1、第三节液压元件第三节液压元件一、执行元件一、执行元件执行元件包括立柱和各种千斤顶，执行元件包括立柱和各种千斤顶，负责完成液压支架各个动作。执行负责完成液压支架各个动作。执行元件结构和性能的好坏直接影响到元件结构和性能的好坏直接影响到液压支架的工作性能和使用寿命，液压支架的工作性能和使用寿命，所以，执行元件是液压支架的关键所以，执行元件是液压支架的关键部件。部件。(一一)立柱立柱立柱是液压支架的主要执行元件，用于立柱是液压支架的主要执行元件，用于承受顶板载荷、调节支护高度。国产液承受顶板载荷、调节支护高度。国产液压支架中，立柱根据结构的不同大致可压支架中，立柱根据结构的不同大致可分为：单伸缩立柱
2、和双伸缩立柱两种。分为：单伸缩立柱和双伸缩立柱两种。单伸缩立柱有不带机械加长杆和带机械单伸缩立柱有不带机械加长杆和带机械加长杆两种型式。当要求支架调高范围加长杆两种型式。当要求支架调高范围较大时，可选用带机械加长杆的单伸缩较大时，可选用带机械加长杆的单伸缩立柱，也可选用双伸缩立柱。单伸缩立立柱，也可选用双伸缩立柱。单伸缩立柱结构简单。成本低，但不如双伸缩立柱结构简单。成本低，但不如双伸缩立柱使用方便。柱使用方便。1单伸缩立柱单伸缩立柱单伸缩立柱有单作用和双作用之分。单作用单伸缩立柱有单作用和双作用之分。单作用立柱采用液压升柱、自重降柱的工作方式。立柱采用液压升柱、自重降柱的工作方式。由于其降柱
3、不采用液压，故对其活塞杆表面由于其降柱不采用液压，故对其活塞杆表面的精度和粗糙度等要求较低，加工成本低；的精度和粗糙度等要求较低，加工成本低；但是靠自重降柱速度慢，并且整架支架各个但是靠自重降柱速度慢，并且整架支架各个立柱降柱不同步，影响工作面快速推进，所立柱降柱不同步，影响工作面快速推进，所以目前应用较少。双作用立柱靠液压力实现以目前应用较少。双作用立柱靠液压力实现升柱和降柱，提高了立柱工作的可靠性，也升柱和降柱，提高了立柱工作的可靠性，也为支架的遥控和自动控制提供了可能性，因为支架的遥控和自动控制提供了可能性，因此目前应用较多。此目前应用较多。 单伸缩立柱组成单伸缩立柱组成单伸缩立柱主要由
4、缸体、活柱、单伸缩立柱主要由缸体、活柱、加长杆加长杆(不带机械加长杆的单伸不带机械加长杆的单伸缩立柱则没有加长杆缩立柱则没有加长杆)、导向套、导向套、密封件和连接件组成。密封件和连接件组成。图图213带机械加长杆的单伸缩立柱带机械加长杆的单伸缩立柱该立柱缸体该立柱缸体1位于立柱的最外层，一端为缸口，另二端位于立柱的最外层，一端为缸口，另二端为焊有凸球面的缸底。缸底端焊有与活塞腔相通的管接为焊有凸球面的缸底。缸底端焊有与活塞腔相通的管接头，供装接输液软管用。缸底凸球面在组装支架时与底头，供装接输液软管用。缸底凸球面在组装支架时与底座柱窝接触。活柱座柱窝接触。活柱7通过销轴通过销轴15、保持套、保
5、持套16、半环、半环17与与带有柱头的加长杆带有柱头的加长杆18连接在一起装入缸体中，并可相对连接在一起装入缸体中，并可相对缸体上下运动，成为液压缸中传递力的重要组件。活塞缸体上下运动，成为液压缸中传递力的重要组件。活塞上装有鼓形密封圈上装有鼓形密封圈5，以实现活塞和活塞杆两腔双向密，以实现活塞和活塞杆两腔双向密封。为保护密封圈，在其两侧装有聚甲醛导向环封。为保护密封圈，在其两侧装有聚甲醛导向环6，以，以减少活塞与缸壁的磨损，提高滑动性能。下部导向环减少活塞与缸壁的磨损，提高滑动性能。下部导向环6靠支承环靠支承环4支承。两个半环形卡键支承。两个半环形卡键2将整个密封组件连接将整个密封组件连接在
6、活塞头上，通过有开口的卡箍在活塞头上，通过有开口的卡箍3箍住卡键，以防其脱箍住卡键，以防其脱落。落。图图213图图213带机械加长杆的单伸缩立柱带机械加长杆的单伸缩立柱导向套导向套8是活柱往复运动时起导向作用的部件。是活柱往复运动时起导向作用的部件。导向套与缸体间通过方钢丝挡圈导向套与缸体间通过方钢丝挡圈9相连接，并相连接，并用用o形密封圈形密封圈11密封。导向套与活柱表面用蕾密封。导向套与活柱表面用蕾形密封圈形密封圈12密封，并用防尘圈密封，并用防尘圈14防止外部煤尘防止外部煤尘进入立柱内。导向套上也焊有一个管接头，供进入立柱内。导向套上也焊有一个管接头，供装接输液软管用。一些立柱的导向套上
