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液压系统的特点及组成方式

时间:2026-01-23 理论教育 懓樺 版权反馈
【摘要】:液压支架的各项动力、动作的来源与实现均由液压系统来完成。液压支架的液压系统主要由泵站、主进回液管路、进回液三通、截止阀、过滤器、操纵阀组以及阀组到各执行元件管路、执行元件等组成。操纵阀位于中位时,各执行机构管路与回液系统相通。厚煤层一次采全高液压支架立柱为双伸缩立柱,是由大缸体、中缸体、活柱、导向套及各种密封件组成的。平衡千斤顶由缸体、活塞、活塞杆、导向套及密封件等组成。

液压支架的各项动力、动作的来源与实现均由液压系统来完成。

液压支架的液压系统主要由泵站、主进回液管路、进回液三通、截止阀、过滤器、操纵阀组(或电液阀组)以及阀组到各执行元件管路、执行元件等组成。其中,操纵阀组(或电液阀组)是支架的主要控制元件,是由相同型号、流量,或者不同型号、不同流量的阀片通过配液板连接而成的。操纵阀位于中位时,各执行机构管路与回液系统相通。

1.液压执行元件主要参数、结构及功能

1)立柱(图2−44)

(1)主要参数。

形式:双伸缩;

缸径:420 mm/310 mm;

柱径:400 mm/280 mm;

初撑力(P= 31.5 MPa):4 364 kN;

工作阻力(P= 43.3 MPa):6 000 kN。

图示

图2−44 立柱外形

(2)结构及功能。

立柱把顶梁和底座连接起来,承受顶板的荷载,是支架的主要承载部件,要求立柱有足够的强度,工作可靠,使用寿命长。

立柱有两种结构形式,即双伸缩和单伸缩。双伸缩立柱调高范围大,使用方便,但其结构复杂,加工精度高,成本高,可靠性较差;单伸缩立柱成本低,可靠性高,但调高范围小。单伸缩机械加长段的立柱能起到双伸缩立柱的作用,不仅具有较大的调高范围,而且具有成本低、可靠性高等优点,但使用时不如双伸缩立柱方便。

立柱的结构和性能依据架型、支承力大小和支承高度而定。厚煤层一次采全高液压支架立柱为双伸缩立柱,是由大缸体、中缸体、活柱、导向套及各种密封件组成的。

注意:危险的超压会引起压力流体突然溢流以致液压管路爆裂,缸体将面临严重损坏的风险。禁止关闭立柱的上腔,否则会导致上腔有成倍额定压力增加,引起缸体爆裂的危险。

支架在升架支承顶板时,在顶梁接顶后应延长一段时间,再将立柱操纵阀手柄放回中间位置,确保支架立柱达到预定的初撑力。

工作面最小采高应确保支架立柱有足够的剩余行程(≥300~500 mm),以便于降架,防止顶板突然来压,支架出现压死损坏现象。

采用擦顶移架时,降架高度为100~200 mm 即可。

2)推移千斤顶(图2−45)

(1)主要参数。

形式:普通双作用带位移传感器(1 根);

缸径:200 mm;

杆径:140 mm;

推力/拉力:504/989 kN;

行程:960 mm。

(2)结构及功能。

推移千斤顶安装于底座中部。作用是推移输送机和拉移支架。

厚煤层一次采全高液压支架采用倒装推移千斤顶,长推杆结构,拉架力大于推溜力。推移千斤顶由缸体、活塞、活塞杆、导向套及密封件等组成。移架时,支架应尽快前移,以防止顶板冒顶。

3)平衡千斤顶(图2−46)

图示

图2−45 推移千斤顶外形

图示

图2−46 平衡千斤顶外形

(1)主要参数。

形式:普通双作用(1 根);

缸径:250 mm;

杆径:160 mm;

额定推力(P= 43.3 MPa):2 125 kN;

