两柱掩护式液压支架平衡千斤顶的选择原则及计算过程

液压支架是综采设备的重要组成部分，而液压支架平衡千斤顶是两柱掩护式支架的重要部件，对支架的工作性能影响很大。

平衡千斤顶为单活塞杆式双作用活塞液压缸，当下腔液压高于上腔时，平
衡千斤顶外伸，通过顶梁向上支撑顶板，使与顶板压力相平衡的支架支撑
力的作用点前移，支撑效率下降。

当上液压高于下腔时，平衡千斤顶回缩，向下拉顶梁，使支架支撑力的作用点后移，支撑效率提高。

液压支架平衡千斤顶作用：①通过改变平衡千斤顶的受力状态可以调节支
架顶梁对顶板的支撑合力及合力作用点的位置，提高支架对不稳定顶板的
适应性。

②当支架卸载和半卸载时，通过调质液压支架平衡千斤顶可调整
顶梁角度，尽量保持顶梁与底座平行，使支架处于合理的工作状态。

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原理名称 电化学 技术原理 优点 成 本 低, 结 构 简 单, 寿 命 长, 可 连 续工作 成本低 , 结 构相 对 电击穿 技术原理 简单 , 对 SF6 气 体 检 测 具 有高 灵 敏 度 , 有定量 分析 的 可能性 红外 光 谱 吸收 技 术 原理 灵 敏 度 高。 不 受 环 境 影 响, 寿 命 长、 适用于 在线 式 系统 缺点 检测精度低 , 受温 度影响大 寿命短、 温度 漂移 大、 湿度和粉 尘影 响大 , 卤素类 气体 对其有干扰 , 不适 用在线式系统 成本高 , 初期 投资 大, 结 构 复 杂, 加 工难度大 应用方向 用 于 CFC 气 体检测 实 验 室 仪 器 和 便 携 式 仪器
6
( i = 1 ~ 6)
每个板件 对截面形心的惯性距 : Jzi = ( i = 1 ~ 6)
顶梁截面 中心主惯性矩 : Jz =
式中 : f 顶梁 与顶板之间的摩擦系数 , 一般取 0~ 0 . 3; P 立柱总工作阻 力 ; PE Q 平衡千斤顶总作用力 ; 推力取 + !, 拉力取 - !; 支架合力 ;
图 2 顶梁断面图 先对每块 钢板编号 , 把位置状态相 同和截面积 相同的钢 图 1 两柱 掩护式支架受力图 取顶梁和掩护梁 为隔离体 , 各力对 O 点 ( 四连杆 运动瞬 心 ) 取力矩平衡方程为 : P r1 + ( b + a tan ) fQ - ( x + a) Q = 0 水平和垂直座标 轴力平衡方程为 : Q f + F 1 cosE 5 + F 2 cosE 4 - P sinE 1 = 0 F 1 sinE 5 + F 2 sinE 4 + P co s E1 - Q = 0 取顶梁为隔离体 , 各力对 O1 点取力矩平衡方程为 : P r2 + Qfb + P E r3 - Q x = 0 由式 ( 1) 、( 2) 、( 3) 、( 4) 可求出 : P ( r1 - r2 ) - P E r3 Pr2 + P E r3 Q = ; x= +f b a ( 1 - f tan ) Q F1 = Q ( 1 + f tanE 4 ) - P ( cosE 1 + tanE 4 s inE 1 ) sinE 5 - tanE 4 cosE 5 F2 = P sinE 1 - F 1 cosE 5 - Q f co s E4 ( 4) ( 2) ( 3) ( 1) 板编成 一个号 ( 如 6 块立 筋都编 为 3 号 ) , 计算截面 积 S i 和 截面形心距 y i。即 : S1 = L1 ; y1 = 2 ; S2 = L2 ; y2 = + 2 ;

液压千斤顶吨位计算摘要：1.液压千斤顶吨位计算的重要性2.液压千斤顶吨位计算公式及步骤3.吨位计算实例4.注意事项正文：液压千斤顶广泛应用于各种工程机械、汽车制造、桥梁建设等领域，其吨位计算对于保证施工安全和效率至关重要。

