液壓支架說明書

太原科技大學畢業(yè)設計（論文）設計(論文)題目：ZY4000/14/32型掩護式液壓支架設計說明書姓名____趙效明_____學院（系）___?？撇縚___專年業(yè)工程機械控制技術級___工程083___指導教師___要志斌_____2011年6月4日太原科技大學畢業(yè)設計說明摘要本課題主要論述了液壓支架的主要設計過程。其中包括：液壓支架的類型，總體設計，主要零件的設計以及液壓系統(tǒng)的設計。實現(xiàn)升、降、推、移四個步驟。支架采用四連桿機構，改善支架的受力狀況，縮手，然后進行整體結構關鍵詞：液壓支架；頂梁；底座；立柱：結構設計I太原科技大學畢業(yè)設計說明ABSTRACTThissubjectmainlydiscussesthemaindesignprocesshydraulicsupport.Including:hydraulicsupport'stype,overalldesign,themajorpartsdesignandhydraulicsystemdesign.Stentsforscreentypestentsform.Stentsinadditiontoeffectiveeffectivelysupport,rooftoachieveraisingandlowering,pushing,removethefoursteps.Stentsadoptedfourbarlinkage,improvethestressstateandnarrowstentliftingprocessstenttopbeamandmovethedistance.FrontPillarbyasingletelescopichydrauliccylinder,front-endextensionrodtomeetwithstentinmaximumandminimumheightofpositionwhentherequest.Topbeamscreenbeam,thebasebysteelmadecabinetisweldedstructure.Inthestudyofhydraulicsupport,theneedforproductiontestandanalysisstent,thedeterminationofreasonablehydraulicsupportstressparameters,motionparametersandstructureparameters,andselectedhydraulicsupportthebestsolution,etc.ComprehensivescientificandtechnologicalproblemsThistopicistheworkingprincipleofhydraulicsupportonhand,thenthewholestructuredesign.Keywords:hydraulicsupport;Topbeam;Base;Pillar:structuredesignII太原科技大學畢業(yè)設計說明目錄摘要............................................................................................................................I目錄.............................................................................................................................III第1章液壓支架在煤礦采煤作業(yè)中的重要作用以及該產(chǎn)品的使用方法-1-1.1液壓支架概述.............................................................................................-1-1.2液壓支架的組成以及工作原理.................................................................-1-1.2.1液壓支架的組成及工作原理............................................................-1-1.2.2液壓支架的工作過程........................................................................-2-第2章液壓支架的類型、構造、使用場合的條件..........................................-5-2.1液壓支架的類型..........................................................................................-5-2.1.1支撐式支架........................................................................................-5-2.1.2掩護式支架........................................................................................-6-2.1.3支撐掩護式支架................................................................................-8-2.2液壓支架結構...........................................................................................-10-2.2.1掩護式液壓支架.............................................................................