额定拉力(P= 43.3 MPa):1 255 kN。

(2)结构及功能。

两柱掩护式支架平衡千斤顶在支架承载时通过承受拉压力的变化起到调节支架合力作用位置、改善顶板控制效果的作用。当顶板比较完整,顶梁后部压力较大,需较大承载及切顶能力时,平衡千斤顶承受拉力,并将支架合力作用位置后移,增大支架后部承载及切顶能力。当顶板较破碎,顶梁前部压力较大,需较大承载能力时,平衡千斤顶承受压力,并将支架合力作用位置前移,增大支架前部承载能力。平衡千斤顶承载能力越大,合力作用位置调节能力越大。

厚煤层一次采全高液压支架采用250 mm 缸径的平衡千斤顶,上、下腔工作阻力(拉力/推力)达到1 255 kN、2 125 kN。平衡千斤顶由缸体、活塞、活塞杆、导向套及密封件等组成。

注意:

(1)严禁支架在平衡伸出及收回极限位置状态下(必须留有不小于20 mm 的行程)使用,防止支架在非正常状态下受载过大,以免损坏。

(2)支架在升柱接顶的同时,应及时操作平衡千斤顶,调整支架接顶状态,严禁支架在顶梁仰头状态下不动而只升立柱。

4)护帮千斤顶(图2−47)

(1)主要参数。

①一级护帮千斤顶的主要参数:

形式:普通双作用(2 根);

缸径:125 mm;

杆径:85 mm;

图示

图2−47 护帮千斤顶外形

工作推力(P= 40 MPa):490 kN;

拉力:208 kN;

行程:560 mm。

③二级护帮千斤顶的主要参数:

形式:普通双作用(2 根);

缸径:100 mm;

杆径:70 mm;

工作推力(P= 40 MPa):314 kN;

拉力:126 kN;

行程:370 mm。

(2)结构及功能。

一级护帮千斤顶前端通过长短杆与一级护帮连接,后端与伸缩梁连接,通过护帮千斤顶的伸缩可控制护帮板翻转,起到护壁的作用。

二级护帮千斤顶前端通过长短杆与二级护帮连接,后端与一级护帮连接,通过千斤顶伸缩控制二级护板挑平与收回。

厚煤层一次采全高液压支架一、二级护帮板设计为一体式结构,一级护帮千斤顶与二级护帮千斤顶采用交替双向控制阀联动控制,在控制支架支护煤壁或收回时,只需操纵一级护帮即可完成,简化支架控制方式。

护帮千斤顶主要由缸体、活塞、活塞杆、导向套及密封件等组成。

注意:

(1)在采煤机到来之前一定要收回护帮板,使采煤机顺利通过,防止滚筒割顶梁护帮。

(2)采高低于4.5 m 且在护帮板收回时,应同时控制一、二级护帮往回收,防止二级护帮板磕碰输送机电缆槽。

(3)支架前移时,应收回护帮。

5)伸缩千斤顶(图2−48)

图示(https://www.xing528.com)

图2−48 伸缩千斤顶外形

(1)主要参数。

形式:普通双作用(2 根);

缸径:100 mm;

杆径:70 mm;

工作推力(P= 40 MPa):314 kN;

拉力:126 kN;

行程:900 mm。

(2)结构及功能。

伸缩千斤顶前端与伸缩梁连接,后端与顶梁连接,通过伸缩千斤顶的伸缩来控制伸缩梁的伸出与收回,及时支护因片帮暴露的顶板或采煤机割过后新暴露出的顶板。

伸缩千斤顶主要由缸体、活塞、活塞杆、导向套及密封件等组成。

注意:

(1)在采煤机滚筒过来前应超前3 架收回伸缩梁,以防止采煤机割伸缩梁。

(2)支架移架前必须收回伸缩梁,严禁在伸缩梁处伸出状态时移架。

6)侧推千斤顶(图2−49)

图示

图2−49 侧推千斤顶外形

(1)主要参数。

形式:普通双作用(4 根);

缸径:100 mm;

杆径:70 mm;

推力:247 kN;

拉力:126 kN;

行程:200 mm。

(2)结构及功能。

侧推千斤顶安装于顶梁及掩护梁的内部,前、后端通过导杆与侧护板相连。其主要作用是控制侧护板的伸出与收回。

厚煤层一次采全高液压支架侧推千斤顶采用内进液结构,工作时,活塞杆头部固定,缸筒在液压力的作用下伸缩,从而带动活动侧护板的伸出与收回。

侧推千斤顶主要由缸体、活塞、活塞杆、导向套及各种密封件组成。

7)抬底千斤顶(图2−50)

