液压支架基本知识
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液压支架主要技术参数1.承载能力:液压支架的主要功能是支持和承载重物。
其承载能力是指所能承受的最大重量。
该参数通常以吨为单位进行标识,例如5吨液压支架表示该支架能够承受最大5吨的重量。
2.提升高度:液压支架的提升高度是指支架顶部升起的最大高度。
该参数通常以米为单位进行标识,例如2米液压支架表示该支架可以升起最高2米。
3.最小高度:液压支架的最小高度是指支架底部到顶部的最小距离。
该参数通常以米为单位进行标识,例如0.5米液压支架表示该支架的最小高度为0.5米。
4.支撑面积:液压支架的支撑面积是指支架底部的接触面积,也即是支撑地面的面积。
该参数通常以平方米为单位进行标识,例如2平方米液压支架表示支架底部接触地面的面积为2平方米。
5.升降速度:液压支架的升降速度是指支架完成升降操作所用的时间。
该参数通常以米/秒为单位进行标识,例如0.2米/秒液压支架表示支架每秒可以升降0.2米。
6.操作方式:液压支架的操作方式通常有手动和自动两种。
手动操作方式需要人工控制升降操作,而自动操作方式则能够通过电气或电子控制完成升降操作。
操作方式的选择通常取决于具体的需求和应用场景。
7.防护措施:液压支架在使用过程中需要考虑安全因素。
常见的防护措施包括防滑设施、防倾斜装置、防爆装置等。
这些装置可以保障操作人员和设备的安全。
8.重量:液压支架的重量是指支架本身的重量,通常以千克为单位进行标识。
支架的重量会影响其搬运和运输过程。
9.尺寸:液压支架的尺寸是指支架的长、宽、高的具体数值。
尺寸的选择需要根据使用环境和具体需求进行考虑。
10.耐用性:液压支架的耐用性是指其在使用过程中的寿命和耐用程度。
耐用性的好坏取决于产品的质量和材料的选择。
总结:液压支架的主要技术参数包括承载能力、提升高度、最小高度、支撑面积、升降速度、操作方式、防护措施、重量、尺寸和耐用性。
这些参数对于选择合适的液压支架非常重要,可以根据具体的需求和应用场景进行选择。
目录第一章液压支架概论第二章支撑掩护式液压支架第一节ZY-35型支撑掩护式支架第二节 ZZ6000/21/42型液压支架第三节放顶煤液压支架第三章液压支架操纵与维护第一节液压支架的操作第二节液压支架维修与管理第四章 XRB2型乳化液压泵站的构造和原理第五章 BRW400/31.5(RB400/31.5Ⅱ)型柱塞泵结构原理第六章乳化液压泵站的使用与维护第一章液压支架概论第一节液压支架的应用及意义随着工业技术的不断发展,国民经济对煤炭需要量的日益增加,煤矿开采,特别是采煤工作面的生产技术面貌发生了巨大的变化。
自1954年英国装备了世界上第一个液压支架工作面开始,采煤技术实现了综合机械化。
综合机械化采煤,就是工作面采煤、运输和支护三大主要生产环节都实现了机械化。
也就是说,采用滚筒式或刨削式等采煤机械落煤与装煤;工作面重型可弯曲运输机,以及与之适应的顺槽转载机和可伸缩带式输送机等运煤:自移式液压支架管理顶板。
这几种设备相互配合,组成了综合机械化采煤设备。
液压支架是以高压液体为动力,由若干液压元件(油缸和阀件)与一些金属结构件组合而成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备,能实现支撑、降落移架和推移运输机等一整套工序。
液压支架技术上先进,经济上合理,安全可靠,当前世界各国都在不断地提高采煤工作面的综合机械化水平。
