液压支架立柱设计

1 立柱试验台总体结构方案设计1.1 课题研究背景和意义液压支架的立柱以乳化液为工作介质,在液压支架支护采煤工作面顶板、破碎顶板方面起到了至关重要的作用。

液压支架立柱的可靠性及安全性直接关系到矿井生产的正常化及煤矿工人的人身安全。

随着中国煤炭工业的不断发展，国家对安全生产治理力度的加大，对矿用机电设备检测技术提出了更高的要求。

由于我国煤炭工业迅猛发展，大型综采配套现代化矿井逐年增加，液压支架的使用量逐年上升,并且随着技术的革新，单根立柱的缸径已经突破400mm，额定工作压力突破43MPa,额定工作阻力达到5400kN，向大缸径、超高压、大工作阻力发展是矿用液压支架发展的大势所趋，相信在不久的将来，单根工作阻力超过8000kN的立柱便会设计制造并投产使用，到那时检修量和实验的工作量也大大增加。

液压支架立柱检测设备是生产和研制高产高效液压支架的关键设备，面对迅速发展的支护技术，需要有一种能够快速、准确地检测如此大缸径、大工作阻力液压支架立柱的实验台。

为此本文设计了这台能够准确检测单根额定工作阻力为8000kN液压立柱的实验台。

1.2 立柱试验台检测项目和实验方法1.3 拟定试验台总体结构方案分析以上标准和试验方法，测试立柱的试验台主要由：承载机构、加载机构、压力检测机构、电气控制部分组成。

本试验台的加载系统和试验台承载框架是这次毕业设计的主要内容，下面从这两方面入手，确定方案。

加载方式有很多种，例如有机械加载、电加载、液压加载等方式。

液压加载系统与其他加载方式相比较具有简单易行，可以实现无级变速连续加载，所需元件数量少，能远距离控制，运动件的惯性小，能够频繁换向，传动工作平稳等优点，所以本试验台加载系统选用液压系统。

液压加载系统分别选用液压油外加载系统和乳化液内加载系统，这种液压系统结构简单,维修方便。

按照设计要求主要设计试验台的外加载泵站、加载液压缸、增压液压缸、泵站油箱、联结罩、联轴器、增压缸、活塞杆、加载缸导向套等关键零部件。

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。

我国液压支架经过30多年的发展，取得显著的成果，至今已能成批制造两柱掩护式和四柱支撑掩护式液压支架，这些系列化液压支架一般用于缓倾斜中厚煤层及厚煤层分层开采。

我国煤矿中使用的支架类型很多，按照支架采煤工作面安装位置来划分有端头液压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处工作面断头以外的采煤工作面上所有的位置的液压支架。

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，由于直接类别和老顶级别的不同，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能适应顶板载荷的要求。

此次设计是对大学所学的知识的综合应用，通过设计使所学知识融会贯通，形成较为清晰的知识构架，强化设计过程的规范性以及对计算机的使用的熟练性。

通过此次设计，能够更好的梳理所学的知识，基本掌握机械设计制造及其自动化专业在机械设计方面的工作方法，同时提高独立为完成工作的能力，为以后的工作打下坚实的基础。

第1章液压支架的概述1.1液压支架的组成和用途1.1.1液压支架的组成液压支架由顶梁、底座、掩护梁、立柱、推移装置、操作控制系统等主要部分组成。

1.1.2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，保证工人安全和各项工作正常进行，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至呼和控制顶板的设备，它能实现支撑、切顶、移架和推移输送机等一整套工序。

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。

液压支架可与弯曲输送机和采煤机组合机械化采煤设备，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、减轻工人劳动和保证安全生产是不可缺少的有效措施，因此液压支架是技术上先进、经济上合理、安全上可靠、是实现采煤综合机械化和自动化不可缺少的主要设备。