-10-2.2.2支撐掩護式液壓支架.....................................................................-13-第3章ZY4000/14/32型掩護式支架................................................................-15-3.1型號、適用條件.......................................................................................-15-3.2主要技術特征（下表3.1）......................................................................-16-3.3支架的組成...............................................................................................-18-3.4支架的主要結構及其作用.......................................................................-18-3.4.1頂梁..................................................................................................-18-3.4.2護幫板/伸縮梁................................................................................-19-3.4.3頂梁側護板.....................................................................................-19-3.4.4掩護梁.............................................................................................-20-3.4.5掩護梁側護板..................................................................................-20-3.4.6前后連桿..........................................................................................-20-3.4.7底座.................................................................................................-20-III太原科技大學畢業(yè)設計說明3.4.8彈簧組件.........................................................................................-21-3.4.9推移桿.............................................................................................-21-3.5防滑防倒裝置...........................................................................................-22-3.6液壓系統(tǒng)...................................................................................................-22-3.6.1液壓原理..........................................................................................-22-3.6.2乳化液.............................................................................................-23-3.6.3本支架的液壓系統(tǒng).........................................................................-23-3.7立柱和千斤頂...........................................................................................-24-3.7.1立柱..................................................................................................-24-3.7.2各種用途的千斤頂..........................................................................-24-3.8支架的驗收、運輸....................................................................................-25-3.9支架常見故障及排除...............................................................................-26-3.10液壓系統(tǒng)常見故障、原因及排除方法..................................................-29-第4章油缸加工工藝分析................................................................................