本文将详细介绍液压千斤顶吨位计算的方法及注意事项，以帮助大家更好地掌握这一技能。

一、液压千斤顶吨位计算的重要性液压千斤顶吨位计算是衡量其承载能力的关键指标，正确计算吨位有助于选型和使用液压千斤顶。

如果计算不当，可能导致设备选型过大或过小，从而影响工程进度和安全性。

二、液压千斤顶吨位计算公式及步骤1.了解液压千斤顶的工作原理：液压千斤顶的工作原理是利用液体在封闭管道中传递压力，从而实现增大力的目的。

2.确定液压千斤顶的工作压力：根据实际需求，选择合适的工作压力。

工作压力一般由液压油泵的输出压力决定。

3.计算液压千斤顶的吨位：吨位计算公式为：吨位= 工作压力× 活塞面积。

活塞面积一般可通过液压千斤顶的技术参数获得。

4.依据计算结果选择合适的液压千斤顶：根据计算出的吨位，选取具有相应承载能力的液压千斤顶。

三、吨位计算实例例如，某工程需要使用液压千斤顶，已知工作压力为10MPa，活塞面积为0.05平方米。

则吨位计算如下：吨位= 10MPa × 0.05平方米= 0.5吨根据计算结果，选择吨位为0.5吨的液压千斤顶即可满足工程需求。

四、注意事项1.计算时需确保液压千斤顶的工作压力和活塞面积数据准确无误。

2.在计算过程中，需考虑安全系数，确保液压千斤顶在使用过程中不会超过其承载能力。

3.液压千斤顶的使用环境温度、湿度等因素也可能影响吨位计算，需充分了解现场条件。

4.若液压千斤顶用于举升重物，还需考虑重物的重心、吊点等因素，确保计算准确。

总之，掌握液压千斤顶吨位计算方法，对于确保工程安全和效率具有重要意义。

液压支架立柱及千斤顶培训教材液压支架立柱和千斤顶是液压支架的动力部件，其性能和可靠性直接影响着液压支架的性能和可靠性，进而影响着综采工作面的安全和生产效率。

立柱一、立柱的用途立柱是液压支架的主要工作机构，用于使液压支架承受顶板载荷，调节支护高度。

立柱是支架的承压构件，它长期处于高压受力状态，除应具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，还必须有足够的抗压、抗弯强度，良好的密封性能。

二、立柱的分类、结构、工作原理在国产液压支架中，立柱根据结构的不同大致可分为：单伸缩立柱和双伸缩立柱两种。

在单伸缩立柱中又分为不带机械加长杆和带机械加长杆的二种。

当立柱伸缩比较大时，可选用带机械加长杆的单伸缩立柱，也可选用双伸缩立柱。

带机械加长杆的单伸缩立柱结构简单，成本低，但不如双伸缩立柱使用方便。

1、单伸缩立柱1.1、单伸缩立柱的结构单伸缩立柱主要由缸体、活柱、导向套、密封件组成。

下图所示为卡环式单伸缩立柱。

缸体1位于立柱的最外层，是液压缸的主体。

缸体一端为缸口，另一端为焊有凸球面的缸底。

缸体上焊有可与操纵阀相连的下腔接头（进液孔）和上腔接头（回液口）。

在组装支架时，缸底与支架的底座柱窝相连接。

活柱4由柱头、柱管、柱塞三体焊接而成，可在缸体中上下运动，成为液压缸中传递力的重要组件。

柱头上部为凸球面，在组装支架时，柱头与顶梁柱窝相连接。

柱体表面为先镀锡青铜（或乳白铬）再镀硬铬的双层复合镀层，以防止磨损和锈蚀。

柱塞上装有两件树脂夹织物导向环2，以减少柱塞与缸壁的磨损，提高滑动功能。

在两件导向环之间装有聚氨酯活塞密封3，组成缸体的下腔密封。

导向套5是活柱在往复运动时起导向作用的部件，导向套内表面上装有两件树脂夹织物导向环和聚氨酯杆密封，形成活柱运动时的导向和密封，外表面装有聚氨酯静密封，形成与缸体的密封。

卡环9、挡套12、挡圈11共同组成导向套与缸体的连接。

防尘圈13和O形密封圈组成导向套的内、外表面防尘作用。

1.2、单伸缩立柱的工作原理1、升柱当操纵阀手柄扳到升柱位置时，由操纵阀来的压力液从下腔接头进入立柱活塞腔，使活柱升起，直至顶梁与顶板接触。

2018 年第 5 期
内蒙古石油化工
57
支撑掩护式液压支架的顶梁的设计计算
范三程
( 中国煤炭科工集团太原研究院; 山西天地煤机装备有限公司，山西 太原 030006)
摘 要: 支撑掩护式液压支架根据不同的作业要求经常进行重新设计计算，顶梁是支撑掩护式液压 支架的关键部件，由钢板焊接而成，形状为箱型结构。设计应该以满足强度和刚度的要求做为主要目 标。
刚性主梁加铰接前梁的结构，刚性主梁 5 为等 断面箱体结构，后段用铰销与掩护梁连接，前段用铰 接前梁 3，主梁下有四个柱窝，还焊有一个前梁千斤 顶的乘座，主梁侧面有三个圆孔供安装侧护板伸缩 机构。铰接前梁 3 位变断面箱型结构，从后之前逐 渐变薄变窄。前梁后部下面含有前梁千斤顶支撑耳 板，中部下面焊有护帮千斤顶 2 的支撑座，前端下面 还焊有两个供与护帮板 1 铰接的支撑。
Mb左 = MA左 + px l3 = － 1038000 + 286986 = － 390786 kn* mm
M = MA + py × l2 /2 + px h1 + ya (
l2 2
+ l3 )
=
3622251kn* mm = 3622kn* m
MC左 = MC右 = 3622kn* m MD左 = py l1 = 108468kn* mm MD右 = MD左 + p1 x = 196401 kn* mm 由计算得知，按弯压联合作用计算，不如按最大
刚性主梁 + 铰接前梁 + 伸缩前梁，分段组合式 顶梁还有三段组合而成的形式，它有刚性主梁，铰借 主梁和较接前梁内可伸缩的前梁组成的，前探梁仅 用来做媒壁片帮帮后的前探支护。 2 顶梁的设计计算 2． 1 顶梁的选取