综上所述。大力研发大采高开采技术是十分必要的，而大采高液压支架作为大采高开采必不可少的关键技术所在，更应大力去研究。
本次设计取题四盘区煤矿，四盘区煤层厚度普遍在8~9.4m，平均8.9m，且赋存稳定，煤层硬度大、韧性高，埋深平均208.7m，属于近浅埋深特厚煤层。针对这类煤层的回采问题，关键是解决采法问题。
1 绪论
1.1 项目立项的
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
晋城煤业集团从上世纪 80 年代开始采用综合机械化采煤方法以来，先后采用了分层综采和放顶煤综采技术开采厚煤层，并取得了较好的经济和社会效益。寺河煤矿和神东煤矿近些年来也都不断刷新大采高纪录。
大采高开采对我国的煤炭生产具有重大意义。
1）大采高液压支架的研制是解决工作面瓦斯和粉尘问题的需要
综采设备问世后，世界上采煤发达国家普遍推广使用。发展高产高效矿井，最大限度地提高矿井经济效益，已成为煤炭企业的主要发展方向，也是衡量一个国家煤炭工业发达程度的重要标志。
3）研制开发厚煤层一次采全高液压支架是发展民族工业的需要
我国是世界煤矿机械生产制造大国，已有部分产品出口国外，本项目在满足国内煤炭生产需求的同时，还可以发挥技术和价格优势将高端产品打入国际市场，提高我国煤机出口商品国际竞争能力。
Hydraulic support as coalface important support equipment, in the work process can achieve good supporting effect, depending on the stand of the frame type, structure and related parameters. With practice, this paper will design a support Shendong height of 8.9 meters of large mining height hydraulic support. Design is first calculated, analyzed and compared to determine the roof beams, hydraulic support base and other basic dimensions, and then optimize the four-bar linkage design do figure geometric method to determine the length of each stand four-bar linkage rod system, after preferably, each member, sketch, stress analysis, and checking the strength. Finalize the hydraulic model to determine the bracket supporting devices, assembly drawing and part drawing.

液压支架双伸缩立柱双伸缩立柱用途及功能：立柱是液压支架主要承载顶板压力的重要部件之一，它是将支架顶梁和底座连接起来的主要部件，是用于液压支架承受顶板载荷和调节支护高度的。

立柱是支架的承压部件，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。

工作可靠，使用寿命强。

双伸缩立柱调高范围大，属于全二级液压无极调高，操作方便灵活，结构复杂，加工要求高，成本比较高。

多用于薄煤层和大高采，使用的工作介质乳化液。

对环境无污染，性能优良。

质量可靠。

满足液压支架安全性能要求。

双伸缩立柱组成部分及结构：双伸缩立柱主要由外缸、中缸、活柱、大导向套、小导向套、底阀及密封件、连接件组成。

外缸的结构和作用与单伸缩立柱的缸体基本相同。

中缸由中钢底（也叫柱塞，它既是缸底也是活塞。

）和中缸体焊接而成，其既四一级缸的活柱，又是二级缸的缸体。

其可在外缸中上下运动，为液压缸中的主要传力部件。

其缸底部装有活塞导向环、活塞密封形成与外缸的密封和导向。

中缸内部装有底阀，以控制活柱的升降。

中缸的外表面为先镀锡青铜（或乳白铬）再镀硬铬的双层复合镀层，以防止磨损和锈蚀。

其上部通过到导向管与外缸相连，形成密封和导向。

活柱位于中缸内，可在中缸内上下运动，为液压缸的主要传力部件。

其结构、作用与单伸缩立柱的活柱相同，其柱头部加工有进液孔，该进液孔通过活柱中心深孔与二级缸的环形腔相通。

双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，由泵站来的高压乳化液通过液压支架操纵阀组和液控单向阀把压力液输送到立柱下腔接头进入一级缸的活塞腔，使二级缸首先伸出。