-38-4.1油缸的作用...............................................................................................-38-4.2油缸的工作原理.......................................................................................-38-4.3加工工藝分析...........................................................................................-39-4.4加工過程...................................................................................................-39-4.5深孔加工工序............................................................................................-40-4.6深孔拉鏜加工工序...................................................................................-40-4.7液壓缸工作時出現(xiàn)爬行現(xiàn)象的原因及排除方法...................................-41-4.8液壓缸安裝的注意事項...........................................................................-41-4.9液壓缸工作時產(chǎn)生故障的原因及排除方法：.......................................-41-致謝..................................................................................................................-43-結論..................................................................................................................-44-參考文獻................................................................................................................-45-IV太原科技大學畢業(yè)設計說明第1章液壓支架在煤礦采煤作業(yè)中的重要作用以及該產(chǎn)品的一般使用方法1.1液壓支架概述在煤礦開采的過程中，回踩工作面應防止頂板冒落并維持一定的工作空間，以保證工作人員的安全和各項工作的順利進行。發(fā)展。1945年英國首先裝備了世界上第一個使用液壓支架的綜合工作面，把回采用了液壓支架。支架本身前移和推動輸送機，因此也稱為自移式支架。實踐證明：液壓支架具有支護性能好、強度高、移動速度快、安全可靠等優(yōu)機械化設備，該設備具有增加產(chǎn)量、提高效率、降低成本、安全生產(chǎn)、減輕工人安全上是可靠的，是實現(xiàn)回采工作面機械和自動化的主要設備。1.2液壓支架的組成以及工作原理1.2.1液壓支架的組成及工作原理液壓支架一般是由頂梁、底座、立柱、推移裝置、操縱控制裝置和其他輔剛性支架，支架就依靠立柱的升降來支撐頂板和維護一定的工作空間。液壓支架的主要動作由升降、降架、推移輸送機和移架。這些動作是利用-1-太原科技大學畢業(yè)設計說明乳化液泵站提供的高壓液體，通過液壓控制系統(tǒng)控制不同功能的液壓缸來完成圖1.1者為本架操作，后者為鄰架操作。圖1.1液壓支架工作原理圖1—頂梁；2—立柱；3—推移千斤頂；4—安全閥；5—單向閥；6、7—操縱閥；1.2.2液壓支架的工作過程液壓支架在工作過程中，不僅要能夠可靠地支撐頂板，而且應能隨著回采工作面的推進向前移動。這就要求液壓支架必須具備升、降、推、移四個基本動成的。（一）支架升降液壓支架的升降是依靠立柱來實現(xiàn)的。立柱是支撐在頂梁和底座之間的液壓缸，其動作由控制閥（液控單向閥和安全閥）與操縱閥控制，支架升降時的工作過程可分為下述幾個階段；1、支柱初撐，支架對頂板急增阻階段。操縱閥置于升柱位置，由泵站輸來的高壓液體經(jīng)液控單向閥進入立柱的下生的支撐力稱為初撐力。支架的初撐力為-2-太原科技大學畢業(yè)設計說明P。πD/4×P×10，N22bP。—支架的初撐力P—泵站的額定工作壓力，MPabD—支柱缸體內徑，CmZ—支架的支柱數(shù)顯然支架的初撐力是取決于泵站的額定工作壓力、立柱數(shù)和立柱的缸體內徑。2、閉鎖承載，支架對頂板的緩增阻階段。的工作阻力為：PπD/4×P×10，N22aP—支架的工作阻力，NP—安全閥的開啟壓力，MPaaD—支柱缸體內徑，CmZ—支架的支柱數(shù)同樣，支架的工作阻力取決于安全閥的開啟壓力，立柱數(shù)和立柱的缸體內徑。3、溢流承載，支架對頂板的恒阻階段。頂板繼續(xù)下沉，立柱下腔的壓力繼續(xù)升高，當達到立柱安全閥的調定值時，不變，即支架處于對頂板恒阻作用階段。4、卸載降柱，支架與頂板無作用階段。當采煤機截煤過后，欲將支架移動到新的位置，需將操縱閥置于降架位置，高壓液進入立柱上腔，同時，打開液控單向閥，立柱下腔與回液管連通，于是活柱收縮使支架卸載下降。由以上分析可以看出，支架工作時，其支撐力隨時間的變化過程可分為三個階段（如圖1.2t-3-太原科技大學畢業(yè)設計說明束至安全閥開啟前的緩增阻階段t，及安全閥出現(xiàn)脈動卸載時的恒阻階段t，這12就是液壓支架的阻力時間特性。它表明液壓支架在額定工作阻力以下工作時具阻性，以限制支架的最大支撐力，在超過額定工作阻力時，又具有可縮性，使支閥和支柱是保證支架性能的關鍵元件。圖（二）支架推移如圖1.1所示，支架和輸送機的前移，由底座上的推移千斤頂3來完成。