1、第三节第三节电液控制液压支架电液控制液压支架第一节第一节常用液压支架常用液压支架第二节第二节专用液压支架专用液压支架第四章液压支架结构特液压支架结构特点及应用点及应用2第四章液压支架结构特点及应用1.了解常用液压支架的结构特点及其应用。2.掌握放顶煤液压支架、水砂充填液压支架、端头液压支架和铺网液压支架的结构特点及其应用。3.掌握液压支架的电液控制。学习目标学习目标第一节第一节4第四章液压支架结构特点及应用一、不同类型液压支架的结构特点1.支撑式液压支架的结构特点(1)(1)工作阻力大，支护效率高，切顶性能好，对底板比压均工作阻力大，支护效率高，切顶性能好，对底板比压均匀，但在顶板破碎时冒顶事
2、故多，立柱损坏率高。匀，但在顶板破碎时冒顶事故多，立柱损坏率高。(2)(2)结构简单，质量轻，造价低。结构简单，质量轻，造价低。5第四章液压支架结构特点及应用(3)(3)支架内工作空间大，行走安全方便，通风断面大。支架内工作空间大，行走安全方便，通风断面大。(4)(4)立柱垂直布置，承受横向载荷时较易弯曲。立柱垂直布置，承受横向载荷时较易弯曲。(5)(5)顶梁长，移架时空顶面积大，同一段顶板受到垂直支撑顶梁长，移架时空顶面积大，同一段顶板受到垂直支撑的次数多，不利于顶板控制。的次数多，不利于顶板控制。(6)(6)架间有缝隙，防矸能力差，不适用于直接顶破碎的顶板。架间有缝隙，防矸能力差，不适用于
3、直接顶破碎的顶板。6第四章液压支架结构特点及应用2.掩护式液压支架的结构特点(1)(1)采用四连杆机构，顶梁近似垂直升降，梁端距变化小，采用四连杆机构，顶梁近似垂直升降，梁端距变化小，能承受较大的水平力。能承受较大的水平力。(2)(2)立柱向前倾斜支撑，支撑力的合力作用点离煤壁的距离立柱向前倾斜支撑，支撑力的合力作用点离煤壁的距离较近，能对煤壁前方顶板进行较有效的支撑。较近，能对煤壁前方顶板进行较有效的支撑。(3)(3)在顶梁、掩护梁甚至后连杆上设有活动侧护板，挡矸性在顶梁、掩护梁甚至后连杆上设有活动侧护板，挡矸性能好，并有利于支架的防倒和架间距离的调整。能好，并有利于支架的防倒和架间距离的调
4、整。(4)(4)支架的调高范围比较大。支架的调高范围比较大。(5)(5)支架通风面积小，人行空间较窄。支架通风面积小，人行空间较窄。7第四章液压支架结构特点及应用3.支撑掩护式液压支架的结构特点(1)(1)顶梁较长，一般为前后分段式宽面铰接结构。顶梁较长，一般为前后分段式宽面铰接结构。(2)(2)采用四连杆机构，支架的稳定性好，能承受较大的水平采用四连杆机构，支架的稳定性好，能承受较大的水平力。力。(3)(3)前后两排立柱支撑，支撑合力作用点离煤层比较远，支前后两排立柱支撑，支撑合力作用点离煤层比较远，支架的支撑力大，切顶能力强。架的支撑力大，切顶能力强。8第四章液压支架结构特点及应用(4)(
5、4)地板比压分布均匀，对底板比压小。地板比压分布均匀，对底板比压小。(5)(5)在顶梁、掩护梁甚至后连杆都设有活动侧护板，对顶板在顶梁、掩护梁甚至后连杆都设有活动侧护板，对顶板和采空区的挡矸性能好。和采空区的挡矸性能好。(6)(6)通风断面较大。通风断面较大。(7)(7)纵向长度长，造价比掩护式支架高。纵向长度长，造价比掩护式支架高。9第四章液压支架结构特点及应用支撑式液压支架结构1加长梁2前梁3前梁千斤顶4立柱5主梁6尾梁7复位橡胶8挡矸帘9推移千斤顶10底座11推移框架12保险销二、支撑式液压支架10第四章液压支架结构特点及应用三、掩护式液压支架1.支掩掩护式支架2.支顶掩护式支架支顶掩护