υ200液压支架千斤顶设计说明一、设计依据υ200液压支架平衡千斤顶，是与ZY6600掩护式放顶煤液压支架相配套的千斤顶，由缸体（缸筒、缸底）、活塞杆、活塞组件、缸口组件及各种密封件组成。

液压支架的千斤顶是完成支架及其各部位动作、承载的主要元件。

大多属于単伸缩双作用、活塞式液压缸。

按用途分，有推移千斤顶、前梁千斤顶、伸缩千斤顶、平衡千斤顶、侧推千斤顶、调架千斤顶、防倒千斤顶、防滑千斤顶、护帮千斤顶等。

根据ZY6600掩护式放顶煤液压支架的需要选用υ200平衡千斤顶。

二、确定基本工作参数1.工作负载的计算根据系统的工作压力，υ200千斤顶额定承载能力为：推力1005KN，拉力512KN。

2.缸筒内径根据系统的工作压力P=31.5MPa，F=π/4PD2即可求出缸筒内径为：D=（4F/Pπ）1/2=（4×1005×103/31.5×3.14）1/2=201.6（mm）按MT/T94-1996规定的液压缸内径尺寸系列圆整成标准值D=200mm。

3.活塞杆直径根据MT/T94-1996附录A立柱和千斤顶内径及活塞杆外径匹配关系：选用活塞杆直径为140mm 4.最小导向长度H≥S/20+D/2L—液压缸最大工作行程（mm）D—缸筒内径（mm）H≥510/20+200/2=125.5（mm）三、强度和稳定性计算1.缸筒壁厚和外径的计算根据3.2＜D/δ=200/22.5=8.9＜16，属于中等壁厚缸筒；缸筒材质选用调质27SiMn钢〔σ〕=σb/5=1200/5=240(MPa)〔σ〕—缸筒材质的许用应力σb —缸筒材质的抗拉强度根据δ=PD/2.3〔σ〕－P=31.5×0.2/2.3×240-31.5=12.1根据缸筒外径De=D+2δ=200+2×12.1=224.2圆整至无缝钢管的外径值，选用υ2452.缸底的厚度δ1≥DPβ/4〔σ〕=200×31.5×1.6/4×240=10.5其中：D=200mm P=31.5MPa β=1.6 〔σ〕=240MPa3.活塞杆强度计算活塞杆采用调质27SiMn活塞杆强度验算：σ=4F×10-6/πd2其中：F=1005KN d=140mmσ=4×1005×103×10-6／3.14×0.142=65.3MPa〔σ〕=σs／n=425MPa其中：σs=850 MPa n—安全系数取2 经校核：σ＜〔σ〕4.连接零件的强度计算1）缸筒和缸底焊缝强度计算σ=4F×10-6/π（D2－d12）η=4×1005×103×10-6／3.14×（0.2452－0.2042）×0.7=99.35 MPa其中：D=245mm d1=204mm η=0.7〔σ〕=σb/n=520/3.5=148 MPa 其中焊条采用J502焊条，σb=520 MPa n=3.5 经校核：σ＜〔σ〕2)卡环连接强度的计算卡环的剪切应力：τ=PD/4L其中：P—最大工作压力（Pa）D—缸筒直径（m）L—卡环厚度（m）τ=PD/4L=31.5×220/4×10=173.25（MPa）对于调质40Cr钢〔τ〕=240（MPa），经校验：τ＜〔τ〕卡环的挤压应力：σc=PD2/4h（D+ h）=31.5×2202／4×9×（220＋9）=184.9（MPa）对于调质40Cr钢，〔σc〕=220（MPa）经校验：σc＜〔σc〕缸筒危险截面拉应力：σ=PD12/（D1-h）2－D2其中：D1—缸筒外径 D—缸筒内径σ=31.5×2452/（245-9）2－2002=120.46（MPa）对于调质40Cr钢，〔σ〕=238（MPa）经校验：σ＜〔σ〕综上所述，υ200千斤顶选定的技术参数为：υ200千斤顶主要技术特征型号公称承载能力缸、活塞杆直径高度范围（mm）液压行程（mm）适用范围泵压（MPa）推力（KN）拉力（KN）缸径（mm）活塞杆直径（mm）Q-200/140×510 31.5 1005 512 200 140 1089.5-1599.5 510 用于特大支承能力的掩护式或支承掩护式支架追问请问有详细的说明书和图纸吗。