当二级缸完全伸出后，一级缸活塞腔内的液体压力上升，促使底阀打开使压力液进入二级腔的活塞腔，活柱伸出。

此时，初撑力为二级缸的面积乘以供液压力。

如需较大的初撑力，则可稍加降柱，然后再次升柱到接处顶板，此时，初撑力可达到一级缸的初撑力。

2.立柱承载当顶梁与顶板接触后，顶板压力由顶梁传到活柱上。

更 加 的 凸显 出效 果 。 比方 说 原 理 、 立柱 的规 格 等 等 ， 都对液 压支架立柱 解体机 、 装 工 作 ． （ ２ ） 动 力部 液 压 马 达 根 据 拆 装 的 最 大 额 定 载荷 要 求 选 用 油缸 机 具 有 很 大 的 影 响 ，对 这 些 细 节 进 行 设 计 和 研 究 是 有 很
解体机、 装油缸机就需要进一步的进行设计和研究 ， 原 因在 于 ， 煤 矿 的 大量 开 发 ， 对液压支架立柱解体机 、 装油 缸 机 的 要 求 就 会 有 所 提 高 ， 因 此 在 设计 方面 也 要 有 所 提 高 。 对于 现 阶段 的一 些 液 压 支 架 立 柱 解 体 机 、 装油 缸 机来 说 ， 还 是 能够 满 足 需 求 的 ， 但 将 来 的 情 况 充 满 了 未知 性 ， 为 了促 进 煤 炭 支护 设 备 ， 液压支架维修的进一步发展， 需 要 对 其进 一 步 的设 计 和 研 究 。
预 定位 置 ， 把 立 柱放 入 左 右 夹 紧 部之 间 ． 央 紧 立 柱 。 下 移 马 达
３ 液压支架 立柱解体机 的设 计研 究
３ ． １ 液压 支架 的作用
在 现 阶段 的煤 矿 开采 工作 中 ， 液 压 支架 得 到 广 泛 的 应 用 ， 随 着 社会 的 不 断发 展 ， 液 压 支 架也 在 不 断的 深 化 。 在 煤 炭 开 采 承受顶板栽荷、 调 节 支架 高度 的重 要 承 载 部 件 。 由此 可见 ， 液 压 支架 对 于 煤 炭 开 采 工 作 而 言 ． 是 必不 可 少 的一 项 设 备 ， 现 阶 段 的 液 压 支 架 立 柱 解体 机 对 于 液 压 支 架 而 言 ，基 本 上 能 够 应
行程设置到 ２ ０ ０ ０ ｍｍ 能 够 使 得 装 油 缸 机 的 效 用提 高到 一 个 最

进 行 ＵＧ／ ｐ ｎＡＰ 开 发 ，设 置 开发 及运行 环 境 Ｏ ｅ Ｉ 的主要 步骤如 下 ：
双 伸 缩 立 柱其 他 组 成 零 件 的 ． ｌ 文 件 创 建 过 程 ｄｌ 同上 ，只需 修 改 回调 函数 时 设 置模 板 文 件 名 分 别 为
ｚ ｏ ｇ ａ ｇ ｐ ｒ 、 ｈ ｏ ｈ ． ａ ｔ ｄ ｏ ｉｎ ｔ ｏ ｐ ｒ ｈ ｎ ｇ ｎ ． ａｔ ｕ ｚ ｕ ｐ ｒ 、 ａ ｘａ ｇ ａ ． ａ ｔ即
ｗａｇ ｎ — ｉ ｏ ｅ ｌｔ． ｉａ ｇ ｄａ ｇ ｔｍｐａｅ Ｃ的文 件 。 ｌ
２ ５ 创 建 动 态链 接 库 文 件 ．
图 ４ ＡＰ Ｉ信 息 处 理 流 程 图
液压 支架 双伸 缩立柱 在参 数化 设计 中的内部信 息
处理详 细 过程见 图 ５ 。
２ ６ 运 行 程 序 ．
第 ５期 （ 第 １ ２期 ） 总 ６
２１ ０ ０年 １ Ｏ月
机 械 工 程 与 自 动 化 Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭ ＡＴＩ ＯＮ
Ｎ ｏ． ５
０ｃ ． ｔ
文章 编 号 ： ６ ２６ １ （ ０ ０ ０ ・ ０ ８０ １ ７ — ４ ３ ２ １ ） ５０ ３ — ３
摘 要 ： 绍 了ＵＧ ＯｐｎＡ Ｉ 液压 支 架 双 伸 缩 立柱 参数 化 设 计 中的 应用 方 法 。 ＵＧ ＮＸ 环 境 下进 行 二次 开 介 ／ ｅ Ｐ 在 在 发 ， 现 了液 压 支 架 双 伸缩 立 柱 中各 零件 尺 寸对 模 型 的反 向驱 动 ， 立 了以零 件 结 构 、 征 参 数 为 中心 的数 据 实 建 特
（ ） 将 对 话 框 文 件 保 存 到 Ｅ： ＼ ｇｉｎ ＼ ３ ｕ ｊ ｍｏ ａ