6、式支架是目前应用较多的一种架型，通常简称双柱支顶掩护式支架是目前应用较多的一种架型，通常简称双柱掩护式支架。掩护式支架。11第四章液压支架结构特点及应用插腿式支掩掩护式支架1掩护梁2顶梁3立柱4侧护板5连杆6推移千斤顶7底座8输送机12第四章液压支架结构特点及应用非插腿式支掩掩护式支架1顶梁2掩护梁3立柱4侧护板5底座6推移装置13第四章液压支架结构特点及应用支顶支撑掩护式支架1护帮板2护帮千斤顶3前梁4顶梁5前梁千斤顶6立柱7顶梁侧护板8掩护梁侧护板9掩护梁10前连杆11后连杆12底座13推移千斤顶14推杆四、支撑掩护式液压支架1.支顶支撑掩护式支架14第四章液压支架结构特点及应用(1)(1
7、)一般型支架是指前排立柱向前倾斜，后排立柱近于直立一般型支架是指前排立柱向前倾斜，后排立柱近于直立的支架。的支架。(2)V(2)V 型支架是指前排立柱向前倾斜，后排立柱向后倾斜，型支架是指前排立柱向前倾斜，后排立柱向后倾斜，呈呈“V”V”形布置的支架。形布置的支架。(3)X(3)X 型支架是指前排立柱向后倾斜，后排立柱向前倾斜，型支架是指前排立柱向后倾斜，后排立柱向前倾斜，呈呈“X”X”形布置的支架。形布置的支架。15第四章液压支架结构特点及应用(4)(4)单摆杆型支架的顶梁与掩护梁为一体，掩护梁较短，支单摆杆型支架的顶梁与掩护梁为一体，掩护梁较短，支架升降时，顶梁端部运动轨迹的水平位移量大，
8、使端面距变化架升降时，顶梁端部运动轨迹的水平位移量大，使端面距变化增加。增加。(5)(5)短尾型支架的掩护梁陡立，较短，与顶梁连接的销轴在短尾型支架的掩护梁陡立，较短，与顶梁连接的销轴在顶梁后部，使掩护梁的上方受到顶梁后部保护。顶梁后部，使掩护梁的上方受到顶梁后部保护。16第四章液压支架结构特点及应用支顶支撑掩护式支架外形结构单线示意图a)一般型b)V 型c)X 型 d)单摆杆型e)短尾型17第四章液压支架结构特点及应用2.支顶支掩支撑掩护式支架支顶支掩支撑掩护式支架1前梁2护帮千斤顶3护帮板4顶梁5前梁千斤顶6前立柱7顶梁侧护板8后立柱9掩护梁10前连杆11后立柱12底座13推移千斤顶14推
9、杆第二节第二节19第四章液压支架结构特点及应用一、放顶煤液压支架1.高位放顶煤支架高位放顶煤液压支架的特点是：高位放顶煤液压支架的特点是：(1)(1)结构简单、紧凑，支架较短，稳定性和封闭性较好。结构简单、紧凑，支架较短，稳定性和封闭性较好。(2)(2)放煤口尺寸大，可达放煤口尺寸大，可达 2 000 mm2 000 mm800 mm800 mm，有利于顶煤放，有利于顶煤放出。出。(3)(3)使用单输送机，端头维护空间小，整个工作面设备布置使用单输送机，端头维护空间小，整个工作面设备布置与普通长壁工作面相同，便于管理，但由于采、放煤共用一部输与普通长壁工作面相同，便于管理，但由于采、放煤共用一
10、部输送机，不能平行作业，影响产量的提高。送机，不能平行作业，影响产量的提高。20第四章液压支架结构特点及应用(4)(4)支架放煤时，煤尘较大，正常人行道基本被切断，减少支架放煤时，煤尘较大，正常人行道基本被切断，减少了工作面安全出口的数量。了工作面安全出口的数量。(5)(5)支架顶梁较短，容易出现架前顶煤放空，造成支架失稳支架顶梁较短，容易出现架前顶煤放空，造成支架失稳或移架困难。或移架困难。(6)(6)对煤层冒放性要求较高：一方面要求梁端顶煤完整，不对煤层冒放性要求较高：一方面要求梁端顶煤完整，不冒顶，不片帮；另一方面要求梁后顶煤破碎，能顺利放出。冒顶，不片帮；另一方面要求梁后顶煤破碎，能顺