掩护式液压支架平衡千斤顶优化设计的研究
1掩护式液压支架平衡千斤顶优化设计
掩护式液压支架平衡千斤顶是一种用液压支架来实现平衡千斤顶的一种特殊结构。

它有可靠的结构，可以有效地改善工作效率，安全可靠。

传统的掩护式液压支架平衡千斤顶结构受到很多限制，例如负载的变化不够快速，液压系统故障率高，旋转敏感性差等，严重影响其应用效果。

为了解决这些问题，研究人员对掩护式液压支架平衡千斤顶进行了优化设计。

优化设计中，将使用高强度碳纤维部件和更加精确的压力传感器来改善其稳定性并且增强有效负荷的变化速率。

同时，研究人员还采用高精度测试仪、温度控制系统等相关设备，对整个控制系统的可靠性和安全性进行了优化。

经过优化设计之后，掩护式液压支架平衡千斤顶具有良好的操作稳定性、可靠的液压传动性能，可以有效的提高千斤顶的平衡性能，帮助改善工作效率。

从整体上来看，掩护式液压支架平衡千斤顶的优化设计为技术发展带来了巨大的帮助，积极影响了现有技术领域。

这项研究对于进一步提高千斤顶操作的安全和效率意义重大，具有广泛的应用价值。

总之，掩护式液压支架平衡千斤顶优化设计是一项有重要意义的研究，为改善现有技术水平做出了巨大贡献，具有重要的实际意义。

ZY4000/10/20型掩护式液压支架产品说明书北京开采研究所二。

O五年八月一.概述二.适用条件及工作面的主要配套设备三.支架特点主要技术特征四.主要结构件五.液压系统及主要液压元件六.支架的验收、运输和安装七.支架的操作和维护八.支架常见的故障、原因及排除一、概述ZY4000/10/20型两柱掩护式液压支架，根据平顶山十一矿煤层地质条件，以及其他要求设计而成。

适用条件及工作面主要配套设备1.适用条件采煤方法：后退式走向长壁工作面，全部冒落法管理顶板采高：1.3〜1.8米顶板：1、11级老顶和1、2类直接顶底板：ni、w类直接底2.工作面主要配套设备采煤机：MG2X100/456-WD采煤机输送机：SGZ764/2X250输送机支架技术特点及主要技术参数1.支架技术特点1.1支架采用两柱掩护式型式。

1.2支架顶梁为整顶梁结构型式。

1.3顶梁、掩护梁为单侧活动侧护板1.4支架前连杆为双单连杆，后连杆为整体连杆，。

1.5支架底座为底分式，封底结构。

1.6推杆采用短推杆。

2.主要技术参数ZY4000/10/20型掩护式支架技术参数六、主要结构件6.1顶梁顶梁是用于支护、控制、管理工作面上方的顶板，顶板的压力通过顶梁传递到两根立柱上。

为了更好地支护煤壁上方刚暴露出的顶板，顶梁前端上翘41mm，顶梁为单侧活动侧护板。

顶梁活动侧护板、掩护梁等也固定或铰接在顶梁上，因受力较大并且工作状况恶劣，要求顶梁有足够的强度和刚度。

前端带有伸缩梁，采煤机割过煤后能够及时支护顶板。

6.2顶梁活动侧护板通过侧推千斤顶的导杆、弹簧套筒，连接在顶梁上。

它不但可以防止顶梁之间矸石下落，更主要的是在工作面倾角较大时，起到支架防倒、防止咬架的作用，在移架时起到导向、调架作用。

本支架顶梁一侧为活动侧护板，另一侧为固定侧护板。

6.3掩护梁顶板来压后，经顶梁与掩护梁连接销轴，把来压传递到掩护梁上，再通过掩护梁传递到连杆以及底座上。

在传递过程中掩护梁承受扭矩、弯矩的作用。

掩护式液压支架平衡千斤顶优化设计的研究摘要：掩护式液压支架是煤矿工作面开采的一种重要设备，具有支护力大、稳定性好等优点。

然而，由于支架数量较多且分布不均匀，导致平衡千斤顶的应力分布不均匀，容易引起局部的变形和破坏。

为了解决这一问题，本文对掩护式液压支架平衡千斤顶进行了优化设计。

通过对千斤顶结构进行优化，提高其受力分布均匀性和稳定性，并采用有限元分析方法进行验证。

结果表明，通过合理设计千斤顶结构，可以显著降低其应力集中程度，提高平衡性和稳定性。

关键词：掩护式液压支架；平衡千斤顶；优化设计；有限元分析1.引言掩护式液压支架是一种重要的煤矿工作面支护设备，能够提供强大的支护力和稳定性，对煤矿的安全生产起到了至关重要的作用。

