通風斷面，從而保證人員呼吸、稀釋有害氣體等安全方面的要求；為了操作和生產的需要，要有足夠寬的人行道；調高范圍要大，