7、还装有装接输液软管用。一些立柱的导向套上还装有聚甲醛导向环，以减少导向套与柱体间的磨损。聚甲醛导向环，以减少导向套与柱体间的磨损。 不带机械加长杆的单伸缩立柱，其柱头直接焊不带机械加长杆的单伸缩立柱，其柱头直接焊在柱管端部。在柱管端部。单作用立柱导向套上不设置密封元件。单作用立柱导向套上不设置密封元件。2双伸缩立柱双伸缩立柱双伸缩立柱由一级缸双伸缩立柱由一级缸(或称大缸、外或称大缸、外缸缸)、二级缸、二级缸(或称中缸、小缸或称中缸、小缸)、活、活柱、导向套、连接件、密封件等组柱、导向套、连接件、密封件等组成，如图成，如图214所示所示。图图214双伸缩立柱双伸缩立柱 一级缸的形状、结构及所处位
8、置均与前面所述一级缸的形状、结构及所处位置均与前面所述的单伸缩立柱的缸体相同。的单伸缩立柱的缸体相同。二级缸二级缸13可在一级缸内上下运动可在一级缸内上下运动,是液压缸中的是液压缸中的主要传力部件。二级缸由缸筒和活塞头焊接而主要传力部件。二级缸由缸筒和活塞头焊接而成。缸筒外表面为镀锡青铜成。缸筒外表面为镀锡青铜(或乳白铬或乳白铬)和镀硬和镀硬铬的双层复合镀层，以减少磨损和锈蚀。活塞铬的双层复合镀层，以减少磨损和锈蚀。活塞头为卡键式结构头为卡键式结构(见单伸缩立柱活塞头见单伸缩立柱活塞头)，其内，其内部装有一底阀部装有一底阀(底阀的结构见液压控制元件底阀的结构见液压控制元件)。 双伸缩立柱双伸缩
9、立柱活柱活柱12装入二级缸内，可在二级缸内上装入二级缸内，可在二级缸内上下运动。活柱是液压缸的主要传力部件，下运动。活柱是液压缸的主要传力部件，由柱体和活塞头两部分组成。柱体表面由柱体和活塞头两部分组成。柱体表面镀有与二级缸筒表面相同的镀层。球头镀有与二级缸筒表面相同的镀层。球头部位有进液口，可安装管接头。该进液部位有进液口，可安装管接头。该进液口通过活柱体中心与二级缸内的环形腔口通过活柱体中心与二级缸内的环形腔相通。活塞头结构与二级缸活塞头相同。相通。活塞头结构与二级缸活塞头相同。 双伸缩立柱双伸缩立柱导向套导向套14为外导向套，通过方钢丝挡圈为外导向套，通过方钢丝挡圈15与一级缸缸体连接。
10、导向套与一级缸与一级缸缸体连接。导向套与一级缸间用间用O形密封圈形密封圈16加聚四氟乙烯挡圈加聚四氟乙烯挡圈17密封，与二级缸缸筒间用蕾形密封圈密封，与二级缸缸筒间用蕾形密封圈21加挡圈加挡圈22密封，并装有导向环密封，并装有导向环25和防尘和防尘圈圈28.聚甲醛导向环聚甲醛导向环25可防止二级缸缸筒可防止二级缸缸筒受力膨胀时与导向套受力膨胀时与导向套“抱住抱住”。导向套。导向套上还焊有供装接输液软管的接头。该接上还焊有供装接输液软管的接头。该接头上的进液口与二级缸和外缸间的环形头上的进液口与二级缸和外缸间的环形腔相通。腔相通。 双伸缩立柱双伸缩立柱导向套导向套20与二级缸缸口通过卡环与二级缸
11、缸口通过卡环26连接。连接。为防止卡环锈住影响拆卸，在其外侧装为防止卡环锈住影响拆卸，在其外侧装有防尘有防尘0形圈形圈27。导向套与二级缸通过。导向套与二级缸通过O形密封圈形密封圈18加挡圈加挡圈19密封。导向套与活密封。导向套与活柱间通过蕾形密封圈柱间通过蕾形密封圈23加挡圈加挡圈24密封。密封。导向套外端为缸盖导向套外端为缸盖29缸盖通过弹性挡缸盖通过弹性挡圈圈30限位，其作用是防止卡环限位，其作用是防止卡环26自动脱自动脱落。缸盖与活柱之间安有防尘圈落。缸盖与活柱之间安有防尘圈3l。(二二)千斤顶千斤顶种类：按其结构的不同有柱塞式和活塞式千斤种类：按其结构的不同有柱塞式和活塞式千斤顶，活
12、塞式千斤顶可分为固定活塞式和浮动活顶，活塞式千斤顶可分为固定活塞式和浮动活塞式；塞式；按其进液方式的不同，可分为内进液式和外进按其进液方式的不同，可分为内进液式和外进液式千斤顶；液式千斤顶；按其在支架中用途的不同，又可分为推移千斤按其在支架中用途的不同，又可分为推移千斤顶、前梁千斤顶、护帮千斤顶、侧推千斤顶、顶、前梁千斤顶、护帮千斤顶、侧推千斤顶、平衡千斤顶、限位千斤顶、防倒千斤顶、防滑平衡千斤顶、限位千斤顶、防倒千斤顶、防滑千斤顶等。千斤顶等。随着支架的功能越来越多，千斤顶的种类也越随着支架的功能越来越多，千斤顶的种类也越来越多。来越多。1柱塞式千斤顶柱塞式千斤顶 柱塞式千斤顶主要由缸体、柱
13、柱塞式千斤顶主要由缸体、柱塞、导向套、连接件和密封件组塞、导向套、连接件和密封件组成，如图成，如图2一一15所示。所示。图图2一一15柱塞式千斤顶柱塞式千斤顶 缸体缸体1由缸底和缸筒焊接而成。缸底端有连接耳座，缸筒的由缸底和缸筒焊接而成。缸底端有连接耳座，缸筒的一端为缸口。柱塞为圆柱体，装入缸体内，其端部外径与一端为缸口。柱塞为圆柱体，装入缸体内，其端部外径与缸体内径为动配合，配合部位安有聚甲醛导向环缸体内径为动配合，配合部位安有聚甲醛导向环2，以防止，以防止由于柱塞的频繁动作而。引起磨损。由于千斤顶采用内进由于柱塞的频繁动作而。引起磨损。由于千斤顶采用内进液方式，因而在柱塞中心开有一纵向长孔