平衡千斤顶作为支架的主要组成部分，承受着巨大的压力和应力，其结构和性能对支架的运行和使用起着决定性的影响。

然而，由于掩护式液压支架的结构和布置存在一定的局限性，导致平衡千斤顶在使用过程中容易发生局部变形和破坏，严重影响支架的使用寿命和安全性。

因此，有必要对平衡千斤顶进行优化设计，改善其受力分布均匀性和稳定性。

2.优化设计方法2.1千斤顶结构优化根据平衡千斤顶的工作原理和力学特性，可以对其结构进行优化设计。

优化设计的目标是提高千斤顶的受力分布均匀性和稳定性。

首先，通过改变千斤顶的几何形状和数量，调整千斤顶的分布布局。

合理安排千斤顶的位置和数量，可以减少局部应力集中，提高千斤顶整体的受力均匀性。

其次，通过优化千斤顶的材料和加工工艺，提高其抗压强度和稳定性。

选择高强度、耐磨损的材料，并采用先进的加工工艺，可以有效提高千斤顶的使用寿命和稳定性。

2.2有限元分析验证为了验证优化设计的效果，采用有限元分析方法对优化后的千斤顶结构进行了力学分析。

首先，建立千斤顶的有限元模型，并设置加载边界条件，模拟千斤顶在实际工作中的应力和变形情况。

然后，通过有限元分析软件对模型进行计算，并得到千斤顶的应力分布和变形情况。

液压支架千斤顶使用说明书您好：感谢您选购本厂的液压支架千斤顶，希望它能为您的生产作出良好的服务。

本厂的产品在出厂前已经通过了严格的检查和试验。

但为了确保产品安全、可靠、耐久地使用，请您在使用前详细阅读本使用说明书，以便正确的使用和保养。

您如对本使用说明书的内容有不了解之处，或需要采购零配件，请与本厂联系，我们一定竭诚为您服务，您的期望就是我们的追求。

本厂对产品不断研究、改进保有设计变更权，本厂对使用说明书的修改，恕不另行通知。

本厂特别声明：违反使用说明书规定所造成的后果，不在本厂服务承诺的范围内。

液压支架千斤顶使用说明书目录1.概述 (3)2.结构特征与工作原理 (4)3.技术特征 (5)4.组装和试验 (6)5.使用、操作 (7)6.故障分析与判断 (7)7.保养维修 (7)8.运输储存 (9)1.概述1.1产品特点与用途1.1.1产品特点液压支架用千斤顶，是按MT97-92《液压支架千斤顶技术条件》标准设计制造的产品。

我厂在产品制造中采用了优质的材料和先进的工艺设备，所有零件经过严格检验，质量可靠、性能优良。

我厂对产品实行“三包”并负责提供配件及各项技术服务工作。

本产品能否在使用中充分发挥技术特性，延长使用寿命，达到良好的经济效果，除了制造质量这一重要因素外，能否正确的管理使用和维护保养，也至关重要。

为了帮助用户尽快熟悉产品，掌握正确的使用和维护方法，根据该产品的技术要求，编制本使用说明书。

诚望广大用户通过本产品的使用，随时向我厂提供进一步改进和完善产品的宝贵意见。

1.1.2用途液压支架千斤顶是与液压支架、悬移顶梁液压支架配套使用的千斤顶类产品。

1.1.3适用范围液压支架千斤顶适用于下列条件1）本千斤顶系列产品额定工作泵压力为31.5MPa2）严格根据支架型号、规格，选择配套的千斤顶用于液压支架、悬移顶梁液压支架。