我国于1964年开始研制液压支架,已先后试制了MZ—1928型、TZ型、BZZC型、WKM —400型、YZ型、ZYZ型、ZY型等多种型式的液压支架,并在各大矿务局进行了试验和使用,取得了较好的效果。
1974年以来,从西德、英国、苏联和波兰等国引进了许多不同类型的液压支架。
实践证明,液压支架具有强度高、支护性能好、移设速度快、安全可靠等优点,能使采煤工作面达到高产量、高回采率和高工效,能大大减少劳动强度,降低成本和掘进率,实现安全生产。
第二节国外主要产煤国家综采技术的发展趋势综合机械化采煤是煤矿开采技术现代化的重要标志。
采煤综合机械化,是加速我国煤炭工业发展,大幅度提高劳动生产率,实现煤炭工业现代化的一项战略措施。
综合机械化不仅产量大,效率高,成本低,而且能减轻笨重的体力劳动,改善作业环境,是煤炭工业技术的发展方向。
液压支架是综合机械化采煤方法中最重要的设备之一。
液压支架主要由以下几个基本部分组成:顶梁,掩护梁和四连杆机构,侧护板,底座,立柱,千斤顶。
设计要遵从支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等原则。
在支撑掩护式的设计过程中,前梁、主顶梁、掩护梁和立柱等结构件的设计是重点。
本论文介绍了液压支架的结构,类型,工作原理,特点,目的及要求,对掩护式液压支架作了详尽的分析和介绍,讲述了这种支架的方案和用途。
目录中文摘要.............................................. 错误!未定义书签。
Abstract .............................................. 错误!未定义书签。
第一章引言.......................................... 错误!未定义书签。
1.1前言 .......................................... 错误!未定义书签。
1.2绪论 .......................................... 错误!未定义书签。
1.2.1我国液压支架的发展 (2)1.2.2 液压支架的发展动向 (2)1.液压支架的组成与分类………………………………………………………第二章支架设计....................................... 错误!未定义书签。
2.1 工况分析...................................... 错误!未定义书签。
2.2 液压支架工作原理 (4)2.2.1 支架升降 (4)2.2.2 支架移动和推移输送机 (6)2..支架结构的选择 (6)2.3.1 顶梁的选取 (7)2.3.2 侧护板的选取 (7)2.3.3 底座的选取…………………………………………………………… ..72.3.4 推移装置的选取 (7)2.3.5 护邦装置的选取 (8)2.3.6 防倒滑装置的选取 (8)2.3.7 液压支架的主要液压元件和泵站 (8)2.3.7.1 立柱 (8)2.3.7.2 液控单向阀 (9)2.3.7.3 安全阀 (9)2.3.7.4 操纵阀 (10)2.3.7.5 泵站 (10)2.4 支架主要尺寸的确定 (11)2.4.1 已知参数 (11)2.4.2 支架高度的确定 (11)2.4.3 中心距和宽度的确定 (12)2.4.4 梁端距和顶梁长度的确定 (12)2.4.5 支架四连杆机构尺寸设计及计算 (12)2.4.6 底座长度的确定 (16)2.4.7 顶梁长度的确定 (16)2.4.8 立柱的技术参数确定 (18)2.4.8.1 立柱数的确定 (19)2.4.8.2 支撑方式 (19)2.4.8.3 立柱缸体内径 (19)2.4.8.4 立柱间距 (20)2.5 液压支架的受理分析和计算 (21)2.5.1 顶梁的受力分析 (21)2.5.2 掩护梁的受力分析…………………………………………………………222.5.3 底座受理分析 (25)2.6 液压支架主要部件的强度校核 (26)2.6.1 顶梁强度校核 (26)2.6.2 掩护梁强度校核 (32)2.6.3 底座强度校核 (35)2.6.4 立柱强度校核 (38)2.7 液压系统设计 (42)第三章结束语 (44)第四章参考资料 (46)20世纪50年代前,在国内外煤矿生产中,基本上采用木支柱、木顶梁或金属摩擦支柱铰接顶梁来支护顶板。
运煤,支护和采空区处理等主要工序的综合机械化采煤工艺,从而使采煤技术进入一个新的阶段。
液压支架是综采设备的重要组成部分。
它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板,隔离采空区,防止矸石进入回采工作面和推进输送机。
它与采煤机配套使用,实现采煤综合机械化,解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾,进一步改善和提高采煤和运输设备的效能,减轻煤矿工人的劳动强度,最大限度保障煤矿工人的生命安全。
近年来,我国液压支架的研制工作发展很快,从基本上依靠进口,发展到自行设计、自行制造,而品种繁多、功能齐全、质量可靠。
3.1液压支架简介液压支架是一种采煤工作面支护设备,其作用是支撑和维护采煤工作面控顶区顶板,为采煤创造安全作业空间的设备。
工作面按开采方式不同支护设备分单体支架、液压支架和特种支架。
单体支架是由单体支柱与顶梁组成的支护设备。
单体支柱为支撑于顶板或顶梁和底板之间的单根杆状构件。
液压支架以液压为动力实现升降、前移等运动,既能支撑又能维护顶板的支护设备,为采煤工作面综合机械化的主要设备。
特种支架按结构、功能等因素分为工作面锚杆支架、刚性或柔性掩护支架和气囊支架。
我公司的主导产品是液压支架,是应用于综合机械化采煤工作面的基本设备。
液压支架性能特点:纵横向稳定性好防护性能强移架速度快对顶板适应性强。
主要用途和适用范围:它是一种利用液体压力产生支撑力并实现自动移设来进行顶板支护和管理的一种液压动力装置,是综合机械化采煤不可缺少的配套设备。
主要用于水平面和小于等于10度的缓倾斜厚煤层沿底板一次放顶煤采全高开采的长壁综采工作面,也适用于急倾斜特厚煤层水平分层放顶煤综采工作面。
液压支架工作原理:利用乳化液泵站提供的高压乳化液,通过液压控制系统不同功能的液压缸来实现动作。
每架支架的进、回液管路都与连接泵站的工作面主供液管路和主回液管路并联,全工作面的支架共用泵站作为液压动力源。
每架支架形成各自独立的液压系统。
液压支架的基本动作循环:降柱——移架——升柱——推溜前梁的升降是由操纵前梁千斤顶实现的伸缩梁的伸出、收回是由操纵伸缩梁千斤顶实现的护帮板的伸出、收回是由操纵护帮千斤顶实现的尾梁的升降是由操纵尾梁千斤顶实现的插板的伸出、收回是由操纵插板千斤顶实现的抬底动作是由操纵抬底千斤顶实现的侧护板的伸出、收回是由操纵侧推千斤顶实现的后部运输机的前移是由操纵后溜千斤顶实现的液压支架分类按适用工作面截高范围液压支架分薄煤层支架、中厚煤层支架和大采高支架。
液压支架的结构原理及常见故障第七章乳化泵站及液压支架【知识要点】1.乳化液泵站的组成和特点。
2.乳化液泵的结构和工作原理。