改进后的导向结构可以有效地解决上述拆装过程 中不能
平行压入或抽 出而划伤缸体 内壁这一 问题 ，经过批量生
产 ５ 台并投 入井下使用 ，在一 个生产周期 后升井 检修 ０
时发现 ，活塞导向环和复合密封圈各处磨损正常 ，未出 现上述 图 ２中的 一侧严重磨损 ，另一侧磨损较轻 的非 正 常磨损现象 ，改进后的立柱导 向性 能良好 ，本次工艺 改 进宣告成功。ＭＷ
经过一年多的使用 ，多圈 电位 器使用状 态 良好 ，调 速过程平滑可靠 ，加工质量非 常稳 定 ，每月为公 司挽 回
图 ４ 改造后的给定 电路
数十万元的经济损失 。ＭＷ
（ 收稿 日期 ：２ １０ ２ ） ０ ０ ２ １
参磊 工￣Ｄ ｊ － ｒ
ＷＷＷ ｅｔ ｗｏｒ ｉ ｇ ７ ５０ ｃｏｍ ｍ ａ１ ｋ ｎ ９ ．
面两名操作者找好位置 ，将其放入缸筒 内 ，靠重力作 用
压 、电流微分负反馈 比较后 加到放 大器 ５ Ｇ的发射结 ， Ｂ 这样 的调整可 以使放大器导通后输 出的直 流控制 电压更
加稳定可靠 ，并使调速过程更加平 滑。
４ ．改造效果
原来的多级转换 开关体积 大 ，各级电阻都 是焊接在
图 ３ 经过工艺改进后的双伸缩
立柱导向结构
１ ．中缸活塞导向环 ２ ．中缸复合密封圈
（）活 塞导 向环 的磨损 ａ （）复 合密封 圈 的磨损 ｂ ３ ．小柱 复合 密封 圈 ４ ．小柱活 塞导 向环
图２ 活塞导 向环和复合密封圈的磨损现象
３ ．效果反及成果总结
改进后的液压支架双伸缩立柱结构如图 ３ 所示 。
２ ．解决方案的制定
综合以上两种原因，我们对双伸缩 立拄的导 向结构

煤矿综采液压支架立柱快速排液法作者：张万喜来源：《科技创新导报》 2015年第3期张万喜(开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司机采科河北唐山 063108)摘?要：液压支架是现代大型自动化煤矿工作面所采用的主要支护设备。

它在工作面为作业工人及采煤机、刮板输送机提供一个安全的工作空间。

在我国煤矿企业，井下综采工作面普遍采用液压支架进行支护。

在我国北方，井上露天存放的液压支架在防冻期前必须完成各立柱及千斤顶的排液工作，以防止液压设备被冻坏。

液压支架立柱排液是一项耗时、费力、效率低下、非常危险的工作。

煤矿综采液压支架立柱快速排液法是一项致力于打破传统立柱排液工艺，寻求更科学、更高效、更安全的立柱排液方法的探索性科技创新。

希望对我国煤炭行业具有参考和推广价值。

关键词：液压支架立柱排液快速防冻期中图分类号：TD355 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2015)01(c)-0088-01 1 设计背景在我国煤矿企业，井下综采工作面普遍采用液压支架进行支护，长江以北绝大部分煤矿企业在冬季防冻期期间要将露天存放的液压支架各柱顶件排液，以防冻坏液压件。