14、作为进液通道。液方式，因而在柱塞中心开有一纵向长孔作为进液通道。通道上另有一横向孔，通往柱塞与缸体间的环形腔。由于通道上另有一横向孔，通往柱塞与缸体间的环形腔。由于柱塞与缸体间只安有导向环，并无密封件，所以缸体与柱柱塞与缸体间只安有导向环，并无密封件，所以缸体与柱塞端部形成的柱塞腔与环形腔是连通的。进液时，压力液塞端部形成的柱塞腔与环形腔是连通的。进液时，压力液进入环形腔的同时也进入柱塞腔，但是由于环形腔远小于进入环形腔的同时也进入柱塞腔，但是由于环形腔远小于柱塞腔的横截面面积，故不影响柱塞伸出。其伸出作用力柱塞腔的横截面面积，故不影响柱塞伸出。其伸出作用力为柱塞杆面积与供液压力的乘积。当柱塞
15、在外力作用下收为柱塞杆面积与供液压力的乘积。当柱塞在外力作用下收回时，柱塞腔的液体在从输液口排出的同时，也进入环形回时，柱塞腔的液体在从输液口排出的同时，也进入环形腔，以减小柱塞收回时的阻力。在柱塞的伸出端还有用于腔，以减小柱塞收回时的阻力。在柱塞的伸出端还有用于连接的环形槽口。连接的环形槽口。柱塞式千斤顶柱塞式千斤顶导向套导向套8位于缸口部位的缸体与柱塞之间。位于缸口部位的缸体与柱塞之间。导向套与缸体间的密封采用导向套与缸体间的密封采用O形密封圈形密封圈4和聚四氟乙烯挡圈和聚四氟乙烯挡圈5，与柱塞间的密封采，与柱塞间的密封采用蕾形密封圈用蕾形密封圈6和聚甲醛挡圈和聚甲醛挡圈7。导向套。导向套
16、与缸体通过卡环与缸体通过卡环9连接。卡环外侧还装有连接。卡环外侧还装有防尘、防锈的防尘、防锈的O形防尘圈。缸口最外端形防尘圈。缸口最外端为缸盖，缸盖由弹性挡圈为缸盖，缸盖由弹性挡圈11轴向固定，轴向固定，其作用是防止卡环其作用是防止卡环9自动脱落。自动脱落。2固定活塞式千斤顶固定活塞式千斤顶固定活塞式千斤顶由缸体、活塞固定活塞式千斤顶由缸体、活塞杆、活塞头、导向套、连接件和杆、活塞头、导向套、连接件和密封件等组成，如图密封件等组成，如图 2一一16所示。所示。缸体缸体1由带有连接耳座的缸底由带有连接耳座的缸底和缸筒焊接而成。和缸筒焊接而成。活塞杆活塞杆18的一端为连接耳，的一端为连接耳，另一端
17、装有活塞头另一端装有活塞头6。为防止半环自动脱落，在其为防止半环自动脱落，在其外套装有保持套外套装有保持套3，并由弹簧，并由弹簧挡圈挡圈2进行轴向固定。进行轴向固定。活塞与缸壁之间通过鼓形密活塞与缸壁之间通过鼓形密封圈封圈7密封。密封。导向套导向套16位于缸口部位，即位于缸口部位，即缸体与活塞杆之间。缸体与活塞杆之间。导向套与缸体之间通过方钢导向套与缸体之间通过方钢丝挡圈丝挡圈13连接，并通过连接，并通过0形密形密封圈封圈11和聚四氟乙烯挡圈和聚四氟乙烯挡圈12密密封。封。固定活塞式千斤顶固定活塞式千斤顶缸体缸体1由带有连接耳座的缸底和缸筒由带有连接耳座的缸底和缸筒焊接而成。缸筒上焊有焊接而成
18、。缸筒上焊有2个管接头口，个管接头口，供装接输液软管用。供装接输液软管用。 活塞杆活塞杆18的一端为连接耳，另一端的一端为连接耳，另一端装有活塞头装有活塞头6。活塞杆表面为乳白铬。活塞杆表面为乳白铬和硬铬复合镀层，以防止磨损和锈和硬铬复合镀层，以防止磨损和锈蚀。蚀。固定活塞式千斤顶固定活塞式千斤顶 活塞通过半环活塞通过半环4固定在活塞杆上。为防止半环自动脱固定在活塞杆上。为防止半环自动脱落，在其外套装有保持套落，在其外套装有保持套3，并由弹簧挡圈，并由弹簧挡圈2进行轴向进行轴向固定。活塞与缸壁之间通过鼓形密封圈固定。活塞与缸壁之间通过鼓形密封圈7密封。为保护密封。为保护鼓形密封圈和减少活塞与缸
19、体的磨损，提高滑动性能，鼓形密封圈和减少活塞与缸体的磨损，提高滑动性能，在鼓形密封圈两侧装有聚甲醛活塞导向环在鼓形密封圈两侧装有聚甲醛活塞导向环8。靠活塞腔。靠活塞腔端导向环由支承环端导向环由支承环5支承。活塞与活塞杆之间通过两侧支承。活塞与活塞杆之间通过两侧带挡圈带挡圈10的的O形密封圈形密封圈9密封。两侧的挡圈用于防止两密封。两侧的挡圈用于防止两侧压力液破坏侧压力液破坏O形密封圈。形密封圈。导向套导向套16位于缸口部位，即缸体与活塞杆之间。导向位于缸口部位，即缸体与活塞杆之间。导向套与缸体之间通过方钢丝挡圈套与缸体之间通过方钢丝挡圈13连接，并通过连接，并通过0形密封形密封圈圈11和聚四氟