11、利放出。21第四章液压支架结构特点及应用2.中位放顶煤支架中位放顶煤液压支架1刮板输送机2装煤门3掩护梁4顶梁5前梁6立柱7底座22第四章液压支架结构特点及应用中位放顶煤液压支架的特点是：中位放顶煤液压支架的特点是：(1)(1)支架的稳定性和封闭性较好，抗偏载和抗扭能力强，不支架的稳定性和封闭性较好，抗偏载和抗扭能力强，不易损坏。易损坏。(2)(2)放煤口距煤壁较远，有助于工作面前方顶煤的维护。放煤口距煤壁较远，有助于工作面前方顶煤的维护。支架顶梁长，可反复支撑顶板，增加顶煤的破碎程度。支架顶梁长，可反复支撑顶板，增加顶煤的破碎程度。(3)(3)由于采、放煤运输使用两部输送机，可以实现平行作业
12、。由于采、放煤运输使用两部输送机，可以实现平行作业。23第四章液压支架结构特点及应用(4)(4)受放煤口尺寸的限制，架与架之间有三角煤放不下来，受放煤口尺寸的限制，架与架之间有三角煤放不下来，同时放煤口易发生大块煤堵塞现象。同时放煤口易发生大块煤堵塞现象。(5)(5)后输送机放在支架底座上，后部空间受限，大块煤通过后输送机放在支架底座上，后部空间受限，大块煤通过困难，且移架阻力较大。困难，且移架阻力较大。(6)(6)掩护梁不能摆动，二次破煤能力差。掩护梁不能摆动，二次破煤能力差。24第四章液压支架结构特点及应用3.低位放顶煤支架低位放顶煤支架1前梁2前梁伸缩千斤顶3前梁千斤顶4侧护板5连杆机构
13、6尾梁7尾梁千斤顶8伸缩式放煤门9支架后推移千斤顶10推移千斤顶11立柱12操纵阀25第四章液压支架结构特点及应用低位放顶煤支架1前梁2前梁伸缩千斤顶3前梁千斤顶4侧护板5连杆机构6尾梁7尾梁千斤顶8伸缩式放煤门9支架后推移千斤顶10推移千斤顶11立柱12操纵阀26第四章液压支架结构特点及应用低位放顶煤液压支架的特点是：低位放顶煤液压支架的特点是：(1)(1)具有连续的放煤口，放煤效果好，没有脊背煤的损失，具有连续的放煤口，放煤效果好，没有脊背煤的损失，回收率高。回收率高。(2)(2)从煤壁到放煤口的距离长，经过顶梁的反复支撑和在掩从煤壁到放煤口的距离长，经过顶梁的反复支撑和在掩护梁上方的垮落
14、，顶煤破碎较充分。护梁上方的垮落，顶煤破碎较充分。(3)(3)后输送机一般沿底板布置，浮煤容易排出，有利于移架。后输送机一般沿底板布置，浮煤容易排出，有利于移架。(4)(4)放煤口较低，产生的煤尘较少。放煤口较低，产生的煤尘较少。(5)(5)尾梁伸缩高度较小尾梁伸缩高度较小 (或摆动角度较小或摆动角度较小)，松动顶煤的能，松动顶煤的能力差。力差。27第四章液压支架结构特点及应用二、端头液压支架1.迈步式端头支架迈步式端头支架1导向装置2移架千斤顶3主架4副架28第四章液压支架结构特点及应用2.支撑掩护式端头支架支撑掩护式端头支架如图所示。支撑掩护式端头支架如图所示。支撑掩护式端头支架1底座2后