3.乳化液箱的结构及其附属装置的作用。
4.乳化液泵站的液压系统。
【技能要点】1.乳化液泵站的启动与停止。
2.乳化液泵站主要液压元件的拆卸。
3.乳化液泵站的日常维护。
4.乳化液泵站常见故障及其处理方法。
第一节概述【课程内容】图7 -1所示为乳化液泵站的外形图。
乳化液泵站是用来向综采工作面液压支架及其他用乳化液的液压装置输送乳化液的设备。
乳化液泵站是液压支架的动力源,它好比人的心脏,如果使用维护不好就会出现流量、压力不足等故障,从而影响到工作面液压支架和外注式单体液压支柱的支撑性能、工作面的顶板管理以及正常生产。
图7 -1一、乳化液泵站的组成及功用乳化液泵站由2套乳化液泵组、1套乳化液箱及附属装置等组成,如图7 -2所示。
1一乳化液箱;2,8-回液软管;3,6-高压软管;4,5一吸液软管;7一连接杆;9一乳化液泵组;10—压力控制装置图7-2 XRB乳化液泵站乳化液泵组9由2台乳化液泵、防爆电动机、联轴器和底架等组成,通过连接杆7与乳化液箱1连接为一个整体,由吸液软管4,5分别从乳化液箱吸液,经泵加压后由高压软管3,6供给压力控制装置10,然后经压力控制装置以一定的压力供给液压支架。
2台乳化液泵通常是l台工作,l台备用,交替使用。
但当工作面液压支架动作较多,需要增大供液量时,也可同时开动2台乳化液泵。
乳化液箱l是储存、回收和过滤乳化液的装置。
若在井下配制乳化液,还应在乳化液箱上附带自动配液器。
压力控制装置10由手动卸载阀、自动卸载阀、压力表开关以及压力表等组成,安装在乳化液箱的端面,用来控制供给液压支架乳化液的压力,并可实现对液压系统的保护。
乳化液泵站用主进液管和主回液管沟通与液压支架的供液线路,形成循环的泵一缸液压系统,如图7-3所示。
2台乳化液泵分别经吸液断路器从乳化液箱1工作腔吸液,加压后送到压力控制装置。
矿用液压支架调研报告
一、液压支架主要名词术语
1.液压支架:以压力液体为介质,由动力液压缸、顶梁、底座、
推移千斤顶、各种控制阀即管路等主要部件组成,实现自动
支设与移动的工作面支护设备。
常见液压支架结构见图5-6
2.支撑式支架:立柱通过顶梁直接支撑顶板,对冒落矸石没有
完善掩护构件的液压支架,包括垛式与节式支架。
3.掩护式支架:只有一排立柱,直接或间接地通过顶梁向顶板
传递支撑力,用掩护梁、连杆等起稳定作用,并有完善的掩
护挡矸装置的液压支架。
4.放顶煤液压支架:用于放顶煤采煤法的液压支架,其型式一
般采用支撑掩护式或掩护式。
按照放落顶煤的输送方式,可
分为单输送机放顶煤液压支架和双输送机放顶煤液压支架。
5.支架调高范围:支架最大和最小高度的变化范围,也称伸缩
值。
6.初撑力:支架(立柱)支设时的主动撑力,当立柱内液体达
到管路额定工作压力时的初撑力称为支架的额定初撑力。
7.额定工作阻力:支架(立柱)设计时所规定的支撑阻力。
支
架额定工作阻力一般是指所有立柱工作阻力之和。
8.活动侧护板:在顶梁、掩护梁、或后连杆等部件侧面可以伸
缩的部件,其主要作用是架间密封,防止漏矸,以及防倒调
架等。
液压支架在我国已经存在了30多年,已经发展到以某一工作面的生产和其相应的地质条件参数为依据的个性化生产和设计。
其控制系统也从手动操作发展到电液控制。
二、液压支架的分类
液压支架的分类方式很多,主要可以按照支架与围岩的相互作用关系,立柱的布置方式、支架的使用条件和结构特点来分。
这些分类方式主要是为了说明液压支架在具体应用时需考虑的各种因素,每种因素都对应相应特殊的支架结构。
1.按支架与围岩相互作用关系和立柱布置特点分类:
2. 按使用条件分