20、乙烯挡圈和聚四氟乙烯挡圈12密封。导向套与活塞杆之间密封。导向套与活塞杆之间通过蕾形密封圈通过蕾形密封圈14加聚甲醛挡圈加聚甲醛挡圈15密封，并通过防尘密封，并通过防尘圈圈17防止外部煤尘进入液压缸内。防止外部煤尘进入液压缸内。3浮动活塞式千斤顶浮动活塞式千斤顶 浮动活塞式千斤顶由缸体、活塞浮动活塞式千斤顶由缸体、活塞杆、活塞头、导向套、连接件和杆、活塞头、导向套、连接件和密封件等组成，如图密封件等组成，如图2一一17所示。所示。缸体缸体11由缸底和缸筒两部分焊由缸底和缸筒两部分焊接而成。接而成。缸筒的两端焊有缸筒的两端焊有2个管接头，个管接头，供装接输液软管用。供装接输液软管用。 活塞杆活塞
21、杆12的一端有连接耳的一端有连接耳活塞头活塞头9和距离套和距离套10可在活塞可在活塞杆上来回滑动。杆上来回滑动。活塞头与缸壁之间装有活塞头与缸壁之间装有2片聚片聚甲醛活塞导向环甲醛活塞导向环8，在，在2片导向片导向环环8之间装有鼓形密封圈之间装有鼓形密封圈7。导向环和鼓形密封圈通过卡键导向环和鼓形密封圈通过卡键5与卡箍与卡箍4固定在活塞头上。固定在活塞头上。浮动活塞式千斤顶浮动活塞式千斤顶 缸体缸体11由缸底和缸筒两部分焊接而成。由于这类千斤由缸底和缸筒两部分焊接而成。由于这类千斤顶主要用作推移千斤顶，因而缸筒两侧均焊有连接耳顶主要用作推移千斤顶，因而缸筒两侧均焊有连接耳轴，以便与底座相连。缸
22、筒的两端焊有轴，以便与底座相连。缸筒的两端焊有2个管接头，个管接头，供装接输液软管用。供装接输液软管用。 活塞杆活塞杆12的一端有连接耳，杆表面为乳白铬和硬铬复的一端有连接耳，杆表面为乳白铬和硬铬复合镀层。活塞头合镀层。活塞头9和距离套和距离套10可在活塞杆上来回滑动。可在活塞杆上来回滑动。为了保证滑动部位的密封可靠，在活塞头与活塞杆之为了保证滑动部位的密封可靠，在活塞头与活塞杆之间装有两组位置相对的蕾形密封圈加聚甲醛挡圈间装有两组位置相对的蕾形密封圈加聚甲醛挡圈(蕾形蕾形密封圈与聚甲醛挡圈的结构与导向套上的件号密封圈与聚甲醛挡圈的结构与导向套上的件号17，18相同相同)，这是由于活塞腔进液和
23、活塞杆腔进液时压力方，这是由于活塞腔进液和活塞杆腔进液时压力方向不同。活塞头与缸壁之间装有向不同。活塞头与缸壁之间装有2片聚甲醛活塞导向片聚甲醛活塞导向环环8，在，在2片导向环片导向环8之间装有鼓形密封圈之间装有鼓形密封圈7。导向环和。导向环和鼓形密封圈通过卡键鼓形密封圈通过卡键5与卡箍与卡箍4固定在活塞头上。固定在活塞头上。浮动活塞式千斤顶浮动活塞式千斤顶活塞腔进液时，活塞头与距离套滑动，当滑动至缸活塞腔进液时，活塞头与距离套滑动，当滑动至缸口处时被导向套口处时被导向套13限位。活塞杆腔进液时，活塞头限位。活塞杆腔进液时，活塞头与距离套的滑动被半环与距离套的滑动被半环3限位。半环限位。半环3
24、通过保持套通过保持套2和弹性挡圈和弹性挡圈1进行径向和轴向固定。进行径向和轴向固定。导向套导向套13位于缸口部位的缸筒与活塞杆之间。导向位于缸口部位的缸筒与活塞杆之间。导向套与缸体通过卡环套与缸体通过卡环19连接。紧靠卡环放置的是防尘连接。紧靠卡环放置的是防尘O形圈形圈20。导向套与缸壁通过。导向套与缸壁通过0形密封圈形密封圈15加挡圈加挡圈16密封，与活塞杆通过蕾形密封圈密封，与活塞杆通过蕾形密封圈17加挡圈加挡圈18密封。密封。为减少导向套与活塞杆间的磨损，导向套与活塞杆为减少导向套与活塞杆间的磨损，导向套与活塞杆间还装有导向环间还装有导向环14。缸盖位于缸口最外端，通过弹性挡圈缸盖位于缸
25、口最外端，通过弹性挡圈21固定。缸盖固定。缸盖与活塞杆间装有防尘圈与活塞杆间装有防尘圈23。(三三)立柱和千斤顶的结构分析立柱和千斤顶的结构分析 从上面叙述的立柱和千斤顶的结构可以看出，从上面叙述的立柱和千斤顶的结构可以看出，它们均由活塞头、缸体、活塞杆、导向套等组它们均由活塞头、缸体、活塞杆、导向套等组成。立柱和千斤顶在结构上的主要差异是：成。立柱和千斤顶在结构上的主要差异是： (1)活塞杆直径的差异。立柱和千斤顶活塞杆活塞杆直径的差异。立柱和千斤顶活塞杆直径差别较大。这是因为立柱承受较大的顶板直径差别较大。这是因为立柱承受较大的顶板载荷，而迫降力较小，所以尽可能增大活柱直载荷，而迫降力较小