3）根据采煤工作面与支架特性及其它特殊要求，对千斤顶进行调整设计。

1.2产品执行标准：MT97-92《液压支架千斤顶技术条件》1.3产品型号含义：2.结构及工作原理液压支架用千斤顶是外部供液的液压千斤顶。

斤顶拉力迅速增大，超越平衡千斤顶的极限位置，造成 平衡千斤顶或耳座拉坏。反之，将造成该装置的压溃。 通常，支架采用机械限位块来保护平衡千斤顶装置（图 4）。图4 限位装置示意图3.4 平衡千
斤顶的操纵操纵平衡千斤顶时，应使顶梁与被管理的顶 板保持平行，并且充分接触，达到最佳的支护状态。针 对不同顶板，操纵平衡千斤顶有不同的要求。对于稳定 顶板，不应过多的操纵平衡千斤顶。只需保证
式液压支架以它适应性强、结构简单、操纵灵活等特点 得到广泛的应用。平衡千斤顶是掩护式液压支架的关键 部件之一，它的作用是调整顶梁与掩护梁的角度，使顶 梁更好的切顶，支架更好的管理顶板。同时，
平衡千斤顶也是液压支架上较易损坏的部件之一，它的 损坏直接影响支架的正常工作乃至综采工作的顺利进行。 [1]2平衡千斤顶失效的具体表现[2]平衡千斤顶通过与耳座 铰接，一端连接在顶梁上，一端
论文导读：目前掩护式液压支架以它适应性强、结构简 单、操纵灵活等特点得到广泛的应用。平衡千斤顶是掩 护式液压支架的关键部件之一，它的作用是调整顶梁与 掩护梁的角度，使顶梁更好的切顶，支架更好
的管理顶板。关键词：掩护式液压支架，平衡千斤顶， 失效分析1 前言液压支架是综采工作面的主要配套支护设 备, 随着高产高效工作面的不断涌现,对液压支架的适应性 和可靠性要求越来越高。目前掩护
顶梁与顶板严密接触即可。发表论文。老顶来压较大时， 收缩千斤顶，以增大切顶力。当顶板较破碎时，应控制 平衡千斤顶活塞伸出量。在移架降柱前，不使平衡千斤 顶收缩，目的是防止前梁处顶板过早破碎。
移架后，应使平衡千斤顶少量伸出，前梁首先接触顶板， 之后升柱，改善整个的支护效果。在整个操纵过程中， 都不应把平衡千斤顶伸出过长或缩的过短，不应使平衡 千斤顶工作在极限行程状态下。发表论文。

前言综合机械化采煤是煤矿技术进步的标志，是煤矿增加产量、提高劳动效率、增加经济效益的重要手段。

实践证明大力发展综合机械化采煤，研制和使用液压支架是十分关键的。

我们60年代起支撑式液压支架，至今已能成批制造两柱掩护式和四柱支撑掩护式支架，这些系列化一般用于缓倾斜中厚煤层及厚煤层分层开采。

至今，我国煤矿中使有的支架类型很多，按照支架采煤工作面安装位置来划分有端头支架和中间液压支架。

端头液压支架简称端头支架，专门安装在每个采煤工作面的两端。

中间液压支架是安装在除工作面端头以外的采煤工作面上所的位置的支架。

目前使用的液压支架分为三类。

即：支撑式液压支架、掩护式液压支架、支撑掩护式液压支架。

从架型的结构特点来看，由于架型的不同，它的支撑力分布和作用也不同；从顶板条件来看，由于直接类别和老顶级别的不同，支架所承受的载荷也不同，所以为了在使用中合理地选择架型，要对支架的支撑力承载力的关系进行分析，使支架的支撑力能适应顶板载荷的要求。

本设计论文则设计层煤厚度在1.9米到2.6米，老顶级别为二级，直接顶类别为一类的掩护式液压支架的设计。

其架型特点支柱一排，每排2根。

多呈倾斜布置，靠采空区一侧，装有掩护梁和四连杆机构。

安的支撑力大，切顶性能好，防护性能好，结构稳定，这类支架适用于直接顶为不稳定。

老顶有明显或强烈周期来压。

瓦斯含量较大的中厚煤层中。

1 液压支架的概述1.1 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，保证工作人员安全和各项作业正常进行，必须对顶板进行支护。

而液压支架是以高压液体作为动力，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、移动和推移输送机等一套工序。