需要移架時，先降柱卸載，然后通過操縱閥使高壓液體進入推移千斤頂4的活塞桿腔，活塞腔回液，以輸送機為支點，缸體前移把整個支架拉向煤壁。4的活塞腔，活塞桿腔回液，以支架為支點，活塞桿伸出，把輸送機推向煤壁。-4-太原科技大學畢業(yè)設計說明第2章液壓支架的類型、構造、使用場合的條件2.1液壓支架的類型液壓支架按其對頂板的支護方式和結構特點的不同，可分為支撐式、掩護式和支撐掩護式三種基本架性。2.1.1支撐式支架支撐式支架（如圖2.1）的立柱支撐在頂梁上，沒有掩護梁。支撐式支架按結構分為垛式和節(jié)式兩種。圖2.1支撐式支架垛式支架的底座為箱式，內裝復位機構，整體前移。一般有兩排或三排立柱，每排立柱有兩根。大多說在底座上布置四根立柱，構成一穩(wěn)定的支撐垛。復位機構設置在底座箱中，通過橡膠或復位千斤頂扶定立柱缸體，同時允-5-太原科技大學畢業(yè)設計說明立柱隨橡膠或復位千斤頂作用而正位，保證立柱在升降時能以正常狀態(tài)撐緊頂板。支架前移由推移千斤頂實現(xiàn)。節(jié)式支架由兩個以上機械連接的架節(jié)構成，并通過架節(jié)間互相交替移動實現(xiàn)前移。架節(jié)分為主架和副架。支架動作過程為：副架支撐頂板，主架降架，利從而完成一個工作循環(huán)。支撐式支架的結構特點是：頂梁較長，其長度多在4m左右；立柱多，一般為4到6防止矸石竄入支架的工作空間內。支撐式支架的支護性能是：支撐力大，且工作點在支架中后部，故切頂性力差，穩(wěn)定性差；護矸能力差，矸石易竄入工作空間；支架的工作空間和通風斷面大。適用于緩傾斜，頂板穩(wěn)定的薄與中厚煤層。2.1.2掩護式支架掩護式支架（如圖）是以單排立柱為主要支撐部件并帶有掩護梁的液壓支架。一般用于直接頂中等穩(wěn)定以下、頂板周期來壓不強烈的采煤工作面。根據(jù)立柱布置和支架的結構特點，掩護式支架分為支掩掩護式支架和支頂掩護式支架兩種。-6-太原科技大學畢業(yè)設計說明圖支掩掩護式支架的立柱通過掩護梁對頂板進行間接支撐，支架的支撐效率低，頂梁短，控頂距小。多數(shù)的頂梁與掩護梁之間設有平衡千斤頂，少數(shù)支架只設機械限位裝置。頂梁后部與掩護梁構成的“三角帶”易卡進矸石，影響頂梁擺動，故一般在頂梁后端掛有擋板，作業(yè)空間狹窄，通風面積小。采用整體剛性底座；支架有插底和不插底兩種形式。插地式配用專門的下部帶托架的輸送機，支架底座前部較長，伸入輸送機下部，對地板比壓小，是不穩(wěn)定頂板和軟底板工作面的主要架性。不插底式配用通用型輸送機，底座前端對底板比壓大，使用較少。支頂掩護式支架的立柱支撐在頂梁上，經(jīng)過頂梁直接對頂板進行支撐，支頂梁；底座有剛性底封式、剛性底開式和分式底座三種。-7-太原科技大學畢業(yè)設計說明掩護式支架的結構特點是：有一個較寬的掩護梁以擋住采空區(qū)的矸石進入作業(yè)空間，其掩護梁的上端與頂梁鉸接，下端通過前后連桿與底座連接。底座、布置，以增加支架的調高范圍，支架的兩側有活動側護板，可以把架間密封。通常頂梁較短，一般在3.0m左右。掩護式支架的支護性能是：支撐力較小，切頂性能差，但由于頂梁短，支較大的水平推力，對頂板反復支撐的次數(shù)少，能帶壓移架。但由于頂梁短，立柱傾斜布置，故工作空間和通風斷面小。2.1.3支撐掩護式支架支撐掩護式液壓支架（如圖2.3周期壓力強烈，底板軟硬均可，煤層傾角一般不大于25，煤層厚度1到4.5m，o沼氣涌出量適中的采煤工作面。圖-8-太原科技大學畢業(yè)設計說明根據(jù)支架的結構特點，支撐掩護式液壓支架可分為支頂支撐掩護式和支頂支掩掩護式兩種。形式的不同分為一般型、V型、X型、單擺桿型和短尾型（1率高，調高范圍較小，適用面廣，是使用最普遍的支撐掩護式支架。（2V形支架：前排立柱向前傾斜，后排立柱向后傾斜，呈V形布置的支架。支柱傾斜較大，傾角相同，增大了支架調高范圍，增強了適應煤層厚度變化運送物料。（3X形支架：前排立柱向后傾斜，后排立柱向前傾斜，呈X形交叉布置的支架。傾斜度大，支架調高范圍增加得多，頂梁和底座較短，但是總體結構復雜，使用數(shù)量不多。V形和X形支架適用于厚度變化較大的薄及中厚煤層。（4）單擺桿形支架：頂梁和掩護梁為一體，掩護梁較短，與底座之間用一的水平位移量大，使端面距變化增加。這種支架的總體結構簡單，重量輕，但調高范圍小，適用于煤層厚度變化小的中厚煤層采煤工作面。（5）短尾形支架：掩護梁陡立、較短，與頂梁連接的銷軸進入頂梁后部，入到后排立柱中間，后連桿靠近后排立柱，前、后連桿都較短，使掩護梁陡立，向采空區(qū)伸出較少，減輕了冒落矸石的沖砸力。頂梁活動側護板為鉸接擺動式。的采煤工作面。支撐掩護式液壓支架的主要技術性能是：頂梁長，有整體剛性和分體鉸接兩種；有些頂梁帶外伸和內伸的伸縮梁；多數(shù)支架由雙人行通道，通風斷面大；兩種；支架的支柱傾斜度小，支撐效率高，但調高范圍較小，適應煤層厚度的變-9-太原科技大學畢業(yè)設計說明和控制元件多，操作較復雜，影響移架速度。2.2液壓支架結構【內容提要】本節(jié)介紹ZY4000/14/32ZY1800/05/14SZY6000/25/50型掩護式液壓支架的特點，ZZ4400/17/35、ZZ2200/07/13.5、ZZ6000/25/50型支撐掩護式液壓支架的結構和特點。不同。2.2.1掩護式液壓支架掩護式支架是以單排立柱為主要支撐部件并帶有掩護梁的液壓支架。一、ZY4000/14/32型掩護式支架ZY4000/14/32型掩護式支架結構高度為1400至3200mm，寬度為1430至1600mm，支架中心距為1500mm，支護強度為0.625至0.705MPa，初撐力為3090kN,底座前端對底板比壓為0.81至1.41MPa，頂梁前端支撐力在伸縮梁未伸出時為1200kN，伸縮梁伸出時為1100kN，拉架力為483kN，退溜力為305kN，適應煤層傾角小于30。該支架結構特點是：o（1）整體頂梁無法下井，將頂梁設計成雙銷式機械連接的整體頂梁。剛性頂梁運輸時可將鉸接梁前銷拆下，使鉸接前梁下垂，減少支架運輸長度。頂梁前端設計有潛入式伸縮梁，伸縮量為600mm。（2）（3）在支架工作高度內掩護梁與水平線的夾角為72至33。前連桿設計oo成單桿和立柱重合布置，這樣既可減少運輸長度，又可提高下柱窩斷面處的強度。