因此，井上露天存放的液压支架每到立冬前夕都要进行排液。

因每组液压支架立柱及各种千斤顶较多且安装位置复杂，排液时必须利用空气压缩机对各柱顶件进行排液，其中立柱排液过程最为繁琐、费时、危险，占整组液压支架柱顶件排液时间的60%左右。

因此，液压支架柱顶件排液工作是一项耗时、费力、效率低下、危险性极高的检修工作，多年来此项工作一直是液压支架检修工作的难点、危险点、效率最低点，束缚着也影响着液压支架检修工作安全、高效的开展。

煤矿综采液压支架立柱快速排液法是一项致力于打破传统立柱排液工艺，寻求更科学、更高效、更安全的立柱排液方法的探索性科技创新。

希望对我国煤炭行业具有参考和推广价值。

2 设计方案在液压支架立柱传统排液过程中，需要先用高压液体将立柱伸出，将两上腔液体排出，然后利用高压气体将中缸和上活柱收回，再将两下腔液体排出，完成整个立柱排液过程。

机械工程及自动化专业毕业设计指导书（专科）中国矿业大学成人教育学院2010年2月摘要采煤综合机械化，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。

在掩护式液压支架的设计过程中，整体伸缩式顶梁和立柱的设计是重点。

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，对支撑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。

关键词：液压支架；支护；四连杆机构目录摘要 (1)目录 (2)ABSTRACT (5)前言 (6)第一章绪论 (8)1.1液压支架的工作原理 (8)1.2液压支架的工作过程 (9)1.3支架组成 (10)1.4液压支架主要结构件及其作用 (10)1.4.1 顶梁 (10)1.4.2 掩护梁 (11)1.4.3 底座 (12)1.4.4 前后连杆 (13)1.4.5 推移机构 (14)1.5液压系统及其控制元件 (14)1.6支架的设计特点 (15)第二章液压支架的结构设计 (16)2.1主要原始设计参数 (16)2.2液压支架的选型 (16)2.2.1 不同结构类型的液压支架比较 (16)2.2.2 液压支架的架形选择原则 (18)2.2.3 影响架形选择的因素 (19)2.3液压支架的整体结构尺寸的设计 (20)2.3.1 支架的高度和伸缩比 (20)2.3.2 支架间距 (20)2.3.3 底座长度 (20)2.4四连杆机构的作用和四连杆机构设计 (21)2.4.1 四连杆机构的作用 (21)2.4.2 四连杆机构定位尺寸和极限参数的确定 (22)2.4.3 四杆机构优选设计法 (24)2.5液压支架的总体布置 (38)2.5.1设计要求 (38)2.5.2 支架整体机构尺寸的确定 (38)第三章液压支架主要零部件的设计 (45)3.1顶梁 (45)3.1.1掩护式支架顶梁结构形式 (45)3.1.2顶梁结构和断面形状 (45)3.2立柱 (46)3.2.1立柱参数的确定 (47)3.2.2立柱的初撑力与泵站额定工作压力 (48)3.2.3主要参数的确定 (49)3.3拟定液压系统 (53)第四章支架的受力分析与强度计算 (56)4.1支架的工作状态 (56)4.1.1顶板状态 (56)4.1.2支架工作状态 (56)4.1.3支架受力 (56)4.2支架载荷的确定 (56)4.3支架的受力分析 (57)4.3.1 铰接式顶梁掩护支架受力分析 (57)4.3.2各主要参数的影响 (59)4.3.3主要部件的强度校核 (61)4.4 顶梁载荷分布 (1)4.5支护强度和底座接触比压 (2)4.5.1支护强度 (2)4.5.2底座接触比压 (2)4.5.3 支护效率 (3)4.6立柱强度验算 (3)4.6.1油缸的稳定性验算 (3)4.6.2活柱强度验算 (5)4.6.3缸体强度校核 (5)4.6.3机械加长杆强度校核 (6)第五章液压支架的使用和维护 (7)5.1液压支架的使用操作 (7)5.1.1操作前的准备 (7)5.1.2操作方式与顺序 (7)5.1.3支架使用中的注意事项 (8)5.2液压支架操作维护要求 (9)5.3维护和管理的具体内容 (10)5.4维修与管理注意事项 (11)结论 (14)致谢 (15)参考资料 (16)附录 (17)AbstractThe comprehensive mechanization of coal mining is the acceleration coal industrial development of our country , raises labor productivity substantially , realizes the modern a strategic measure of coal industry. Synthesize mechanization not only output big, efficiency has low cost high and can alleviate heavy physical labor and improvement schoolwork environment, is the technology of coal industry develop direction. Hydraulic support is the one of comprehensive most important equipment in the mechanization method of coal mining.Hydraulic support major from some following basically partial compositions: Top beam, screens beam and 4 linkage mechanisms, side fender, base, prop. Design to follow protect performance good, strength is speed high, move rapid, safely reliable etc. principle.In the design course that the type of supports cover type, the design of 4 linkage mechanism ，base ，structural member is key. This paper has introduced requirement, type, working principle, characteristic, purpose and the structure of hydraulic support, for screening type hydraulic pressure support have made detailed analysis and introduction, have narrated use and the scheme of this kind of support.Keyword: hydraulic support shoring 4 linkage mechanisms前言著名诗人陆游说过“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！”作为当代的大学生，特别是象我们这样实践性很强的工科专业——机械设计制造及其自动化的本科生，我想大家都深深理解这句话的含义。