液压支架 掩护式 支撑掩护式 支撑式 支掩式:支柱支撑在掩护梁上
支顶式:支柱支撑在顶梁上
支顶支掩:立柱支撑在顶梁上---辅助千斤顶支撑在掩护梁上 支顶式:两排立柱全部支撑在顶梁上
支顶支掩:一排立柱支在顶梁上---另一派立柱支在掩护梁上 节式: 垛式:
使用高度 厚煤层一次采全高支架(≥3.5m ) 中厚煤层支架(1.3m ≤h <
3.5m )
薄煤层支架(≤1.3m ) 使用倾角 缓倾斜工作面支架(≤25°) 倾斜工作面支架(25°<h <45°)
:具有调底千斤顶便于防滑和调整架间距 急倾斜工作面支架(≥45°):具有调底千斤顶便于防滑和调整架间距 采煤工艺 放顶煤支架:支架前后均具有运煤设备及相应的推移千斤顶,掩护梁
尾端有摆动尾梁,有的还具有专门的放煤窗口及其控制千斤顶
机械铺连网支架:增加在顶板上和护帮板前端铺网和回收网的机构
充填工作面支架:在工作面侧留有足够的空间,用于往工作面内添加充
填物,多出现在大才高工作面。
使用地点
端头支架:用于工作面端头支护,一般要求支护面积大,架下空间大,
移架能力强。
工作面基本支架
顺槽超前支架
三、掩护式液压支架
掩护式液压支架的基本特点是:单排立柱支撑,支撑点离煤壁较近,防止顶板早期离层;顶梁较短控顶距较小;具有掩护和连杆机构,可以承受顶板的水平力,支架稳定性好;由于有侧护板等零部件,挡矸掩护性好。
ZY5000/25/50型掩护式液压支架是大采高掩护式液压支架的代表。
其结构如图所示。
该支架成功地应用于邢台矿务局邢东煤矿。
因支架采用了屈服极限≥600MPa的高强度钢板,已成为重型掩护支架的主导架型之一。
四、支撑掩护式液压支架
支撑掩护式液压支架通常有2排支柱(四柱),少数支架有3排支柱。
支撑掩护式支架的总支撑力大,故切顶能力强;具有掩护梁和连杆机
构,稳定性好;有活动侧护板,可以有效的挡住矸石,以防窜矸;控顶距大,通风断面大。
已经成为综采工作面最常采用的架型。
五、滑移、悬移顶梁支架
滑移、悬移顶梁支架由数根单体液压支柱和两个箱型梁体组合而成。
所谓滑移顶梁支架,就是支架的两个箱型梁呈一前一后布置,中间由弹簧钢板相连,移架由箱型梁中的千斤顶的伸缩来实现。
所谓悬移顶梁支架,就是支架的两个箱型梁并排布置,也靠千斤顶的伸缩来移架。
悬移顶梁支架是针对滑移顶梁支架在移架过程中弹簧钢板经常断裂的问题而设计的。
六、结论
大型液压支架是为配合煤矿综采工艺而产生的特殊支护设备。
一个典型的综采工作面需要100个左右的液压支架。
需要注意的是,一个工作面需要2个或2个以上的架型分别担任采掘面支护,端头支护等任务。
另外液压支架还需与其运煤机,采煤机等其他综采设备密切配合。
现在液压支架已经发展到根据具体的采煤工艺,地质条件,个性化设计和生产的阶段。
国内现有能生产配套液压支架的厂家不超过5家,其职工人数都是超过1500人的特大型企业(如林州重机集团、山东矿机集团),他们的产品涉及多个门类的矿山机械,可自行配套生产综采工作面的所有设备(一般采煤机进口)。
滑移、悬移顶梁支架的支护工作量较单体液压支柱加铰接顶梁的支护方式有一定的减少,但由于与其配合的采煤工艺在国内较少被接受,因此其应用也比较少。
有时也作为普采或综采工作面特殊部位的辅助支护方式,但用量很小。
单体液压支柱加铰接顶梁的支护方式是目前国内应用最为普遍的支护方式。
该种支护方式具有价格便宜,适应性强,应用方便灵活的优点。
一个典型普采工作面需要的单体液压支柱的数量在1000根左右。
目前国内生产单体液压支柱的企业有50家左右,年产量在百万根以上。
