采掘机械课件.第九章.pptx

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1、第一节第一节 液压支架的原理及分类液压支架的原理及分类一、液压支架的工作原理一、液压支架的工作原理1支架的动作原理支架的动作原理图9-1 液压支架工作原理1-顶梁；2-立柱；4-底座；5-推移千斤顶；6-安全阀；7-液控单向阀；8、9-操纵阀；3-输送机；10-乳化液泵；11-溢流阀；P-主供液管；o-主回液管u基本动作：升架降架移架推移输送机第1页/共26页2支架的承载过程支架的承载过程 支架的承载过程是指支架升起和支撑顶板时与顶板支架的承载过程是指支架升起和支撑顶板时与顶板之间相互作用的过程，分为初撑、增阻和恒阻三个阶段。之间相互作用的过程，分为初撑、增阻和恒阻三个阶段。n初撑阶段升架过程

2、中，从顶梁接触顶板至立柱下腔压力逐渐上升达到泵站工作压力为止，为支架的初撑阶段。初撑阶段终了时，支架对顶板所产生的支撑力称为初撑力。初撑力大小按下式计算：kN （9-1）n增阻阶段初撑阶段结束后，操纵阀移到中间阀位，立柱下腔油路上的液控单向阀封闭立柱下腔。随着顶板下沉，立柱下腔液体压力逐渐升高，支架对顶板的支撑力增大，这是支架的增阻阶段。增阻阶段利用了液体的不可压缩性。第2页/共26页n恒阻阶段恒阻阶段 当立柱下腔的液体压力随着顶板压力的增大而升高到当立柱下腔的液体压力随着顶板压力的增大而升高到立柱下腔油路上安全阀的调定压力时，安全阀开启溢流，立柱下腔油路上安全阀的调定压力时，安全阀开启溢流，

3、立柱微量下降，使立柱下腔压力和支架的支撑力保持基立柱微量下降，使立柱下腔压力和支架的支撑力保持基本恒定，这一过程称为支架的恒阻阶段。此时，支架对本恒定，这一过程称为支架的恒阻阶段。此时，支架对顶板的支撑力称为工作阻力。支架的工作阻力为：顶板的支撑力称为工作阻力。支架的工作阻力为：kN （9-2）图9-2 液压支架工作特性曲线t0、t1、t2分别表示初撑、增阻、恒阻阶段的时间。u由此可见，支架的工作阻力取决于立柱下腔油路上安全阀的调定压力、立柱的缸径和数量。第3页/共26页二、液压支架的结构类型及特点二、液压支架的结构类型及特点1支撑式支架支撑式支架图9-3 支撑式支架结构型式图a：垛式支架 图

4、b：节式支架u结构特点：u性能特点：u适用条件：第4页/共26页2掩护式支架掩护式支架图9-4掩护式支架结构型式图a：支掩掩护式 图b：支顶掩护式u结构特点：u性能特点：u适用条件：第5页/共26页3支撑掩护式支架支撑掩护式支架图9-5支撑掩护式支架结构型式图a图d分别为H型、V型、P型、X型结构图e是一排立柱支撑在掩护梁上、另一排支撑在顶梁上的混合支撑结构。u结构型式：u结构特点：u性能特点：u适用条件：第6页/共26页4特种支架特种支架特种支架是为了满足某些特殊要求而发展起来的液压支特种支架是为了满足某些特殊要求而发展起来的液压支架，在结构型式上仍属于上述某种基本架型，主要有端架，在结构型

5、式上仍属于上述某种基本架型，主要有端头支架、放顶煤支架、铺网支架和大倾角支架等。头支架、放顶煤支架、铺网支架和大倾角支架等。第7页/共26页第二节第二节 典型液压支架结构典型液压支架结构一、一、ZD4800/18.5/2.9型支撑式支架型支撑式支架ZY8600-24/50D型掩护式支架是我国自行设计的一种中厚煤层支架，型掩护式支架是我国自行设计的一种中厚煤层支架，其技术先进，性能良好，结构简单。该支架型号的含义是：其技术先进，性能良好，结构简单。该支架型号的含义是：Z-液压液压支架；支架；Y-掩护式；掩护式；8600-工作阻力为工作阻力为8600 kN；24-最小支撑高度最小支撑高度2.4m；

