液壓支架的結構與工作原理

液壓支架的結構與工作原理

第一節 液壓支架的結構
一、液壓支架型式是怎樣分類的？
1．按適應煤層傾角分
（1）一般工作面支架 （2）大傾角支架
2．按架型結構及與圍巖關系分
（1）掩護式支架
①支撐掩護式支架分插腿和不插腿兩類
②支頂掩護式支架分平衡千斤頂在頂梁和掩護梁間和在掩護梁和底座間
（2）支撐掩護式支架
①支頂支撐掩護支架 ②支頂支撐掩支撐掩護式支架
（3）支撐式支架
①節式支架，分兩框架式，三框架式及四框架組合兩類 ②垛式支架
3．按適用采高分
（1）薄煤層支架； （2）中厚煤層支架； （3）大采高支架
4．按適用采煤方法分
（1）一次采全高支架 （2）放頂煤支架
（3）鋪網支架 （4）充填支架
5．按在采煤工作面的位置分
（1）工作面支架 （2）過渡支架 （3）端頭支架
6．按穩定機構分
（1）四連桿機構支架 （2）單絞桿機構支架
（3）擺桿機構支架 （4）反四連桿機構支架
（5）機械限位支架
7．按組合方式分
（1）單架式支架 （2）組合式支架
8．按控制方式分
（1）本架控制支架 （2）鄰架控制支架 （3）成組控制支架
9．按控制原理分
（1）液壓直接控制支架 （2）液壓先導控制 （3）電液控制
二、什么是初撐力和工作阻力？
答：1.支柱初撐力：支柱支撐時施于頂板的支撐力稱為支柱的初撐力，其值是支柱活塞腔活塞面積和泵站額定工作阻力的乘積。
即：
式中：
fc：支柱初撐力，kN
D：支柱缸體內徑，cm
Pb：泵站最大工作壓力，MPa
2．支架初撐力：當支架的全部支柱下腔內的壓力都達到泵站額定工作壓力時，支架對頂板的支撐力稱為支架的初撐力。
即：
式中：
Fc：支架初撐力，kN
N：支架支柱數
例：ZZ7200/20.5/3.2型支撐掩護式支架的立柱為4根，缸徑為230mm，泵站壓力為31.4MPa，則該支架的初撐力為：
Fc=3.14/40×232×31.4×4=5218（kN）
3．支柱工作阻力：支柱承受頂板來壓時的最大支撐力稱為支柱的工作阻力，其值是支柱活塞腔面積和支柱安全閥整定壓力的乘積。
即：
式中：
fc：支柱工作阻力，kN
D：支柱缸體內徑，cm
Pan：支柱安全閥整定壓力，MPa
4．支架工作阻力：當支架內所有支柱都達到工作阻力時，支架對頂板的最大支撐力稱為支架的工作阻力。
即：
式中：
Fc：支架工作阻力，kN
N：支架支柱數
三、掩護式液壓支架的組成和作用？
答：1.掩護式液壓支架由頂梁、掩護梁、側護板、前后連桿、底座、推移機構、支柱、平衡千斤頂和液壓控制系統組成。
2．各部分的作用：
（1）頂梁用于支撐頂板，承受頂板壓力。
（2）掩護梁與前后四連桿機構，直接承受冒落矸石的載荷及頂板通過頂梁傳遞的水平載荷引起的力矩，同時防止冒落矸石從支架后面竄入架間和工作面。
（3）側護板消除架間縫隙，防止矸石進入支架窨作為支架移架過程中的導向板，防止支架降落時傾倒，調整支架的間距。
（4）前后連桿與掩護梁、底座構成四連桿機構，將掩護梁傳來的冒落矸石的載荷和頂板水平運動引起的載荷傳遞到底座。
（5）底座將來自頂板和冒落區的壓力傳到底板，又作為支架移動時的滑橇。
（6）推移機構用于推移工作面刮板輸送機并向前移動液壓支架。
（7）支柱用于承受頂板的載荷，為支架提供初撐力和工作阻力，并實現支架的升降。
（8）平衡千斤頂調節頂梁和掩護梁間的夾角，提高頂梁的切頂性能，同時承受一部分頂梁前端的壓力。
（9）液壓控制系統用以操縱和控制各支柱和千斤頂的伸縮工作。
第二節 液壓支架的優缺點
一、掩護式液壓支架的優缺點
1．掩護式液壓支架的優點：
（1）頂梁短，對頂板的作用力均勻，移架時控頂距離較小，對頂板反復支撐次數少，有利于保護頂板的完整性。
（2）支柱傾斜布置，調高范圍大，由于支柱不承受橫向載荷，受力狀態好，不易損壞。
（3）擋矸裝置完善，可使工作空間和頂板、老塘完全隔開，有效地防止漏矸、竄矸和涌矸。
（4）掩護式液壓支架為穩定的運動機構，移架引起的水平力，由四連桿機構承受，因此要求水平推力性能好，可以實現擦頂帶壓移架。
（5）機械系統和液壓系統均較簡單，便于操作維護，工作空間小，通風阻力大，不適宜有強烈周期來壓和瓦斯涌出大的煤層。
二、支撐掩護液壓支架的優缺點
1．優點
（1）支撐掩護式支架支撐力大，切頂性能好。
（2）工作空間寬敞。
（3）吸收了掩護式支架防護性能好、結構穩定的優點。
（4）支架的適應性廣。
（5）無論是穩定或不穩定的頂板下，均可使用支撐掩護式支架。
（6）老頂有明顯或強烈周期來壓的條件下，支撐掩護式支架的使用越來越廣泛。
2．缺點
（1）結構復雜，重量大；（2）價格高，初期投資較大
（3）支架縮回時間長；（4）不便運輸。