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。

浅谈液压支架平衡千斤顶使用说明平衡千斤顶的用途及功能：平衡千斤顶是液压支架支架使用中最重要的两种千斤顶之一。

连接顶梁和掩护梁，主要保证两柱掩护式支架的稳定性，使支架保持良好的工作姿态。

通过它可以调节顶梁呈水平状态或所需要的角度，使相邻支架保持良好的密封状态，一般配有平衡双向锁及安全阀，使平衡千斤顶呈拉力或推力，适应顶板载荷的变化。

平衡千斤顶与一般千斤顶相比没有实质性的变化，基本都是上、下腔供液使活塞杆伸、缩完成支架的功能动作。

但由于工况的特殊性，相对需要较好的设计结构和较高的加工精度。

两种千斤顶的结构型式无任何区别，但受力方式不同。

平衡千斤顶的使用位置：平衡千斤顶使用在液压支架的掩梁与顶梁之间，如下图：平衡千斤顶的组成部分及结构：千斤顶主要由活塞杆组件、缸体部件、导向套组件、密封件等组成。

活塞杆组件包括活塞杆，活塞，密封件、导向环，活塞导向环，和固定连接件，活塞杆表面镀铬，以增加抗腐蚀，抗磨擦，抗砸碰的能力，缸体部件由缸底和缸筒焊接而成。

导向套组件：导向套与缸口连接方式有内螺纹，卡环和压盖等连接。

液压支架千斤顶密封件有山形圈，鼓型圈，蕾型圈，JF防尘圈，O型密封圈等组成。

平衡千斤顶的工作原理：千斤顶在使用时操作千斤顶操纵阀，使高压液体通过操纵阀组、胶管和接头座导入到千斤顶的下腔（也就是活塞腔），使活塞杆伸出。

千斤顶回缩时，操作千斤顶操纵阀，使高压液体通过操纵阀组、胶管和接头座导入到千斤顶的上腔（也就是活塞杆腔），使活塞杆在工作液体的作用下回缩。

平衡千斤顶不当使用或者操作会造成哪些影响：1、千斤顶的规格必须与支架要求相符合，性能参数必须达到出厂试验要求方可配架使用，到矿备用的液压支架千斤顶，必须经过检查复试合格，才能配架使用，2、使用前认真检查各零部件有无磕碰等影响使用的缺陷，在安装，使用，维修中绝对禁止用锤等金属物体猛敲砸千斤顶任何一个部位，尤其要防止敲砸活塞杆的镀层3、千斤顶不允许在井下调整和解体修理，若有故障时只能用合格同类组件更换4、应根据不同水质选用适当牌号乳化油，按5:95的油水比配制乳化液，在使用过程中应经常检查其性能。

不全 面
问题
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由 于 对 平衡 千 斤 顶 的 作 用 了 解
良好
3
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0 / 3 5 二 柱 掩 护式支 架在 采高偏 低 的
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如 山 东 枣 庄 矿务 局 柴 里 矿 使用 的西 德
,
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平衡 千 斤 顶 是本 型 支 架 的 一 个 重 要 部 其 推 力和 拉 力 的大小及 布 局 的 位 置对 支
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衡 千 斤 顶 前 耳座 被 拉 坏 架 出 现 这个 问 题
务 局一 矿 国 产
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仅仅 两 天 内就 有 2 7

消 费 电子
技 术 交 流 Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ ２ ０ １ ３ 年 ８月 下
煤矿用液压支架液压系统浅析
李佐 ，戴立民 ，王振 （ 山东矿机 集团股份有限公司 ，山 东潍坊 ２ ６ ２ ４ ０ ０ ） 摘 要 ：本文 结合 煤矿 用液压 支架各 种机构 的功 能，介 绍其液压 系统原 理 ，并总结 了在液压 支架设 计过程 中及 井下工作面 实际使 用过程 中应注意的问题。 关键 词 ：煤 矿 用 液 压 支架 ；液 压 系统 ；液 压 支 架设 计
中图分类号 ：Ｔ Ｄ ３ ５ ５
文献标识７ ７ １ ２ （ ２ ０ １ ３ ） １ ６ － ０ １ ５ ８ － ０ １
力Ｐ ０ 。 也可将液控单向阀与初撑力保持阀配合使用实现该 目的。 （ ２ ） 护帮板及护帮板千斤顶 。 护帮板实现对煤壁的支撑， 防止煤 壁片帮。 设计要求在支撑煤壁 后， 应保 持一定的工作阻力， 而且 工作阻力大于护帮板千斤顶额定工作阻力时应进行泄压保护， 因 此要求锁住护帮板千斤顶底腔回液通路 并加装安全 阀； 同时在 实际使用过程 中， 曾有因护帮板误动作伸出而伤人的事件发生， 因此设计往往要求锁住护帮板千斤顶环形腔 回液通 路。 因此护 帮千斤项需使用双 向锁并在底腔侧配备安全 阀。（ ３ ） 伸缩梁及 伸缩梁千斤项。 一般 设计要求 ， 伸缩梁不能因为误动作而伸出伤 人， 因此需在环形腔一侧加装单向锁。 在伸缩梁结构上设计同动 式护帮板时， 煤壁对互帮板的力会传递到伸缩梁千斤顶， 因此要 求伸缩 梁底腔保持 一定 的工作 阻力， 而且 当工作阻力大于其额 定工作 阻力 时应进行泄压保护， 故在伸缩梁千斤项底腔一侧应 使用单 向锁及安全阀。 设计中可综合护帮板应实现的功能， 选择 单向锁或双 向锁， 必要时配置安全 阀。（ ４ ） 前梁及前梁立柱。 前 梁立柱与顶梁立柱所要实现的功 能相似， 前梁立柱底腔需保持 定的工作阻力以对煤层项板进 行支撑， 但前梁 立柱一般不使 用液控单向阀， 而使用普通单向锁替代， 同时应配备安全阀。（ ５ ） 平衡千斤顶。 两柱掩护式液压支架的平衡千斤顶是调整和保持 支架顶梁状态的重要元件。 实际采煤 工艺要求， 顶梁必须较稳定 的保 持一定状态， 既不能轻易 “ 抬头” 也不能轻易 “ 低头” ， 因此 设计要求平衡 千斤顶 的底腔和环 形腔 需同时保 持一定的工作阻 力， 且该工作 阻力大于平衡千斤顶额 定工作 阻力 时需进行泄压 保护。 故平衡千斤顶需使用双向锁， 并且底腔侧和环形腔侧应分 别加装安全阀。（ ６ ） 推移系统。 推移系统是保证工作面顺利推进 的重要机构常用的推移千斤顶配置形式有正装和倒装两种形式。 这两种形式都要求在采煤过程中对刮板输送机保持一定的推力， 不能使刮板输送机因采煤机采煤 时的阻力而后退， 以保证 采煤 机截割步距。 所以当推移千斤顶为倒装布置时， 应使用单 向锁锁 住环形腔回液通路并加装安全阀． 当推移千斤顶为正装布置时， 应使用单向锁锁住底腔 回液通路并加装安全 阀。 在实际使用中， 正装的推移千斤顶推溜力较大， 往往远高于推溜所需的力， 由此 带来的负面影响是损坏推移系统的连接销轴 。 因此选用正装推 移千斤顶时， 一般采用浮动 式或差压式。 浮动推移千斤顶原理不 再赘述 。 差压 式推移千斤顶是通过差 压组合 阀， 在对底腔进行 供液时同时对环形腔供液， 推溜力 ＝底腔压力 一 环形腔压力， 以 此来减 小推溜力。（ ７ ） 其它结构。 液压支架的其他 结构如抬底机 构底 调梁机构、 活动侧护板 倾角液压支架的防倒防滑机构等， 都可根据其所需要实现 的功能进行液压系统 的设计。 三 、结 束语 作 为液压支架设计 人员，在设计过程 中，应充分考虑采 煤工 艺对液压支架功 能的要求 ，合理配 置液压系统 。矿方在 实 际使 用过程 中，应 充分保证液压系 统的完整，损坏 的原件 需及 时进 行更换 ，不 能将 液压元件进行 断路。随意改变液压 系统往往是事故 的根源 。 参考文献： ｆ １ １王国法等 １ ． 液压支架技术 ． 北京 ： 煤炭工业 出版社 ， １ ９ ９ ９ ． ［ ２ ］ 王 国法等 ． 液压支架控制技术 Ｉ Ｍ］ ． 北京 ： 煤炭工业 出版