26、，所以尽可能增大活柱直径，以保证足够的刚度和强度。而千斤顶一般径，以保证足够的刚度和强度。而千斤顶一般是在保证一定刚度和强度的前提下，按照推拉是在保证一定刚度和强度的前提下，按照推拉力的比例来选择活塞杆直径的大小。力的比例来选择活塞杆直径的大小。立柱和千斤顶的结构分析立柱和千斤顶的结构分析(2)外部连接的差异。立柱的缸底和柱头分别安装在外部连接的差异。立柱的缸底和柱头分别安装在底座和支撑在顶梁的柱窝中，一般采用球面形状，底座和支撑在顶梁的柱窝中，一般采用球面形状，一类为凸球面，一类为凹球面，目前多采用凸球面。一类为凸球面，一类为凹球面，目前多采用凸球面。千斤顶两端连接结构形式很多，常见的有：单
27、连接千斤顶两端连接结构形式很多，常见的有：单连接耳、双连接耳、圆柱体、耳轴等连接结构。耳、双连接耳、圆柱体、耳轴等连接结构。(3)调节范围的差异。立柱使用过程中要适应煤层的调节范围的差异。立柱使用过程中要适应煤层的变化，所以调节范围较大，有的立柱制成双伸缩结变化，所以调节范围较大，有的立柱制成双伸缩结构。而千斤顶的调节范围较小，均为单伸缩结构。构。而千斤顶的调节范围较小，均为单伸缩结构。(4)活塞连接的差异。立柱的活塞一般为整体式结构，活塞连接的差异。立柱的活塞一般为整体式结构，即活塞与活柱焊接为一体。而千斤顶则大多数为组即活塞与活柱焊接为一体。而千斤顶则大多数为组合式结构，即活塞与活塞杆组装
28、在一起，有固定组合式结构，即活塞与活塞杆组装在一起，有固定组合和滑动组合两种。采用滑动组合的多是推移千斤合和滑动组合两种。采用滑动组合的多是推移千斤顶。顶。下面根据立柱和千斤顶的内部结构，对下面根据立柱和千斤顶的内部结构，对其活塞头，导向套及其连接方式进行结其活塞头，导向套及其连接方式进行结构分析。构分析。1活塞头及其连接方式活塞头及其连接方式 活塞头是液压缸的关键元件，对它的要求是保活塞头是液压缸的关键元件，对它的要求是保证密封性能良好，运动面能承受外力的冲击和证密封性能良好，运动面能承受外力的冲击和振动等。振动等。 活塞头有焊接活塞头有焊接(或整体或整体)式和组合式和组合(组装组装)式两式
29、两种。在活塞上安装导向环与缸体内径配合。导种。在活塞上安装导向环与缸体内径配合。导向环多数用聚甲醛材料，也有用铜合金做成。向环多数用聚甲醛材料，也有用铜合金做成。在不承受横向力或横向力很小的情况下，可以在不承受横向力或横向力很小的情况下，可以用聚四氟乙烯挡圈兼作导向环。用聚四氟乙烯挡圈兼作导向环。1)活塞密封活塞密封活塞上安装有密封元件。密封元件主要活塞上安装有密封元件。密封元件主要是密封圈。密封圈除在液压传动中介绍是密封圈。密封圈除在液压传动中介绍的的O形、形、Y形、形、U形、形、V形密封圈外，还形密封圈外，还有鼓形和蕾形密封圈。有鼓形和蕾形密封圈。 鼓形密封圈是由鼓形密封圈是由2个夹布个夹
30、布U形橡胶圈中形橡胶圈中间夹块橡胶压制而成的整体实心密封圈，间夹块橡胶压制而成的整体实心密封圈，如图如图218所示。所示。这种密封圈密封压力这种密封圈密封压力高、寿命长、耐磨、高、寿命长、耐磨、量结构紧凑，与量结构紧凑，与L形形防挤圈配合使用时，防挤圈配合使用时，密封压力可高达密封压力可高达60MPa以上，适用于以上，适用于立柱和作用力较大的立柱和作用力较大的千斤顶活塞上的双向千斤顶活塞上的双向密封；缺点是摩擦阻密封；缺点是摩擦阻力大，制造成本高，力大，制造成本高，所以在压力较小的液所以在压力较小的液压缸中使用较少。压缸中使用较少。蕾形密封圈蕾形密封圈蕾形密封圈是由蕾形密封圈是由1个夹布个夹布
31、U形形橡胶圈和唇内夹橡胶压制而橡胶圈和唇内夹橡胶压制而成的单向实心密封圈，如图成的单向实心密封圈，如图219所示。所示。这种密封圈的特这种密封圈的特点与鼓形密封圈点与鼓形密封圈相同，它适合装相同，它适合装于立柱和作用力于立柱和作用力较大的千斤顶活较大的千斤顶活塞上和导向套上，塞上和导向套上，为单向密封。为单向密封。2)活塞的连接方式活塞的连接方式立柱和千斤顶活塞的连接方式较多，大立柱和千斤顶活塞的连接方式较多，大体上有压盘加螺钉连接、螺纹连接、卡体上有压盘加螺钉连接、螺纹连接、卡键连接三大类。键连接三大类。 压盘加螺钉连接方式如图压盘加螺钉连接方式如图220所示。大所示。大Y形密形密封圈封圈6