底座前端采用封底式，適合軟底板。為了提高抗扭能力，底座前部-10-太原科技大學畢業(yè)設計說明設計有大過橋。為了增加剛性，底座后部中間設計成箱型結構，將左、右兩部分連成一個整體，增加支架抗扭能力。支架底座后部設計有后調千斤頂，當支架后部下滑時，通過后調千斤頂可以把支架調正。（4）（5）（6）（7）支架設計有抬底千斤頂，個別支架底座陷底時，可以將底座抬起前移。支架設計有防倒、防滑預留耳座和必要的附件，當需要采取措施時可以裝上防倒、防滑裝置。采用短推桿結構。千斤頂和推桿前后布置，千斤頂采用浮動活塞或差壓原理實現(xiàn)拉架力大，推溜力小的要求。為了提高該支架在井下使用的可靠性，支架設計要求有了大幅度提高，將國內支架設計規(guī)范要求的摩擦系數(shù)f=0至0.3改為f=-0.3至0.3.支架承受的扭矩值也提高了一杯，從而大大提高了支架的可靠性。二、ZY1800/05/14S型掩護式液壓支架ZY1800/05/14S型掩護式液壓支架的結構高度為500至1400mm，適應采高為700至1200mm，寬度為1400mm，支架中心距為1500mm，支護強度為0.24至0.34MPa，初撐力為905至1377kN，對底板比壓為1.13至1.44MPa，移架力為265kN，推溜力為121kN，適應煤層傾角小于15（大于15oo該支架為支頂掩護式支架，有以下幾個特點：（1）頂梁。頂梁為整體頂梁，不帶活動側護板，頂梁寬度取1400mm。支架配減少空頂距，要求頂梁帶伸縮梁，形成600mm。考慮到伸縮梁有不伸和伸出兩種可能，所以在確定立柱上鉸點在頂梁上的位置時要兼顧這兩種情況。伸縮梁不伸時，立柱上鉸點位置使頂梁前后比為2.2:1；伸縮梁伸出時，前后比為2.9:1。確定立柱上鉸點位置還要考慮對底板比壓的影響，由于本支架要求底座前端比壓小于1.5MPa，所以控制立柱上鉸點垂足到底座前端距離為430mm伸縮梁和伸縮梁千斤頂采用前、后連接方式布置。（2）-11-太原科技大學畢業(yè)設計說明外側設計有意框架，框架內裝定量推進器，次框架也可以控制底座下滑，起導向作用。（3）緊湊設計。左、右底座中間設置厚60mm的板式推桿，后上部重疊布置推移千斤頂；后連桿為整體連桿，以保證支架剛度；前連桿設計成單桿，布置在推移千斤頂上方。兩根立柱分別作用在左、右底座中心處，中心距850mm，兩個平衡千斤頂從平面圖看布置在推移千斤頂和立柱中間，中心距為300mm。這樣，支架在最低位置時，立柱、平衡千斤頂、前連桿、推移千斤頂空間交錯，形成最小高度，而彼此又不干涉。（4）操作方式。推輸送機的同時，頂梁上伸縮梁頂梁跟蹤伸出，以避免空頂距太大。移支架是1、3、5、7、9一組同時前移，然后是2、4、6、8、10300mm600mm為一步，需根據(jù)頂板狀況決定。支架操作在設計上既能成組控制，如出現(xiàn)故障，也可以每架手動操作。三、ZY6000/25/50型掩護式液壓支架ZY6000/25/50型掩護式液壓支架可配套大截面刮板輸送機和滾筒采煤機，截深1m，配套日生產(chǎn)能力為1.5萬t。支架結構高度為2500至5000mm，寬度為1430至1600mm1500mm0.827至0.864MPa5048kN，對底板比壓為1.61至3.80MPa，控制方式為本架控制，適用于煤層傾角≤15、基本頂來壓明顯、直接頂穩(wěn)定或中等穩(wěn)定的條件。其主要特點是：o（1）整體頂梁，結構簡單可靠。（2）雙180mm缸徑的平衡千斤頂，調節(jié)力矩大。（3）剛性分體底座，有利于排矸和浮煤。（4）方向推拉長推桿式推移機構，移架力大。（5）采用雙向可調的活動側護板，4個80mm缸徑的側退千斤頂，調架力較大。（6）采用320mm缸徑的雙伸縮立柱；（7）結構件采用高強度鋼板，按高可靠性原則設計；-12-太原科技大學畢業(yè)設計說明（8）采用350L/min級快速移架系統(tǒng)。2.2.2支撐掩護式液壓支架一、ZZ4400/17/35型支撐掩護式液壓支架ZZ4400/17/35型支撐掩護式液壓支架是為日產(chǎn)7000t總裁程濤設備研制的1.7至3.5m1430至1600mm為1500mm，支護強度為0.63至0.66MPa，初撐力為3494至3880kN，對底板比壓為0.88至2.18MPa，移架力553kN，推溜力247kN，移架步距為800mm。其主要結構特點是：（1）采用前連桿布置在兩根后立柱中間的緊湊型結構，和正常的雙紐線機構相比，支架外形尺寸縮短0.4至0.5m，并且改善了支架的受力狀況，減輕了支架重量。（2）采用整體底座和整體頂梁的結構形式，簡化了支架的操作系統(tǒng)，便于提高能縮短。（3）適應采煤機截深由傳統(tǒng)的0.6m步距加大到0.8m，因此支架推移裝置的行程增加到0.9m，以保證移架步距。（4）主要結構件均選用16Mn板材，可免去焊前預熱工作，改善工藝性能，有利于保證部件的焊接強度和可靠性。（5）液壓系統(tǒng)采用國內最新設計的大通道、大流量、有兩條主供回液路的閉合供液系統(tǒng)，保證了足夠流量，減少了工作的壓力損失。二、ZZ2200/07/13.5型支撐掩護式支架ZZ2200/07/13.5型支撐掩護式支架是一種配刨煤機使用的薄煤層液壓支架。支架的結構高度為0.7至1.35m，寬度為1.2m，支架中心距為1.5m，支護強度為0.28至0.38MPa，初撐力為1380至1874kN，對底板比壓為0.95至1.19MPa。該支架的主要結構特點是：（1）整體頂梁，無活動側護板;（2）前連桿為單桿，后連桿為整體剛性結構；（3）立柱V型布置，既可增大伸縮化，又可減小對底板比壓；（4）底座為底分式，利于排矸，上部有過橋和箱形結構連接；-13-太原科技大學畢業(yè)設計說明（5）操作方式為鄰架控制定壓推進。三、ZZ6000/25/50型支撐掩護式支架ZZ6000/25/50型支撐掩護式支架的結構高度為2500至5000mm1410至1580mm1500mm0.84至0.92MPa5048kN，對底板比壓為2.4MPa，控制方式為本架控制，適用于煤層傾角≤15、基本頂來o壓強烈或極強烈、直接頂穩(wěn)定或中等穩(wěn)定的條件。