15、连杆3前连杆4掩护梁5掩护梁侧护板6顶梁侧护板7主梁8侧推千斤顶9锚固千斤顶10前梁11调架千斤顶12前托座29第四章液压支架结构特点及应用支撑掩护式端头支架1底座2后连杆3前连杆4掩护梁5掩护梁侧护板6顶梁侧护板7主梁8侧推千斤顶9锚固千斤顶10前梁11调架千斤顶12前托座30第四章液压支架结构特点及应用三、水砂充填液压支架1.水砂充填液压支架的结构2.水砂充填液压支架的工作过程水砂充填液压支架的工作过程包括降架、移架、初推移输送水砂充填液压支架的工作过程包括降架、移架、初推移输送机，然后进行充填作业，即利用水力和悬挂在后梁下方的填充管机，然后进行充填作业，即利用水力和悬挂在后梁下方的填充管
16、路将不同的充填材料送入采空区。路将不同的充填材料送入采空区。31第四章液压支架结构特点及应用水砂充填支架1导向杆2伸缩梁3伸缩千斤顶4前梁5主梁6活动侧护板7后梁8尾梁9护帮板10护帮千斤顶11托板12前梁千斤顶13立柱14推移千斤顶15掩护梁16前连杆17后连杆18底座19推移框架32第四章液压支架结构特点及应用四、铺网液压支架1.支撑掩护式后铺网支架支撑掩护式后铺网支架1本架网架2搭接网架33第四章液压支架结构特点及应用2.支撑掩护式前铺网支架支撑掩护式前铺网支架1S 形接头2网架3前压网千斤顶4压网板及垫板5后压网千斤顶34第四章液压支架结构特点及应用3.掩护式后铺网支架掩护式后铺网支架
17、1主架2副架3调架座4联网平台5上网槽6下网槽第三节第三节36第四章液压支架结构特点及应用一、电液控制系统的组成及工作原理电液控制系统组成框图37第四章液压支架结构特点及应用1.电液控制系统的组成(1)(1)主控制台主控制台(2)(2)支架控制箱支架控制箱(3)(3)电液控制阀组电液控制阀组(4)(4)压力传感器压力传感器(5)(5)位移传感器位移传感器(6)(6)电源箱电源箱(7)(7)分线盒及电缆分线盒及电缆2.电液控制系统的工作原理38第四章液压支架结构特点及应用二、ZZ5200/11/18 型支撑掩护式液压支架1.结构特点(1)(1)采用了适合硬顶板条件的紧凑型四连杆机构，改善了支采用
18、了适合硬顶板条件的紧凑型四连杆机构，改善了支架的受力条件。架的受力条件。(2)(2)支架采用了顶梁与掩护梁铰接间隙补偿技术，端面距基支架采用了顶梁与掩护梁铰接间隙补偿技术，端面距基本保持不变。本保持不变。(3)(3)液压系统中采用了大流量的阀类、大孔径的高压胶管及液压系统中采用了大流量的阀类、大孔径的高压胶管及电液控制技术，极大地提高了移架速度。电液控制技术，极大地提高了移架速度。(4)(4)推移千斤顶缸底装有到位行程阀，用于发送行程到位信推移千斤顶缸底装有到位行程阀，用于发送行程到位信号。号。39第四章液压支架结构特点及应用2.主要技术特征支架形式支架形式支架高度支架高度初撑力初撑力工作阻力
19、工作阻力操纵方式操纵方式泵站压力泵站压力流量流量支撑掩护式支撑掩护式1 100 1 800 mm1 100 1 800 mm3 958 3 958 kNkN5 100 5 100 kNkN本架手动、双向顺序、成组、邻架本架手动、双向顺序、成组、邻架31.5 MPa31.5 MPa400 L/min400 L/min40第四章液压支架结构特点及应用3.结构 ZZ5200/11/18 型支撑掩护式液压支架的结构1顶梁2掩护梁3前连杆4后连杆5调架千斤顶6移架千斤顶7推移杆8底座9立柱10前梁千斤顶11前梁41第四章液压支架结构特点及应用(1)(1)承载结构件承载结构件1)1)前梁。前梁。2)2)顶