32、与衬环与衬环7通过压盘通过压盘4限位，压盘由限位，压盘由4条螺钉条螺钉9固定在活塞上，其上装有锡青铜导向环固定在活塞上，其上装有锡青铜导向环5。这。这种连接方式简单，但压盘强度较低，适用于单种连接方式简单，但压盘强度较低，适用于单作用液压缸或缩回时压盘受力较小的液压缸作用液压缸或缩回时压盘受力较小的液压缸螺纹连接方式螺纹连接方式螺纹连接方式如图2一21所示。图a中，活柱2端头加工有螺纹，活塞6及其上的密封圈7通过螺母3及压盘4固定在活柱上。为肪止螺母3松动。在其径向装有防松尼纶堵12，通过防松螺钉13紧固。图b中，千斤顶活塞杆端加工有螺纹，活塞9及其上的密封元件由螺母3紧固。为防止螺母3松动，
33、在其后部设有防松螺母2。螺纹连接强度高、结构简单、活塞无轴向窜动，但使用过程中易自动松动。卡键连接方式 卡键连接方式如图卡键连接方式如图222所示，按固定卡所示，按固定卡键的方式有卡箍式、弹簧卡圈式和保持键的方式有卡箍式、弹簧卡圈式和保持套式套式。卡箍式卡箍式图a为卡箍式，活塞1为焊接结构，其上的密封元件由卡键2固定。卡键由2个半圆环组成。为防止半圆环自动脱落，在其径向安装有开口卡箍3。卡箍3除固定卡键外，还具有导向作用。图b为弹簧卡箍式，卡键1通过压盖3将活塞7及其上安装的密封元件固定在活柱11上。卡键通过开口弹簧卡圈2固定。图图c为保持套式，即卡键为保持套式，即卡键3的径向移动是的径向移动
34、是通过保持套通过保持套2来限制。保持套为整体结构，来限制。保持套为整体结构，其轴向位移通过弹簧挡圈其轴向位移通过弹簧挡圈1限制。限制。 卡键连接卡键连接方式连接方式连接可靠，承可靠，承载能力大，载能力大，目前应用目前应用较多，但较多，但结构复杂结构复杂。2导向套及其连接方式导向套及其连接方式导向套位于缸口与活塞杆导向套位于缸口与活塞杆(或活柱或活柱)之间，它上面装有之间，它上面装有密封元件，分别密封活塞杆密封元件，分别密封活塞杆(或活柱或活柱)与导向套配合面与导向套配合面和缸体与导向套配合面。密封元件均为单向密封圈。和缸体与导向套配合面。密封元件均为单向密封圈。导向套在活塞杆导向套在活塞杆(或
35、活柱或活柱)伸出时起导向作用。导向套伸出时起导向作用。导向套与活塞杆与活塞杆(或活柱或活柱)表面既要紧密接触又要动作灵活，表面既要紧密接触又要动作灵活，同时还要承受外部载荷对活塞杆同时还要承受外部载荷对活塞杆(或活柱或活柱)形成的横向形成的横向作用力、弯曲、振动等产生的影响。导向套有内导向作用力、弯曲、振动等产生的影响。导向套有内导向套和外导向套两种型式。千斤顶和双伸缩立柱二级缸套和外导向套两种型式。千斤顶和双伸缩立柱二级缸一般均采用内导向套，外导向套一般只用于单伸缩立一般均采用内导向套，外导向套一般只用于单伸缩立柱或双伸缩立柱的一级缸。导向套与缸体的连接方式柱或双伸缩立柱的一级缸。导向套与缸
36、体的连接方式常用的有下列几种。常用的有下列几种。1)螺纹连接方式螺纹连接方式螺蚊连接有内螺纹连接和外螺纹连接两种。外螺纹螺蚊连接有内螺纹连接和外螺纹连接两种。外螺纹连接如图连接如图223a所示。在缸体所示。在缸体1的缸口处加工有外的缸口处加工有外螺纹，导向套螺纹，导向套4加工有内螺纹。内、外螺纹结合后加工有内螺纹。内、外螺纹结合后用用O形密封圈形密封圈2加挡圈加挡圈3密封导向套与缸体配合面。密封导向套与缸体配合面。导向套与活柱间通过密封圈导向套与活柱间通过密封圈5加挡圈加挡圈6和防尘圈和防尘圈7密密封和防尘。封和防尘。 内螺纹连接如图内螺纹连接如图223b所示。缸体所示。缸体1的内表面加工有的
37、内表面加工有内螺纹，而导向套内螺纹，而导向套4上加工有外螺纹。内、外螺纹结上加工有外螺纹。内、外螺纹结合后，导向套位于缸体内表面与活柱外表面之间的合后，导向套位于缸体内表面与活柱外表面之间的环形腔内。缸体与导向套之间通过。形密封圈环形腔内。缸体与导向套之间通过。形密封圈2加挡加挡圈密封。活柱圈密封。活柱6与导向套之间通过密封圈与导向套之间通过密封圈3和防尘圈和防尘圈5密封和防尘。密封和防尘。螺纹连接方式结构简单、强度高，但在矿井下使用螺纹连接方式结构简单、强度高，但在矿井下使用时间久了易生锈，拆卸不方便。时间久了易生锈，拆卸不方便。 2)卡环连接方式卡环连接方式卡环连接用于内导向套，也称为三半
38、环式连卡环连接用于内导向套，也称为三半环式连接。如图接。如图224所示。导向套所示。导向套3装入缸体装入缸体4与活与活柱柱(或活塞杆或活塞杆)之间的环形腔内后，将之间的环形腔内后，将3段矩形段矩形截面的弧形钢块分别放入连接槽口，组成一个卡截面的弧形钢块分别放入连接槽口，组成一个卡环环7；然后装入带有；然后装入带有0形密封圈形密封圈8和防尘圈和防尘圈10的的缸盖缸盖9，限制卡环的径向移动；最后通过弹性挡，限制卡环的径向移动；最后通过弹性挡圈圈11限制缸盖的轴向移动。限制缸盖的轴向移动。 卡环连接方式连接可靠、承载能力大，但结卡环连接方式连接可靠、承载能力大，但结构复杂。构复杂。3)钢丝连接方式钢