综上所述,安中公司若要进入液压支架市场,需要投入相当大的力量对一个全新的行业进行认真研究,研制一整套综采设备(至少包括配套的一系列架型和刮板输送机)。
综采设备的特点是工期紧,各设备
配套关系紧密,生产工作量大(一般需要预制一定的零件备用)。
由于现在液压支架的生产基本属于几大企业垄断经营,利润虽然可观,但若要经营需要占压大批资金(数千吨的物资光运费就十分可观),人员和场地,风险也是很大的。
上述内容仅限于我的初步认识,我认为可以先用已有的系列单体液压支柱进入该行业,待有进一步的深入认识后再作决定。
近期可以完善单体液压支柱的产品线(系列化);调研设计与单体液压支柱配套使用的铰接顶梁以及其他顶梁;有可能的话测绘生产作为单体液压支柱关键零备件的三用阀。
严格控制单体液压支柱的生产成本,该行业竞争激烈,除产品质量外,拼的就是价格。
七、综述:
我国是煤炭资源最为丰富的国家,煤炭储量和产量均占世界第一位。
煤炭已经成为我国所依赖的重要能源。
截止2003年,我国煤炭产量已经达到1.4Gt,几乎每个省和自治区都有自己的煤炭企业。
全国已经形成了国有重点煤矿和地方中小型煤矿并存的局面。
我国煤层赋存状况的复杂性决定了我国采煤方法的多样性。
而采煤方法的多样性又决定了支护方法的多样性。
根据2003年的统计资料,全国共有采煤工作面1596个。
其中综采工作面375个,占总工作面的23%;高档普采工作面257个,占总工作面的16%;普采工作面964个,占总工作面的53%。
各种采煤方法所占比例
以液压支架为支护配合采煤机破煤的综采技术已经存在了30余年。
2003年综采个工作面的平均单产为85946吨/月。
使其它工作面单产的3~6倍。
以单体液压支柱支护配合采煤机破煤的高档普采其每个工作面的平均单产为25530吨/月。
而由单体液压支柱或摩擦支柱支护,进行爆破落煤的普采工作面其每个工作面的平均单产为11605吨/月。
综采工作面高产、高效、安全、低耗以及劳动强度小、劳动条件好的优点已经成为我国各煤矿的共识。
不同采煤方法工作面平均单产
(吨/月)
近年来,以液压支架为代表的综采技术在我国部分煤矿实现了工
作面的无人开采。
特别是放顶煤支架的出现使液压支架的技术更趋成熟,随之而来的放顶煤开采机械也更加完善,并创造了单一采煤工作面采用综采技术年产突破500万吨的世界最高纪录。
所有这些都说明,我国综采技术已经发展成熟并接近了国际水平。
液压支架的支护方式已经成为我国国有重点煤矿提高产量、降低成本、安全生产的一个重要手段,并也将成为采煤工作面支护方式的发展趋势。
但是由于综采工作面的初期投资较大,一个综采工作面在支护方面的投资相当于10个单体液压支柱工作面或15个摩擦支柱工作面的投资,加之液压支架本身很庞大(其重量从数吨到数十吨不等),灵活性差,其拆迁和安装的工作量很大,要求具有较高的操作和生产管理水平,只适合于煤层赋存稳定、工作面断层落差较小、工作面开采长度变化较小的煤层,因此综采工艺只适用于地质赋存条件较好的大型煤矿。
而一些地质条件不够理想的煤层,如煤层厚度变化大、沿工作面开采方向上断层多、工作面的开采长度变化大等煤层的开采就只有采用单体液压支柱和摩擦式金属支柱来支护。
另外普采还具有技术较易掌握,生产组织简单,适应性强,工作面搬迁容易等优点,是我国中小型煤矿发展采煤机械化的重点。
从上述论述可以得出结论:单体液压支柱(其中有一部分摩擦支柱)至今在我国煤矿采煤工作面的支护中仍占主导地位,由于我国国情和煤田地质条件的复杂性,决定了我国煤矿技术装备是多层次的。
因此,综采液压支架、单体液压支柱、摩擦式金属支柱、配合金属铰
接顶梁的多种支护形式还将在我国煤矿中长期并存发展。