20、梁。顶梁。3)3)掩护梁。掩护梁。4)4)底座。底座。5)5)前、后连杆。前、后连杆。42第四章液压支架结构特点及应用(2)(2)推移杆推移杆(3)(3)执行元件执行元件1)1)立柱。立柱。立柱43第四章液压支架结构特点及应用2)2)前梁千斤顶。前梁千斤顶。3)3)推移千斤顶。推移千斤顶。推移千斤顶44第四章液压支架结构特点及应用4)4)调架千斤顶。调架千斤顶。调架千斤顶45第四章液压支架结构特点及应用(4)(4)控制元件控制元件1)1)主控制阀组。主控制阀组。主控制阀组46第四章液压支架结构特点及应用2)SZF-8/31.5 2)SZF-8/31.5 型手动换向阀组。结构分别如图所示。型手动
21、换向阀组。结构分别如图所示。手动换向阀(首片)47第四章液压支架结构特点及应用手动换向阀(中片)48第四章液压支架结构特点及应用工作过程：操作手柄，通过杠杆机构推动回液阀关闭，使进工作过程：操作手柄，通过杠杆机构推动回液阀关闭，使进液阀打开，此时工作腔液阀打开，此时工作腔 A A有高压液输出；操作力消除后，在弹簧有高压液输出；操作力消除后，在弹簧的作用下，进液阀关闭，回液阀开启，此时的作用下，进液阀关闭，回液阀开启，此时 A A 腔与腔与 P P腔隔离，腔隔离，与与 O O 腔相通，阀处于非工作状态。腔相通，阀处于非工作状态。根据液压支架工况的需要，该阀的操作手柄分为带自锁机构根据液压支架工况
22、的需要，该阀的操作手柄分为带自锁机构和不带自锁机构两种，其工作过程基本一致。和不带自锁机构两种，其工作过程基本一致。3)3)旁路阀。旁路阀。4)4)安全阀。安全阀。49第四章液压支架结构特点及应用5)JXF1-32/25 5)JXF1-32/25 型高压截止阀。型高压截止阀。JXF1-32/25 型高压截止阀50第四章液压支架结构特点及应用6)JXF2-38/25 6)JXF2-38/25 型回液截止阀。型回液截止阀。7)CDF 7)CDF 型差动推溜阀。型差动推溜阀。CDF 型差动推溜阀51第四章液压支架结构特点及应用4.控制系统ZZ5200/11/18 ZZ5200/11/18 型支撑掩护
23、式液压支架的液压系统如图所型支撑掩护式液压支架的液压系统如图所示。示。(1)(1)手动控制手动控制(2)(2)电液控制电液控制52第四章液压支架结构特点及应用 ZZ5200/11/18 型支撑掩护式液压支架的液压系统1进液截止阀2过滤器3回液截止阀4手动换向阀组5主控阀组6电液先导阀组7控制箱8定向交替阀9立柱控制阀10单向阀11前梁千斤顶阀组12推移阀组13位移传感器14调架千斤顶15前梁千斤顶16前立柱17后立柱18推移千斤顶19压力传感器53第四章液压支架结构特点及应用三、ZF8600/18/35D 型放顶煤液压支架1.结构特点ZF8600/18/35D ZF8600/18/35D 型放
24、顶煤支架顶梁为分体式结构，带有型放顶煤支架顶梁为分体式结构，带有前梁及伸缩梁，并带有可挑平的护帮板，可以有效地支护采面上前梁及伸缩梁，并带有可挑平的护帮板，可以有效地支护采面上方的顶板，防止工作面片帮、冒顶。方的顶板，防止工作面片帮、冒顶。液压支架顶梁采用钢板拼焊和变断面箱形结构，四条主筋形液压支架顶梁采用钢板拼焊和变断面箱形结构，四条主筋形成了整个顶梁的主体。成了整个顶梁的主体。顶梁一侧安装有活动侧护板。顶梁一侧安装有活动侧护板。控制顶梁控制顶梁活动侧护板的千斤顶和弹簧套筒均设在顶梁体内。活动侧护板的千斤顶和弹簧套筒均设在顶梁体内。54第四章液压支架结构特点及应用2.主要技术特征高度高度中心