39、丝连接方式钢丝连接根据内、外导向套的不钢丝连接根据内、外导向套的不同，有内导向套钢丝连接和外导同，有内导向套钢丝连接和外导向套钢丝连接两种。向套钢丝连接两种。根据钢丝断面形状的不同，有方根据钢丝断面形状的不同，有方钢丝式和圆钢丝式两种。钢丝式和圆钢丝式两种。内导向套方钢丝连接方式内导向套方钢丝连接方式图图225a所示为内导向套方钢丝连接方所示为内导向套方钢丝连接方式。导向套式。导向套3和缸体和缸体8的接触面上各开一的接触面上各开一个矩形槽口，当导向套按照与缸口的相个矩形槽口，当导向套按照与缸口的相对位置装到缸口上以后，两槽口正好相对位置装到缸口上以后，两槽口正好相对。缸体上的矩形槽有一段是通槽
40、，作对。缸体上的矩形槽有一段是通槽，作为钢丝的入口；将方钢丝从通槽一侧穿为钢丝的入口；将方钢丝从通槽一侧穿人，再从另一侧穿出即可。为了防止钢人，再从另一侧穿出即可。为了防止钢丝锈蚀，穿入钢丝后用橡胶对接口处进丝锈蚀，穿入钢丝后用橡胶对接口处进行粘接。行粘接。图图225b所示为外导向套方钢丝连接方所示为外导向套方钢丝连接方式。其连接方式与内导向套连接方式相式。其连接方式与内导向套连接方式相同，不同的是矩形槽的通槽在导向套上同，不同的是矩形槽的通槽在导向套上。圆钢丝与方钢丝连接方式联系圆钢丝与方钢丝连接方式联系圆钢丝连接方式与方钢丝连接方式相似，只不过是圆钢丝连接方式与方钢丝连接方式相似，只不过是
41、钠丝断面有所区别。为了使钢丝拆钠丝断面有所区别。为了使钢丝拆 装方便，将圆装方便，将圆钢丝的一端制成钩头，另一端制成直头，并在外环钢丝的一端制成钩头，另一端制成直头，并在外环形槽形槽(没有通槽的环形槽没有通槽的环形槽)径向打一盲孔。安装时，径向打一盲孔。安装时，首先将导向套与缸体的环形槽位置相对，并使通槽首先将导向套与缸体的环形槽位置相对，并使通槽口与径向盲孔相对，然后将圆钢丝钩头钩往盲孔，口与径向盲孔相对，然后将圆钢丝钩头钩往盲孔，固定缸体；再用专用工具旋转导向套固定缸体；再用专用工具旋转导向套l周，使圆钢周，使圆钢丝完全旋入环形槽。为了防止圆钢丝钩头在通槽口丝完全旋入环形槽。为了防止圆钢丝
42、钩头在通槽口处脱开盲孔，最好将圆钢丝两端旋离通槽口处。处脱开盲孔，最好将圆钢丝两端旋离通槽口处。 钢丝连接方式连接简单。但不耐高压。钢丝连接方式连接简单。但不耐高压。二、控制元件二、控制元件控制元件担负着液压支架各个动作控制元件担负着液压支架各个动作的操作、控制任务，包括操纵阀、的操作、控制任务，包括操纵阀、液控单向阀、安全阀等。控制元件液控单向阀、安全阀等。控制元件结构性能的好坏直接影响到液压支结构性能的好坏直接影响到液压支架的工作性能和使用寿命，所以，架的工作性能和使用寿命，所以，控制元件是液压支架的关键部件。控制元件是液压支架的关键部件。(一一)操纵阀操纵阀 操纵阀是控制支架各立柱和千斤
43、顶进出油液，操纵阀是控制支架各立柱和千斤顶进出油液，完成支架预定动作的操作元件。因此，要求其完成支架预定动作的操作元件。因此，要求其密封性能好、操纵力小、工作可靠、操作方便。密封性能好、操纵力小、工作可靠、操作方便。按阀芯动作原理的不同。液压支架的操纵阀分按阀芯动作原理的不同。液压支架的操纵阀分为往复式和回转式两大类；按控制方法的不同，为往复式和回转式两大类；按控制方法的不同，分手控、液控和电液控等。分手控、液控和电液控等。 往复式操纵阀是我国当前主要采用的；回转式往复式操纵阀是我国当前主要采用的；回转式操纵阀我国引进液压支架初期曾采用，现已不操纵阀我国引进液压支架初期曾采用，现已不用。用。往
44、复式操纵阀种类往复式操纵阀种类往复式操纵阀的阀芯元件是沿轴向做往复运往复式操纵阀的阀芯元件是沿轴向做往复运动，开闭进出口油路，实现换向作用。动，开闭进出口油路，实现换向作用。往复式操纵阀种类较多，按阀芯密封部分的往复式操纵阀种类较多，按阀芯密封部分的形状不同，可分为球阀式、锥阀式、平面密形状不同，可分为球阀式、锥阀式、平面密封式和圆柱面密封式封式和圆柱面密封式4种。种。 特点分析特点分析圆柱面密封式由于靠圆柱面的配合间隙密封，圆柱面密封式由于靠圆柱面的配合间隙密封，配合间隙完全由加工控制，故密封性较差，易配合间隙完全由加工控制，故密封性较差，易引起渗漏，不适应低粘度的工作液体，在支架引起渗漏，