其主要特點如下：（1）采用分式鉸接頂梁，雙160mm缸徑的前梁千斤頂，前梁支撐力大，對頂板適應性強；（2）（3）（4）（5）（6）經(jīng)過整體參數(shù)優(yōu)化設計，支架結構受力合理，梁端距變化小;支架具有雙人行通道，通道寬暢，有利于保證安全生產(chǎn)；采用快速移架液壓系統(tǒng)，提高了移架速度；支架切頂能力大，抗沖擊能力強；采用4根230mm缸徑的雙伸縮立柱，調高范圍大，采高適應性廣；（7）（8）結構件采用高強度鋼板，按高可靠性原則設計；為適應配套要求，采用1.5m中心距，為提高調架能力，采用4根缸徑80mm200mm的側護板千斤頂和140mm缸徑的底調千斤頂，調架力大。-14-太原科技大學畢業(yè)設計說明第3章ZY4000/14/32型掩護式支架3.1型號、適用條件ZY4000/14/32型掩護式支架結構高度為1400至3200mm，寬度為1430至1600mm，支架中心距為1500mm，支護強度為0.625至0.705MPa，初撐力為3090kN,底座前端對底板比壓為0.81至1.41MPa，頂梁前端支撐力在伸縮梁未伸出時為1200kN，伸縮梁伸出時為1100kN，拉架力為483kN，退溜力為305kN，適應煤層傾角小于30。該支架結構特點是：o（1）整體頂梁無法下井，將頂梁設計成雙銷式機械連接的整體頂梁。剛性頂梁運輸時可將鉸接梁前銷拆下，使鉸接前梁下垂，減少支架運輸長度。頂梁前端設計有潛入式伸縮梁，伸縮量為600mm。（2）（3）在支架工作高度內掩護梁與水平線的夾角為72至33。前連桿設計oo成單桿和立柱重合布置，這樣既可減少運輸長度，又可提高下柱窩斷面處的強度。底座前端采用封底式，適合軟底板。為了提高抗扭能力，底座前部設計有大過橋。為了增加剛性，底座后部中間設計成箱型結構，將左、右兩部分連成一個整體，增加支架抗扭能力。支架底座后部設計有后調千斤頂，當支架后部下滑時，通過后調千斤頂可以把支架調正。（4）（5）（6）（7）支架設計有抬底千斤頂，個別支架底座陷底時，可以將底座抬起前移。支架設計有防倒、防滑預留耳座和必要的附件，當需要采取措施時可以裝上防倒、防滑裝置。采用短推桿結構。千斤頂和推桿前后布置，千斤頂采用浮動活塞或差壓原理實現(xiàn)拉架力大，推溜力小的要求。為了提高該支架在井下使用的可靠性，支架設計要求有了大幅度提高，將國內支架設計規(guī)范要求的摩擦系數(shù)f=0至0.3改為f=-0.3至0.3.支架承受的扭矩值也提高了一杯，從而大大提高了支架的可靠性。-15-太原科技大學畢業(yè)設計說明3.2主要技術特征（下表1）ZY4000/14/32型掩護式液壓支架主要技術特征型高掩護式液壓支架1400~32001500寬初撐力工作阻力P=31.5MPaP=40.9MPa支護強度底板比壓1采m泵站壓力操縱方式重5270×1420×1500（長寬度）運輸長度型缸式徑單伸縮加機械加長桿φ2302個mmmmmmKN2柱徑（大/小）φ210/初撐力P=31.5MPa-16-太原科技大學畢業(yè)設計說明工作阻力KNP=40.9MPa型缸桿行853700179P=31.5MPaP=31.5MPa2個454型行4KNKNP=31.5MPaP=40.9MPa型5行推拉型98P=31.5MPaP=31.5MPa1個6行推拉型158P=31.5MPaP=31.5MPa伸縮梁千7行推程力158KNP=31.5MPa-17-太原科技大學畢業(yè)設計說明斤頂調架千斤頂83拉型mmP=31.5MPa8行推拉程力力mm386KNP=31.5MPammP=31.5MPa265表13.3支架的組成ZY4000/14/32型液壓支架主要由金屬結構件、液壓元件二大部分組成。金屬結構件有：護幫板、伸縮染、頂梁、掩護梁、前后連桿、底座、推移桿以及側護板等。液壓元件主要有：立柱、各種千斤頂，液壓控制元件（操縱閥、單向閥、安3.4支架的主要結構及其作用3.4.1頂梁包括：⑴支承頂板巖石的載荷;⑵為回采工作面提供足夠的安全空間。本支架頂梁的結構為整體式。整體式頂梁前端支撐能力大。ZY4000/14/32型液壓支架頂梁采用鋼板拼焊箱形變截面結構（如圖3.1梁體內，并在頂梁上留有足夠的安裝空間-18-太原科技大學畢業(yè)設計說明圖3.4.2護幫板/伸縮梁的維護。壁，向煤壁施加一個支撐力，防止片幫；作為臨時前梁，采煤機過后挑起護幫板避免引發(fā)冒頂。伸縮梁可伸入煤壁線以內，及時維護頂板，避免引發(fā)冒頂。3.4.3頂梁側護板和掩護梁都設有側護板。本支架設有單側活動側護板。-19-太原科技大學畢業(yè)設計說明活動側護板由彈簧組件和側推千斤頂控制。側護板的主要作用有：⑴阻擋矸石定側護板始終相接觸，能有效防矸石竄入架內；⑵調架操作側推千斤頂，用側護板調架，對支架防倒有一定作用。3.4.4掩護梁掩護梁上部與頂梁鉸接，下部與前、后連桿相連，經(jīng)前、后連桿與底座連為一個整體，是支架的主要連接和掩護部件，其主要作用包括：⑴承受頂板給支架的水平分力和側向力，增強支架的抗扭性能；⑵掩護梁與前后連桿、底座形成四連桿機構，控制梁端距的變化；⑶阻擋后部落煤前竄，維護工作空間。具有足夠的強度和剛度。3.4.5掩護梁側護板掩護梁也設計有單側活動側護板，其作用和功能與頂梁側護板相同。3.4.6前后連桿用包括：⑴使支架在調高范圍內，頂梁前端與煤壁的距離（梁端距）變化盡可能小，更好地支護頂板；⑵承受頂板的水平分力和側向力，使立柱不受側向力。構不但有很強的抗拉抗壓性能，而且有很強的抗扭性能。3.4.7底座度外，還要求對底板接觸比壓小，以防止底座插底。其主要作用包括：⑴為立柱、液壓控制裝置、推移裝置及其他輔助裝置給以合理安裝位置；-20-太原科技大學畢業(yè)設計說明⑵給工作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；⑶具有一定的排矸擋矸作用；⑷保證支架的穩(wěn)定性。鋼板焊接成的箱式結構，整體性強，穩(wěn)定性好，強度高，不易變形，與底板接觸面積大，比壓小，但底座中部排矸性能較差。強度和剛度。3.4.8彈簧組件定側護板，防止矸石竄入架內。防倒時，由千斤頂控制活動側護板扶架。由于分頂分別布置，變換工作面走向時，須調換千斤頂方向。與導軸相連。3.4.9推移桿其特點是：千斤頂?shù)耐屏槔芰?，千斤頂?shù)睦橥屏锪?；千斤頂可以斜置，動閥控制推移千斤頂，其作用：實現(xiàn)拉架力大、推溜力小的要求；當推上、下輸送機機頭時，去掉差動閥則推力加大2～3倍。