25、距中心距宽度宽度初撑力初撑力工作阻力工作阻力支护强度支护强度1 800 3 500 mm1 800 3 500 mm 1 500 mm 1 500 mm1 430 1 600 mm1 430 1 600 mm 6 964 kN(6 964 kN(p p=31.5 MPa)=31.5 MPa)8 600 kN(8 600 kN(p p=38.9 MPa)=38.9 MPa)1.14 1.16 MPa 1.14 1.16 MPa 55第四章液压支架结构特点及应用底板前端比压底板前端比压适应煤层倾角适应煤层倾角泵站压力泵站压力操作方式操作方式截深截深前、后部输送机中心距前、后部输送机中心距支架质量支
26、架质量0.83 1.90 0.83 1.90 MpaMpa 15 1531.5 31.5 MpaMpa电液控制电液控制 600 mm 600 mm 5 750 mm 5 750 mm26 550 kg 26 550 kg 56第四章液压支架结构特点及应用3.结构ZF8600/18/35D 型放顶煤支架57第四章液压支架结构特点及应用4.SAC 电液控制系统的主要功能SAC SAC 电液控制系统的主要功能是控制支架的所有动作。电液控制系统的主要功能是控制支架的所有动作。5.SAC 电液控制系统基本工作原理6.支架控制器58第四章液压支架结构特点及应用7.电液阀组电液阀组与支架控制器的连接方式59
27、第四章液压支架结构特点及应用8.传感器传感器60第四章液压支架结构特点及应用 行程传感器及原理模拟图(1)(1)压力传感器压力传感器压力传感器的测量范围为压力传感器的测量范围为 0 60 MPa0 60 MPa，对应输出电压为，对应输出电压为 0.0.78 4.94 V78 4.94 V。(2)(2)行程传感器行程传感器61第四章液压支架结构特点及应用(3)(3)红外线发送器和红外线接收器红外线发送器和红外线接收器 红外线发送器和红外线接收器a)红外线发送器b)红外线接收器62第四章液压支架结构特点及应用(4)(4)单个支架控制器单元连接关系单个支架控制器单元连接关系(5)(5)架间干线连接器
28、架间干线连接器单个支架控制器单元连接关系63第四章液压支架结构特点及应用(6)(6)电源箱电源箱电源箱如图所示，输入电源箱如图所示，输入交流电压为交流电压为 100 V 250 100 V 250 V V，输出直流电流、电压分，输出直流电流、电压分别为别为2 A2 A2 2、12 V12 V2 2。电源箱a)电源箱接线图b)电源箱实物图64第四章液压支架结构特点及应用电源箱a)电源箱接线图b)电源箱实物图65第四章液压支架结构特点及应用(7)(7)监控主机监控主机监控主机的作用是：汇集并存储工作面支架控制器传来的数监控主机的作用是：汇集并存储工作面支架控制器传来的数据，可在屏幕上显示数据信息；可设置输入控制参数，发出命令据，可在屏幕上显示数据信息；可设置输入控制参数，发出命令控制工作面支架。控制工作面支架。在装备有采煤机位置检测系统的工作面，主在装备有采煤机位置检测系统的工作面，主控制器可与采煤机位置检测系统进行数据通信，监视采煤机位置，控制器可与采煤机位置检测系统进行数据通信，监视采煤机位置，实现以采煤机运行位置为依据的支架自动控制。实现以采煤机运行位置为依据的支架自动控制。