液压支架底调千斤顶抗弯强度计算及分析[摘要] 对液压支架底调千斤顶进行抗弯受力分析，给出活塞杆外伸式和缸体外伸式两种型式底调千斤顶的抗弯强度计算模型，建立底调千斤顶的三维模型，并采用ANSYS Workbench对其进行有限元分析。

结果表明：相同材料、缸径、杆径和摩擦力条件下，缸体外伸式底调千斤顶抗弯强度较大；两种底调千斤顶弯曲应力最大地方出现在外伸部件与活塞或导向套接触处。

[关键词] ANSYS 底调千斤顶抗弯强度前言底调千斤顶是液压支架的一个重要部件。

煤矿生产中，特别是在底板条件较差，煤层倾斜的工作面，支架移架后会产生歪斜的情况，不利于支架管理及推溜作业。

底调千斤顶用于在支架移架过程中调整相邻支架，以保证支架整体同步及稳定，有效管理支架和支护顶板，便于顺利推溜，保证安全、高效生产。

底调千斤顶的抗弯强度是其设计时要考虑的关键参数，本文以理论计算和有限元分析相结合对底调千斤顶进行抗弯强度计算和分析，为其设计提供参考。

1.底调千斤顶受力分析如图1所示为两液压支架底座间底调千斤顶的示意图。

1-支架a，2-底调千斤顶，3-支架b图1两底座间底调千斤顶示意图液压支架在工作面经常是在移架过程中利用底调千斤顶调架，因此底调千斤顶除受液压油产生的推力外，在千斤顶端头作用一个摩擦力。

由于千斤顶和底座侧板是点接触，其压强很大，故它们之间的摩擦因数f取值为0.4，摩擦力按下式计算，即T=fp=0.4P(1)式中：T——摩擦力(N)；f——摩擦因数；P——千斤顶推力(N)。

底调千斤顶所受到的最大弯矩为：M=Tl=0.4Pl(2)式中：M——千斤顶最大弯矩(N.mm)；l——千斤顶伸出长度(mm)。

2.底调千斤顶抗弯强度计算在实际应用中，底调千斤顶分为：缸体固定活塞杆外伸和活塞杆固定缸体外伸两种型式。

当千斤顶伸出是活塞杆时，活塞杆抗弯截面模量为：W=0.0982d3式中：W——抗弯模量(mm3)；d——活塞杆直径(mm)。