-21-太原科技大學畢業(yè)設計說明3.5防滑防倒裝置的復位達到防倒防滑，當綜采工作面傾角小于15°時，可以不設置防滑裝置。當綜采工作面傾角大于15°時，支架的性能的發(fā)揮及其適應性很大程度上架和防倒。使用單位可根據(jù)煤層地質條件和要求選用附設的防護裝置。3.6液壓系統(tǒng)3.6.1液壓原理圖液壓系統(tǒng)（如圖3.2）通常由四部分組成：動力機構—油（液）泵，將機械能轉變成液體壓力能；操作機構—控制閥、調節(jié)裝置，通過其控制、調節(jié)液體壓-22-太原科技大學畢業(yè)設計說明體的壓力能轉換為機械能并輸出到工作面去；輔助裝置—油（液）箱、油管、接頭、過濾器及控制儀表等。由主回液管路返回乳化液泵站的乳化液箱。撐住頂板，使之不過早離層和下沉；隨著頂板壓力，當達到安全閥調定值時，即為額定工作阻力，安全閥開啟泄液，當液壓小于安全閥調定值時，安全閥關閉，3.6.2乳化液損壞、延長使用壽命，防止造成事故。因此，要求支架用乳化液必須具有良好的潤滑、穩(wěn)定、清洗、防銹蝕和抗硬水性能。我國液壓支架多用由北京開采所研制的M-10MDT乳化油配制乳化液。M-10其配比濃度為5%（M-10用5%、中硬以下水95%MDT其配比濃度為3%（MDT用3%、中硬以下水97%在現(xiàn)場，應定期對乳化油、水質和配制的乳化液進行檢查。3.6.3本支架的液壓系統(tǒng)本支架液壓系統(tǒng)由乳化液泵站（200（31.5DB40φ19φ13φ10等）組成。泵站的工作壓力為31.5MPa，操縱方式為本架控制，先移架后推溜，采用百升級安全閥，使液壓元件和支架構件的過載保護性能更有效。推移裝置采用差動閥控制千斤頂，達到與浮動式活塞千斤頂相同的作用；當上下機頭需要加大推力時，去除差動閥即可達此目的。-23-太原科技大學畢業(yè)設計說明3.7立柱和千斤頂3.7.1立柱支撐力大小和支撐高度而定。本立柱為LJGGK231104970K7T230mm，活塞密封采用新型聚氨酯密封圈、蕾形密封圈，性能更可靠。3.7.2各種用途的千斤頂⑴QGEK127041L1(P)型平衡千斤頂缸徑125mm，行程410mm，控制頂梁與掩護梁相對位置，使支架保持平衡；同的力，即可自動適應頂板壓力的變化。⑵QGKZ168540J2型推移千斤頂缸徑160mm，行程700mm。活塞腔工作時，兩腔均進液，兩腔面積抵消后，實際塞桿面積，故拉力大。普通千斤頂配上差動閥，就能獲得拉力大推力小的效果，起到浮動活塞相同的作用。否則就必須采用倒置千斤頂?shù)拈L框架結構。⑶QSEL805570R1A型伸縮梁千斤頂缸徑80mm，行程700mm，外供液，用于控制伸縮梁。⑷QSEL805543L1A型護幫千斤頂缸徑80mm，行程700mm，外供液，用于控制護幫板。⑸QSEL634517B1型側推千斤頂缸徑63mm，行程170mm，外供液，讓活動側護板始終貼鄰架固定側護板。⑹QGEK106040R1A型調架千斤頂缸徑100mm，外供液，調架行程400mm。用于工作面支架的防倒防滑。-24-太原科技大學畢業(yè)設計說明3.8支架的驗收、運輸（一）支架的驗收運。⑴液壓支架出廠驗收，按MT312-200液壓支架出廠檢驗技術規(guī)范執(zhí)行。人參加，對液壓支架進行檢驗并詳細作記錄。廠。部門組織有關單位研究解決。驗和清潔度抽查；結構件變形和焊縫檢驗；表面光潔度、精度和鍍層檢查；關鍵分必要的，中檢對設備結構、性能能更好了解，也是個培訓機會。⑹支架出廠應具備以下技術文件：①裝箱單一份；②產(chǎn)品出廠合格證每架一個；③產(chǎn)品使用維護說明書每套三份；④產(chǎn)品備件明細表每套一份。（二）支架的地面運輸和試運轉⑴地面運輸固住，防止活動側護板在運輸途中伸出，以減少運輸空間尺寸。凍措施，以防凍環(huán)液壓元件。-25-太原科技大學畢業(yè)設計說明染管路及液壓元件，確保密封性能。失。⑤在起吊和運輸過程中，嚴禁重摔、掀倒支架，防止造成連接件和液壓系統(tǒng)損壞。⑥運輸方式、條件及到站，雙方協(xié)商決定，并嚴格執(zhí)行。⑵地面綜合試運轉應有人在現(xiàn)場；出現(xiàn)短缺應造冊并上報備案，要求得到合理解決。不要露天堆放，以免日曬雨淋，銹蝕零部件。送機、乳化液泵站、采煤機和移動變電站、通訊信號設備等。支架的數(shù)量和輸送2030護人員。以上的主管部門進行檢查考核，驗收合格才能下井安裝。⑤皮帶輸送機、轉載機等設備是否參與地面試運轉，要視現(xiàn)場條件而定。3.9支架常見故障及排除15000次以上的耐久性試驗；整工作面支架出廠，又經(jīng)過嚴格的驗收。因此，支架經(jīng)受了各種考驗，主要結構件和液壓元件的強度足夠，性能可靠，在正常情況下，一般不會發(fā)生大的故障。但是，支架在井下使用過程中，由于煤層地質條件復雜，影響因因此，必須加強對綜采設備的維護管理，使支架不出現(xiàn)或少出現(xiàn)故障。然而，一旦出現(xiàn)故障，不管故障的大小，都要及時查明原因迅速排除、使支架保持完好，保證綜采工作面的設備正常運轉。-26-太原科技大學畢業(yè)設計說明支架在使用中可能出現(xiàn)故障的部位、原因和排除方法，分別作簡要介紹。（一）結構件和聯(lián)接銷軸⑴結構件支架的結構件通常不會出現(xiàn)大的問題，主要構件的設計強度足當?shù)?。處理辦法：采取措施防止焊縫裂紋擴大；不能拆換上井的結構件，待支架轉移工作面時上井補焊。⑵聯(lián)接銷軸曲、斷裂等情況。結構件的連接銷軸有可能磨損，一般不會彎斷；千斤頂和立柱符合設計要求；操作不當?shù)?。如發(fā)現(xiàn)連接銷軸磨損、彎斷，要及時更換。（二）液壓系統(tǒng)及液壓元件液壓控制元件失靈、立柱及千斤頂不動作等等。因此，支架的維護重點，應放在液壓系統(tǒng)和液壓元件方面。⑴膠管及管接頭造成支架膠管和管接頭漏液的原因是：O管接頭密封面磨損或尺寸超差；膠管接頭扣壓不牢；在使用過程中膠管被擠壞、接頭被碰壞；膠管質量不好或過期老化，起包滲漏等。采取的措施是：對密封件換；膠管接頭在保存和運輸時，必須保護密封面、擋圈和密封圈不被損壞；換、膠管、接頭。