煤矿液压支架立柱说明煤矿液压支架立柱是液压支架主要承载顶板压力的重要部件之一，它是将支架顶梁和底座边接起来的主要部件，是用于液压支架承受顶板载荷和调节支护高度的。

压支架立柱具有足够的强度,工作可靠,使用寿命长。

液压支架立柱常用的：双伸缩立柱、单伸缩立柱、机械加长杆立柱、DW型外注式单体液压支柱、单体液压支柱。

双伸缩立柱调高范围大,使用方便,但其结构复杂,加工精度高,成本高。

双伸缩立柱的用途及功能：双伸缩立柱调高范围大，属于全二级液压无级调高，操作方便灵活，结构复杂，加工要求高，成本比较高。

多用于薄煤层和大高采，使用的工作介质为乳化液。

对环境无污染，性能优良。

质量可靠。

满足液压支架安全性能要求。

单伸缩立柱不仅具有较高的调高范围,而且具有成本低,可靠性高等优点,但使用时不如双伸缩立柱方便。

液压支架单双伸缩立柱主要用于各种不同的采煤工作面。

它可与金属铰接顶梁配合,也可单独作点柱，用以满足不同煤层。

如果采用一定的安全措施,使用范围可扩大到倾角25°~35°的倾斜回采工作面,保证了足够的支护强度,从而提高了回采率,降低了采煤成本,降低了工人的劳动强度,提高了自动化保证了工人的安全生产。