6、50-最大支撑高度最大支撑高度5.0m；D-电液控制。电液控制。1适用范围和技术参数l该支架的适用范围是煤层厚度2.4m5m，倾角小于15，随采随落的破碎或中等稳定顶板，直接顶完整，底板平整，允许用于煤底，但底板的抗压强度要足够。l主要技术特征：初撑力（pb=31.5MPa）6413kN 工作阻力(pc=42.3MPa）8600kN第8页/共26页2结构及特点结构及特点图9-6 ZY8600-24/50D型掩护式支架1-二级护帮；2-一级护帮；3-顶梁；4-掩护梁；5-平衡千斤顶；6-前连杆；7-后连杆；8-推移千斤顶；9-底座；10-推杆；11-阀组；12-立柱第9页/共26页该支架具有以下

7、特点：该支架具有以下特点：（1）该支架采用整体底座，但底座的两个相互连接的座）该支架采用整体底座，但底座的两个相互连接的座箱被底座中间的过桥分开。箱被底座中间的过桥分开。（2）掩护梁是一个整体钢结构件，掩护梁与底座的连接）掩护梁是一个整体钢结构件，掩护梁与底座的连接采用四连杆机构。四连杆是一种机械结构，其作用是使采用四连杆机构。四连杆是一种机械结构，其作用是使支架在升降过程中顶梁前端的运行轨迹为双扭线形，顶支架在升降过程中顶梁前端的运行轨迹为双扭线形，顶梁前端至煤壁的距离近似恒定。梁前端至煤壁的距离近似恒定。（3）支架立柱的支撑载荷通过顶梁传送到顶板，顶梁通）支架立柱的支撑载荷通过顶梁传送到顶

8、板，顶梁通过销轴和一个平衡千斤顶与掩护梁连接，所有顶梁都配过销轴和一个平衡千斤顶与掩护梁连接，所有顶梁都配备有护帮板。备有护帮板。（4）程序化的计算方法保证了支架最佳的承载能力和调）程序化的计算方法保证了支架最佳的承载能力和调高范围。高范围。（5）采用双伸缩双作用立柱，在一级缸活塞上装有单向）采用双伸缩双作用立柱，在一级缸活塞上装有单向阀使一级缸和二级缸所承受的载荷相同。阀使一级缸和二级缸所承受的载荷相同。（6）支架配备）支架配备PM3电液控制器来实现邻架电液控制系统电液控制器来实现邻架电液控制系统所需要的液压元件的动作。所需要的液压元件的动作。第10页/共26页3支架液压系统支架液压系统R1

9、、R2-立柱；R3-一级护帮千斤顶;R4-二级护帮千斤顶;R5-侧推千斤顶；R6-推移千斤顶；R7-抬起千斤顶；R8-平衡千斤顶图9-7 ZY8600-24/50D型掩护式支架液压系统第11页/共26页操作键操作键 图9-8 ZY8600-24/50D型支架控制器前面板第12页/共26页二、二、ZZ4000/17/35型支撑掩护式支架型支撑掩护式支架ZZ4000/17/35型支撑掩护式支架是我国自行研制的支架，型支撑掩护式支架是我国自行研制的支架，主要零部件强度经过优化设计，因而重量较轻，性能好，主要零部件强度经过优化设计，因而重量较轻，性能好，应用极为普遍。应用极为普遍。1适用范围和技术参数

10、lZZ4000/17/35型支撑掩护式支架是四柱直接撑顶的支架，适用于煤层厚度为2.03.3m，倾角小于25o，顶板中等稳定或稳定，底板允许比压不小于2MPa的地质条件。l支架的重要技术特征如下：初撑力 34943880kN工作阻力 43474514kN第13页/共26页2结构及特点结构及特点图9-9 ZZ4000/17/35型支撑掩护式支架1-护帮装置；2-护帮千斤顶；3-前梁；4-顶梁；5-前立柱；6-后立柱；7-掩护梁；8-后连杆；9-前连杆；10-底座；11-推移千斤顶；12-框架第14页/共26页该支架特点：该支架特点：（1）工作阻力大，支护强度高；两排立柱都向前倾斜布）工作阻力大，

