文档介绍：1 支撑掩护式液压支架概述
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液压支架的用途
在采煤工作面的煤炭生产过程中,为了防止顶板冒落,维持一定的工作空间,保证工人安全和各项作业正常进行,必须对顶板进行支护。而液压支架是一高压液体作为动力,由液压元件与金属构件组成的支护和控制顶板的设备,它能实现支撑、切顶、移架和推移输送机等一整套工序。实践表明液压支架具有支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等优点。液压支架与可弯曲输送机和采煤机组成综合机械化采煤设备,它的应用对增加采煤工作面产量、提高劳动生产率、降低成本、减轻工人的体力劳动和保证安全生产是不可缺少的有效措施。因此,液压支架是技术上先进、经济上合理、安全上可靠,是实现采煤综合机械化和自动化不可缺少的主要设备。

液压支架的主要动作有升架、降架、推移输送机和移架。这些动作是利用乳化液泵站提供的高压液体,通过液压控制不同功能的液压缸来完成的。每架支架的液压管路都与工作面主管路并联,形成各自独立的液压系统,如图1-1所示,其中液控单向阀和安全阀设在架内,操纵阀可设在本架或邻架内,前者为本架操作,后者为邻架操作。

支架的升降依靠立柱2的伸缩来实现,其工作过程如下:
1、初撑
操纵阀8处于升柱位置,由泵站输送来的高压液体经液控单向阀6进入立柱的下腔,同时立柱的上腔排液,于是活柱和顶梁升起,支撑顶板。当顶梁接触顶板,立柱下腔的压力达到泵站的工作压力后,操纵阀置于中位,液控单向阀6关闭,从而立柱下腔液体被封闭,这就是支架的初撑阶段。
2、承载
支架初撑后,进入承载阶段。随着顶板的缓慢下沉,顶板对支架的压力不断增加,立柱下腔被封闭的液体压力将随之迅速升高,液压支架受到弹性压缩,并由于立柱缸壁的弹性变形而使缸径产生弹性扩张,这一过程就是支架的增阻过程。当下腔液体的压力超过安全阀5的动作压力时,高压液体经安全阀5泻出,立柱下缩,直至立柱下腔的液体压力小于安全阀的动作压力时,安全阀关闭,停止泄液,从而使立柱工作阻力保持恒定,这就是恒阻过程。此时,支架对顶板的支撑力称为工作阻力,它是由支架安全阀的调定压力决定的。
3、卸载
当操纵阀8处于降架位置时,高压液体进入立柱的上腔,同时打开液控单向阀6,立柱下腔排液,于是立柱卸载下降。
图1—1 液压支架工作原理
1—顶梁;2—立柱;3—输送机;4—安全阀;5—液控单向阀;6、7—操纵阀;8—乳化液泵;9—推移液压缸;10—底座;11—后连杆;12—前连杆;13—掩护梁
图1—2 液压支架工作特性曲线
由以上分析可以看出,支架工作时的支撑力变化可分为三个阶段,如图1-2,即:开始升柱至单向阀关闭时的初撑增阻阶段,初撑后至安全阀开启前的增阻阶段,以及安全阀出现脉动卸载时的恒阻阶段,这就是液压支架的阻力-时间特性。它表明液压支架在低于额定工作阻力下工作时,具有增阻性,以保证支架对顶板的有效支撑作用,在达到额定工作阻力时,具有恒阻性;为使支架恒定在此最大支撑力,又具有可缩性,即支架在保持恒定工作阻力下,能随顶板下沉而下缩。增阻性主要取决于液控单向立柱的密封性能,恒阻性与可缩性主要由安全阀来实现,因此安全阀、液控单向阀和立柱是保证支架性能的三个重要元件。
支架移动和推移输送机
支架和输送机的前移,由底座3上的推移液压缸4来完成。
需要移架时,先降柱卸载,然后通过操纵阀使高压液体进入推移液压缸4的活塞杆腔,活塞腔回液,以输送机为支点,缸体前移,把整个支架拉向煤壁。
需要推移输送机时,支架支撑顶板,高压液体进入推移活塞缸4的活塞腔,活塞杆腔回液,以支架为支点,活塞杆伸出,把输送机推向煤壁。
液压支架的分类
液压支架按结构形式划分,可分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三类。
1、支撑式支架
支撑式支架利用立柱与顶梁直接支撑和控制工作面的顶板。其特点是:立柱多,支撑力大,切顶性能好;顶梁长,通风断面大,适用于中等稳定以上的顶板。
支撑式支架有垛式和节式之分。
(1)节式
节式支架由2~4个框架组成,用导向机构互相联系,交替前进,
(2)垛式
整个支架为一整体结构,整体移动,通常有4~6根立柱,可以支撑坚硬与极坚硬的顶板。
2、掩护式支架
掩护式支架利用立柱、短顶梁支撑顶板,利用掩护梁来防止岩石落入工作面。其特点是:立柱少,切顶能力弱;顶梁短,控顶距小;由前后连杆和底座铰接构成的四连杆机构使抗水平力的能力增强,立柱不受横向力;而且使板前端的运动轨迹为近似平行于煤壁的双纽线,梁端距变化小;架间通过侧护板密封,掩护性能好;调高范围大,适用于松散破碎的不稳定或中等稳定的顶板。
3、支撑掩护式支架
支撑掩护式支架具有支撑式的顶梁和掩护式的掩护梁,它兼有切顶性能