⑵液壓控制元件過濾器等，若出現(xiàn)故障，則常常是密封件（如密封圈、擋圈、閥墊或閥座）等關-27-太原科技大學畢業(yè)設計說明系統(tǒng)污染，臟物雜質進入液壓系統(tǒng)又未及時清除，致使液壓元件不能正常工作；后進行補焊，按要求做壓力試驗。⑶立柱及千斤頂頂不動作，則其主要原因可能是：管路阻塞，不能進液；控制閥（單向閥、安全閥）失靈，進、回液受阻；立柱、千斤頂活塞密封滲漏竄液；立柱、千斤頂缸體或活柱（活塞桿）受側向力變形；截止閥未打開等等。采取的措施有：管路系統(tǒng)有污染時，及時清洗乳化液箱和過濾裝置；隨時注意觀察，不使支架產(chǎn)生蹩卡；焊縫滲漏要在拆除密封件后到地面補焊并保護好密封面。（三）支架的操作及支護在支架操作和支護過程中可能出現(xiàn)的故障有：初撐力偏低、工作阻力超限、推溜不直、移架不及時；頂板管理不善，出現(xiàn)頂空、倒架等現(xiàn)象。⑴初撐力和工作阻力-28-太原科技大學畢業(yè)設計說明但過大的初撐力對某些頂板管理也不利。全閥、甚至全部安全閥沒有開啟，就必須檢測安全閥是否可靠。通常情況下，工過低的工作阻力不利于管理頂板。⑵推溜和移架至割出臺階，就不能順利推溜、移架，反過來又影響采煤機的截深；頂?shù)装迤鸱街保枪ぷ髅姹３謨善饺钡年P鍵。ZY4000/14/32型兩柱掩護式支架采用及時支護方式推移支架。在正常情況下，當采煤機割過煤后，以鄰架操作方式，距采煤機后滾筒3～5m開始移架，按順序逐架進行。移架后，距采煤機10～15m開始推移輸送機，推溜和移架要協(xié)調，其彎度不可過大，一般2～3次到位。3.10液壓系統(tǒng)常見故障、原因及排除方法液壓系統(tǒng)常見故障、原因及排除方法見下表-29-太原科技大學畢業(yè)設計說明1．檢查維修電源、電機、開2．乳化液箱中乳化液流量2．及時補充乳化液、處理漏不足。液。乳21．泵內有空氣、沒放掉；1．使泵通氣、經(jīng)通氣孔注滿2．更換吸液閥或清洗吸液管；4．更換距離套；5．擰緊螺絲或換密封。1．更換活塞填料；2．擰緊接頭，更換管子；3．重調安全閥。泵4．液壓系統(tǒng)21．密封吸液管、配液器、接有噪音3．安全閥調值太低發(fā)生反口；作用。2．補充乳化液；站5．工作面無1．泵站或管路漏液；2．安全閥損壞；3．截止閥漏液；1．擰緊接頭、更換壞管；2．更換安全閥；4．蓄能器充氣壓力不足。3．更換截止閥；4．更換蓄能器或重新充氣。6．乳化液中1．乳化液箱口未蓋嚴實；-30-太原科技大學畢業(yè)設計說明1．添液、查液后蓋嚴；2．清洗過濾器或更換；3．分析水質、化驗乳化油。1．更換液壓密封元件；2．更換上井拆檢補焊。1、截止閥未打開或打開不1、打開截止閥并開足；夠；2、查泵壓、水源、管路；2、泵的壓力低，流量??；3、更換上井檢修；3、操縱閥漏液或內竄液；4、查清更換上井檢修；4、操縱、單向、截止閥等5、更換清洗；6、查清排堵或更換；7、查清換密封件或元件；8、更換上井拆檢；8、立柱變形或內外泄漏；1、打開截止閥；2、堵漏；1、截止閥未打開或打開不夠；3、清理轉把處塞矸塵或更換；4、排除蹩卡物并調架；4、頂梁或其它部位有蹩5、排除漏、堵或更換。5、管路有漏、堵。-31-太原科技大學畢業(yè)設計說明4、立柱不穩(wěn)定1、安全閥泄液；1、更換密封件或重新調定卸載壓力2、單向閥不能鎖閉；3、立柱硬管、閥接板漏；4、立柱內滲液。2、更換上井檢修；3、外漏查清更換檢修；4、其它因素排除后仍降，則換立柱上井檢查。5、達不到要求支撐力1、2、操作上充液時間足夠；1、泵壓低，初撐力??；2、操作時間短、未達泵壓停供液，初撐力達不到；3、安全閥調壓低，達不到工作阻力；3、按要求調安全閥開啟壓4、安全閥失靈，造成超壓。1、路堵塞，或截止閥未開，1、排除堵塞部位，打開截止閥清洗過濾器；2、來回供液均不動，則更換上井檢修；2、千斤頂變形不能伸縮；3、與千斤頂連接件蹩卡。2、動作慢3、幾個動作同時操作，造成3、協(xié)調操作，盡量避免過3、個別連動現(xiàn)1、操縱閥竄液；1、拆換操縱閥檢修；2、發(fā)生于空載情況，不影響支撐。2、回液阻力影響。-32-太原科技大學畢業(yè)設計說明1、泵壓低，初撐力低；2、3、閉鎖液路漏液，達不到額定工作阻力；4、安全閥開啟壓力低，工作阻力低；5、更換漏液閥、管線；6、更換控制閥。5、閥、管路漏液；6、單向閥、安全閥失靈，造成閉鎖超阻。1、外漏主要是密封件壞；2、缸底、接頭焊縫裂紋。1、除接頭O形圈井下更換外，其它均更換上井檢補焊。1、不操作時有1、鋼球與閥座密封不好，內1、更換上井檢修；2、上井更換O形圈；3、多動作幾次無效，則更換清洗。有活塞桿緩2、閥座上O形圈損壞；動1、更換上井，拆換閥柱；2、更換上井拆換。2、操作時液流1、閥柱端面不平與閥墊密封聲大且立柱不嚴，進液通回液；千斤頂動作2、閥墊、中閥套處O形圈損壞。-33-太原科技大學畢業(yè)設計說明3、閥體外滲液1、接頭和片閥間O形圈損壞；1、更換O形密封圈；3、軸向密封不好，手把端套處3、更換上井，拆換密封件。1、更換，嚴禁重物撞擊；2、更換，操作時不要猛推重1、手把處進碎矸煤煤粉過多；1、清洗；不能自鎖2、液中雜質卡住不密封；2、充液幾次仍不密封，則更換檢修；1、1、更換檢修；2、控制液路阻塞不通液；2、拆檢控制液管，保證暢通；4、頂桿與套或中間閥卡塞，使3、更換檢修，換密封件；頂桿不能移動。4、拆檢。斤頂不回縮2、彈簧疲勞失去要求特性；3、井下動了調壓螺絲。安3、更換上井調試。-34-太原科技大學畢業(yè)設計說明1、更換上井換O形圈；2、更換檢查閥座、彈簧等。1、彈簧力過大、不符合要求3、雜質臟物堵塞，閥座不能移動，過濾網(wǎng)堵死；4、動了調壓螺絲，實際超調。嚴或不能開2、其它密封件損壞；其它閥類3、手把緊，轉動不靈活；1、閥芯損壞，不能密封；2、回油斷路閥2、彈簧力弱或斷折閥芯不能復2、更換彈簧；3、雜質臟物卡塞不能密封；4、閥殼內與閥芯的密封面破壞，4、更換閥殼。-35-太原科技大學畢業(yè)設計說明密封失靈。3、過濾器堵塞或濾1、雜質臟物堵塞，造成液流1、定期清洗外，發(fā)現(xiàn)堵塞網(wǎng)不起作用不通或液流量??；要及時拆洗；2、過濾網(wǎng)破損，失去過濾作2、更換過濾網(wǎng)；1、2、及時更換；漏液2、膠管過期老化斷裂；3、膠管與接頭扣壓不牢；4、4、更換壞管，并整理好膠5、