45、不适应低粘度的工作液体，在支架上应用较少。上应用较少。球阀式和锥阀式对液路的开闭动作相当于单向球阀式和锥阀式对液路的开闭动作相当于单向阀，又称为阀，又称为“活门式活门式”操纵阀，在支架上应用操纵阀，在支架上应用较多。较多。平面密封式密封好、操纵方便，并易于实现遥平面密封式密封好、操纵方便，并易于实现遥控和程序控制。控和程序控制。 下面介绍几个典型的往复式操纵阀。下面介绍几个典型的往复式操纵阀。1球面式组合操纵阀球面式组合操纵阀球面式组合操纵阀如图226所示。该阀是由多片往复式阀芯组成，故又称为片式组合阀。每片阀中装有两组往复式球阀，通过1根杠杆操作。每组球阀是1个二位三通阀，每片阀相当于1个三
46、位四通阀，可完成1个液压缸的伸缩动作。 2锥阀式组合操纵阀锥阀式组合操纵阀锥阀式组合操纵阀如图锥阀式组合操纵阀如图227所示。图中所示。图中所示的阀是由所示的阀是由5片往复式锥阀组成的组合片往复式锥阀组成的组合阀。每片由两组锥阀组成，其中一组是阀。每片由两组锥阀组成，其中一组是高压锥阀，用以控制高压进液；另一组高压锥阀，用以控制高压进液；另一组是低压锥阀，用以控制低压回液。每组是低压锥阀，用以控制低压回液。每组锥阀相当于锥阀相当于1个单向阀。个单向阀。1一后端盖；一后端盖；2一前端盖；一前端盖；3一凸轮轴；一凸轮轴；4一示位牌；一示位牌；5一小盖；一小盖；6一操一操作手把；作手把；7一定位钢球
47、；一定位钢球；8一弹簧；一弹簧；9一阀芯；一阀芯；10一阀垫；一阀垫；11一阀套；一阀套；12一阀壳；一阀壳；13一弹簧；一弹簧；14一弹簧套；一弹簧套；15一指示牌一指示牌图227凸轮回转组合操纵阀锥阀式组合操纵阀锥阀式组合操纵阀 由于操作上的需要，由于操作上的需要，5片锥阀中的阀体有片锥阀中的阀体有4片相同，片相同，1片不同。这片不同。这4片相同阀体中的高压液体由后端盖片相同阀体中的高压液体由后端盖1上的高压接头上的高压接头P供给，并经阀体内部通道流人高压供给，并经阀体内部通道流人高压锥阀的后部。另锥阀的后部。另1片阀体中的高压液体则由前端盖片阀体中的高压液体则由前端盖2上的高压接头上的高
48、压接头P1供给，并进入该片高压锥阀的后部。供给，并进入该片高压锥阀的后部。五组低压锥阀的前端均经内部通道与后端盖上的总五组低压锥阀的前端均经内部通道与后端盖上的总回液口回液口O相通。相通。 凸轮轴凸轮轴3通装在通装在5片锥阀阀体的中心孔内，并用前片锥阀阀体的中心孔内，并用前后端盖支承定位。凸轮轴上装有五组形状和安装角后端盖支承定位。凸轮轴上装有五组形状和安装角度不同的凸轮，通过手把度不同的凸轮，通过手把6带动凸轮旋转。前端盖带动凸轮旋转。前端盖上装有指示盘上装有指示盘15，以指示操作位置。凸轮轴前端装，以指示操作位置。凸轮轴前端装有小盖有小盖5和操作手把和操作手把6。小盖上钉有示位牌。小盖上钉
49、有示位牌4，小盖，小盖内装有定位钢球内装有定位钢球7和弹簧和弹簧8进行定位。进行定位。锥阀式组合操纵阀锥阀式组合操纵阀5片锥阀的高压锥阀和低压锥阀结构完全相同，主要片锥阀的高压锥阀和低压锥阀结构完全相同，主要由阀芯由阀芯9、阀垫、阀垫10、阀套、阀套11、阀壳、阀壳12、弹簧、弹簧13和弹簧和弹簧套套14等组成。当手把在中立位置时，由等组成。当手把在中立位置时，由P和和P1接头接头输入的高压液体经阀体通道进入高压锥阀后，被密输入的高压液体经阀体通道进入高压锥阀后，被密封在锥阀底部。操作手把时，手把带动凸轮轴一起封在锥阀底部。操作手把时，手把带动凸轮轴一起转动。由于凸轮轴在不同角度和位置上装有不
50、同形转动。由于凸轮轴在不同角度和位置上装有不同形状的凸轮，致使转动到某个角度的凸轮克服弹簧的状的凸轮，致使转动到某个角度的凸轮克服弹簧的作用力将相应的阀芯顶开，高压液体便经阀芯与阀作用力将相应的阀芯顶开，高压液体便经阀芯与阀垫的间隙和内部通道，从阀体中部接头流向相应的垫的间隙和内部通道，从阀体中部接头流向相应的工作腔，完成某一动作；同时，高压液体也经内部工作腔，完成某一动作；同时，高压液体也经内部通道流向该组低压锥阀后部，但这时低压锥阀未被通道流向该组低压锥阀后部，但这时低压锥阀未被顶开，压力液被封闭在低压锥阀后部顶开，压力液被封闭在低压锥阀后部。锥阀式组合操纵阀锥阀式组合操纵阀当一组阀的高压