11、支护强度高；两排立柱都向前倾斜布置，切顶性能强；置，切顶性能强；（2）采用带机械加长杆的单伸缩立柱，调高范围大；）采用带机械加长杆的单伸缩立柱，调高范围大；（3）采用分式铰接结构顶梁，由千斤顶控制前梁，可向）采用分式铰接结构顶梁，由千斤顶控制前梁，可向上摆动上摆动15，下向摆动，下向摆动19，顶梁前部有较好的支护性能；，顶梁前部有较好的支护性能；（4）顶梁、掩护梁都装有双侧可换活动侧护板，由千斤）顶梁、掩护梁都装有双侧可换活动侧护板，由千斤顶和弹簧控制，具有挡矸、防倒及调架性能；顶和弹簧控制，具有挡矸、防倒及调架性能；（5）采用四连杆机构，使支架在升降过程中端梁轨迹按）采用四连杆机构，使支架在

12、升降过程中端梁轨迹按双扭线运行，梁端距变化小，变化量仅为双扭线运行，梁端距变化小，变化量仅为42mm；（6）采用长框架推移装置，有较大的移架力。）采用长框架推移装置，有较大的移架力。第15页/共26页3液压系统液压系统图9-10 ZZ4000/17/35型支撑掩护式支架液压系统R1-前立柱；R2-后立柱；R3-短柱；R4-推移千斤顶；R5-防滑千斤顶；R6-护帮千斤顶；R7-掩护梁侧推千斤顶；R8-顶梁侧推千斤顶；V1-控制阀；V2-液控单向阀；V3-液控双向锁；V4-操纵阀；V5-截止阀；V6-过滤器；P-总进液管；T-总回液管第16页/共26页表表9-1 操纵阀的工作机能操纵阀的工作机能阀

13、片号阀位号工作缸名称工作缸动作状态1-0-2前排柱降-回液-升3-0-4后排柱降-回液-升5-0-6短柱降-回液-升7-0-8推移千斤顶移架-回液-推溜9-0-10顶梁侧推千斤顶缩-回液-伸11-0-12掩护梁侧推千斤顶缩-回液-伸13-0-14防滑千斤顶伸-回液-缩15-0-16护帮千斤顶伸-回液-缩第17页/共26页三、特种支架三、特种支架（一）端头支架（一）端头支架l结构结构l特点特点图9-11 端头支架1-主架顶梁；2-副架顶梁；3-调架千斤顶；4-副架底座；5-主架底座；6-推移千斤顶；7-推移架；8-加长杆；9-操纵台；10、11-十字架；12-立柱；13-连接头；14-前连杆；1

14、5-后连杆；16-底座；17、19-活动侧护板；18、20-掩护梁第18页/共26页端头支架、输送机、转载机配套原理端头支架、输送机、转载机配套原理图9-12 端头支架与输送机、转载机的配套关系1-底座；2-转载机；3-链节销；4-导轨；5-机头底架；6-工作面输送机机头u允许输送机机头相对于转载机有两个方向的转动、一个方向的移动。左右水平转角为20，上摆角为35，下摆角为7，机头往后拉移时，下摆角可逐渐加大；沿工作面方向允许有300mm的滑动量。第19页/共26页（二）放顶煤液压支架（二）放顶煤液压支架1.放顶煤液压支架类型及结构特点放顶煤液压支架类型及结构特点高位放顶煤液压支架高位放顶煤液

15、压支架中位放顶煤液压支架中位放顶煤液压支架低位放顶煤液压支架低位放顶煤液压支架u我国放顶煤液压支架的发展从低位放顶煤液压支架的研我国放顶煤液压支架的发展从低位放顶煤液压支架的研制开始，经历了高位、中位放顶煤，现在又回到了低位制开始，经历了高位、中位放顶煤，现在又回到了低位放顶煤。放顶煤。u低位放顶煤液压支架的放煤口位于支架后部掩护梁的下低位放顶煤液压支架的放煤口位于支架后部掩护梁的下方，其后输送机直接放在底板上或底座后方的拖板上。方，其后输送机直接放在底板上或底座后方的拖板上。由于这种支架适用性强，目前使用最为广泛，以反向四由于这种支架适用性强，目前使用最为广泛，以反向四连杆低位大插板放顶煤支