图示

图2−50 抬底千斤顶外形

(1)主要参数。

形式:普通双作用(1 根);

缸径:160 mm;

杆径:120 mm;

推力:633 kN;

拉力:277 kN;

行程:290 mm。

(2)结构及功能。

抬底千斤顶的主要功能是在移架时抬起底座前端,便于支架前移。

抬底千斤顶安装在底座过桥的后面,采用内进液结构,上端活塞杆头部通过小过桥与底座过桥相接,下端缸筒在液压力的作用下,压在推杆上,从而实现底座头部的抬起。

抬底千斤顶主要由缸体、活塞、活塞杆、导向套及密封件等组成。

抬底千斤顶在非工作状态时(即支架处于正常工作状态或立柱处于上升状态时),千斤顶缸筒应处于收回位置。

8)底调千斤顶

(1)主要参数。

形式:普通双作用(1 根);

缸径:160 mm;

杆径:120 mm;

推力:633 kN;

拉力:277 kN;

行程:245 mm。

(2)结构及功能。

底调千斤顶一般均采用内进液结构,安装于底座边(柱窝)箱体的后部,活塞杆固定,缸筒在液压力的作用下伸出作用于邻架底座侧面,用于调整支架间的相互位置。

底调千斤顶主要由缸体、活塞、活塞杆、导向套及密封件等组成。

底调千斤顶在非工作状态时,千斤顶缸筒应处于收回位置。

2.液压系统的特点

(1)支架液压系统额定供液压力为31.5 MPa,允许公差为±10%。

确保工作面支架液压系统任何部位供液压力不小于20 MPa,否则会给电液控制系统造成发生故障的危险。

(2)所有胶管及管路辅件接头均采用DN 系列。

(3)架间供液管公称直径为DN50S,回液管公称直径为DN50,喷雾架间管公称直径为DN25。

(4)供液管路在进入支架时,每架均设有手动反冲洗过滤器,过滤精度不低于25 μm,流量不小于900 L/min。同时过滤器反排液加以回收,以减少乳化液浪费。反冲过滤器应当每天最少反冲一次,防止系统堵塞。

(5)每台支架主进液回路设置DN25 球形截止阀;主回液回路设置DN32 回液断路阀。

3.乳化液要求

乳化液具有防腐性和润滑性的作用。

ZY12000/28/64D 型电液控支架属高端支架,电液控系统的阀类、立柱千斤顶的密封对乳化液的质量要求高,各阀类动作灵敏性在很大程度上取决于乳化液的质量,尤其是先导阀的液孔小,对乳化液的质量要求更高。整个电液控系统的通液内壁要求乳化液的无腐蚀特性要高,支架要求乳化液对阀类和油缸的密封件的无腐蚀、软化性能好。

(1)工作液为5%的乳化油和95%的中性水。

(2)支架采用的乳化液,是由乳化油和水配制而成的,乳化油的配比浓度为5%,使用乳化油应注意以下几点:

①定期检查浓度,浓度过高会增加成本;浓度太低可能造成液压元件腐蚀,影响液压元件的密封。

②防止污染,定期(一个月左右)清理泵站乳化液箱。

③乳化液的pH 需在7~9 范围内。

④防冻:乳化液的凝固点为−3℃左右,与水一样,乳化液也具有冻结膨胀性,乳化液受冻后,体积稳定性受影响,因此,乳化液在地面配制和运输过程中应注意防冻。

⑤乳化油必须满足《液压支架用乳化油》(MT76−83)标准的规定,即按乳化油对水质硬度的适应性,选取相应的牌号(见表2−2)

表2−2 乳化油对水质硬度的适应性

图示

⑥配制液压支架用乳化液的水质应符合下列条件:

无色、无臭、无悬浮物和机械杂质;pH 在7~9 范围内;氯离子含量不大于5.7 mg 当量/L;硫酸根离子含量不大于8.3mg 当量/L。

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