16、架为代表的新型高效放顶煤液连杆低位大插板放顶煤支架为代表的新型高效放顶煤液压支架，成为放顶煤液压支架架型的发展方向。压支架，成为放顶煤液压支架架型的发展方向。第20页/共26页反向四连杆低位大插板放顶煤支架的结构反向四连杆低位大插板放顶煤支架的结构 图9-13 反向四连杆低位放顶煤液压支架1-顶梁；2-立柱；3-掩护梁；4-尾梁千斤顶；5-尾梁；6-底座第21页/共26页2放煤机构放煤机构（1）摆动式放煤机构）摆动式放煤机构（3）折页式放煤机构）折页式放煤机构（2）插板式放煤机构）插板式放煤机构图9-14 摆动式放煤机构1-放煤千斤顶；2-插板千斤顶；3-放煤摆动板；4-插板图9-15 插板式

17、放煤机构1-顶梁；2-底座；3-斜梁；4-前连杆；5-后连杆；6-尾梁千斤顶；7-尾梁；8-插板千斤顶；9-插板图9-16 折页式放煤机构1-折页千斤顶；2-折页板第22页/共26页（三）铺网液压支架（三）铺网液压支架 铺网支架在厚煤层分层开采中使用，是在普通支撑掩铺网支架在厚煤层分层开采中使用，是在普通支撑掩护式或掩护式液压支架的基础上发展起来的护式或掩护式液压支架的基础上发展起来的 u铺网机构图9-17 铺网机构第23页/共26页u铺网支架的特点铺网支架的特点 （1）支架的高度一般是根据煤层厚度确定的。在进行选型设计时，）支架的高度一般是根据煤层厚度确定的。在进行选型设计时，支架的采高应与

18、煤层的总厚度成整数倍的关系，再考虑支架的采高应与煤层的总厚度成整数倍的关系，再考虑200mm的富的富余量即为液压支架的最大高度，一般支架的最大高度为余量即为液压支架的最大高度，一般支架的最大高度为3.5m左右。左右。（2）由于工人铺网作业是在支架的后部进行，因此要求支架后部）由于工人铺网作业是在支架的后部进行，因此要求支架后部要有足够的安全空间，一般后部空间要满足高度不小于要有足够的安全空间，一般后部空间要满足高度不小于1.1m、宽度、宽度不小于不小于1.0m的要求，以便工人进行联网作业。后部空间是由掩护梁的要求，以便工人进行联网作业。后部空间是由掩护梁和尾梁形成和维护的。尾梁的控制方式有千斤

19、顶控制和四连杆控制和尾梁形成和维护的。尾梁的控制方式有千斤顶控制和四连杆控制两种方式。两种方式。（3）由于运输金属网和行人都要从相邻两架间通过，因此要求架）由于运输金属网和行人都要从相邻两架间通过，因此要求架间有足够的行人和运网空间，一般相邻两架间的距离要大于间有足够的行人和运网空间，一般相邻两架间的距离要大于400mm。为了增加架间的空间，可以采取减少底座宽度、后连杆。为了增加架间的空间，可以采取减少底座宽度、后连杆用单连杆、前连杆用用单连杆、前连杆用Y形连杆等措施。形连杆等措施。（4）为了使网槽、网卷与相邻支架的底座互不干涉，以及金属网有）为了使网槽、网卷与相邻支架的底座互不干涉，以及金属

20、网有足够的搭接量，要保证支架间距不变。足够的搭接量，要保证支架间距不变。第24页/共26页第三节第三节 液压支架的选型、使用和维护液压支架的选型、使用和维护选择液压支架时，首先要考虑顶底板性质选择合理的架选择液压支架时，首先要考虑顶底板性质选择合理的架型，然后确定支架的参数，同时要考虑采煤机、输送机型，然后确定支架的参数，同时要考虑采煤机、输送机和支护设备三者之间相互关联的尺寸及其他参数的配套和支护设备三者之间相互关联的尺寸及其他参数的配套关系。关系。一、液压支架的选型1采煤工作面顶底板组成及其分类u顶底板组成1-煤层；2-直接顶；3-基本顶；-冒落带；-裂隙带；-弯曲下沉带图9-18 采煤工作面的顶板分类第25页/共26页谢谢您的观看！第26页/共26页