机械加长杆立柱是当支架的支撑高度不能满足回采高度的要求，可在液压支架立柱上安装加长杆来补偿立柱高度，。

在一般煤层厚度变化不大的工作面中，在安装时就将加长杆调节到需要的高度，然后，在回采过程中，随着采高的变化，只调节活柱液压行程，而不再调节加长杆长度。

只有在煤层高度变化超过活柱的液压行程时，才不得不调节加长杆。

DW型外注式单体液压支柱是一种外供液恒阻式支柱，与HDJA或HDJC金属顶梁配合，用于煤矿井下回采工作面顶板支护，亦可用于综采综放工作面端头支护或临时支护。

外注式单体液压支柱是往工作面乳化液泵站提供的压力液体作用下达到支撑顶板目的的，包括升柱与初撑、承载、卸载回柱三个过程。

单体液压支柱即可与金属铰接顶梁配套使用，也可单独作点柱用，供煤矿一般机械化工作面支护顶板，或供综合机械化采煤工作面作端头支护及其它临时性支护。

引言根据我国矿山煤层的复杂特点及生产效率、生产安全等多方面的要求，特别提出本设计方案。

本设计针对减少投资、方便使用、能够同时用于综采放顶煤工作面、综采面及高档普采面等的端头支护设备进行校核，为液压控制系统的设计提供主要的理论依据。

以往的大型端头液压支架，沿地板前移，庞大的底座掩护梁及连杆组成了端头支架的大部分质量，也占用了端头巷道的大部分空间，必须扩大巷道才能够前移。

本设计针对这种情况提出设计思想。

在具体设计方面涉及到端头支架的主要设计参数，包括支护强度、初撑力，顶梁长度的调高范围、支架伸缩比、支护强度等的确定。

托臂、立柱及推拉千斤顶位置的确定；支架的主要部件如顶梁、托臂、立柱、柱鞋等的设计。

通过对各个部件的受力分析进而对顶梁强度、托臂强度、导向杆强度、立柱强度和销轴和耳座的强度进行校核。

液压支架设计一概述1 液压系统简介液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。

液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成在液压支架的研制、实验过程中，各构件的强度计算是极为必要的在结构设计，主要有顶梁、立柱杆端位置确定，同时对顶梁、托臂、导向杆、立柱、等进行全面分析校核，确定有效断面尺寸，还要按原煤炭部标准的各种加载方式。

液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。

液压执行元件是用来执行将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置，液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小进行预期的控制，以满足特定的工作要求。

2设计思想目前国内研制的液压支架主要用在下端头，主要功能是维护好巷道和回采工作面交叉口处的顶板，协调该处排头支架，工作面运输机，顺槽转载机等设备之间的位置和配套关系；支撑掩护式端头液压支架特点是体积庞大，部件相对较多，材料要求相对较高，控制系统相对复杂，材料消耗多，增加了制造的成本，性价比相对低。

液压支架产品讲解综合机械化采煤是煤矿开采技术现代化的重要标志。

液压支架是综合机械化采煤的关键设备，它的主要作用是支护采场顶板，维护安全作业空间，推移工作面采运设备，与电牵引采煤机、重型刮板运输机、桥式转载机、可伸缩皮带机相配套，可实现工作面的支护、采煤、装煤、运煤等工序的高度机械化。

对现代化矿井的煤炭安全生产起着关键作用，是煤矿高产高效安全生产的重要保证。

我公司于2004年9月开始研制第1台液压支架，到目前为止总共生产了4种型号近500于台液压支架。

并全部在国家安全生产北京矿山支护设备检测检验中心一次性通过检验，取得MA合格证。

液压支架是综采工作面的主要设备之一，它的适应性和可靠性是决定综采成败的关键因素之一。

在液压支架制造标准中，严禁焊接成型后进行整形，以防止因整形而造成构件内部微缺陷，从而影响其支护质量，降低安全系数。

我们根据产品的结构及用途特点选择合理的焊接方法，编制了成型及下料、焊接工艺，制定了防变形措施。

从样机加工制作开始就对结构件、液压元部件制定了严格的质量检验方案，按照ISO9001质量体系要求慎重选择外购件分承包方，为液压支架的产品质量创造了良好的前提条件。

液压支架的型式按架型结构及围岩关系分：1）掩护式支架；2）支撑掩护式支架；3）支撑式支架按适用煤层倾角分：1）一般工作面支架；2）大倾角支架按适用采高分：1）薄煤层支架(<1.3m)；2）中厚煤层支架(1.31m~3.5m)；3）大采高支架(>3.5m)按适用采煤方法分：1）一次采全高支架；2）放顶煤支架；3）铺网支架；4）充填支架按在工作面中的位置分：1）工作面支架；2）过渡支架（排头支架）；3）端头支架按稳定机构分：1）四连杆机构支架；2）单铰点机构支架；3）反四连杆机构支架；4）单摆杆式支架；5）机械限位支架（橡胶限位、弹簧钢板限位、千斤顶限位）按组合方式分：1）单架式支架；2）组合式支架按控制方式分：1）本架控制支架；2）邻架控制支架；3）成组控制支架按控制原理分：1）液压直接控制支架；2）液压先导控制支架；3）电液控制支架液压支架的命名原煤炭工业部标准MT-154.5-87《煤矿用液压支架产品型号编制方修改序号补充特征代号液压支架最大高度(dm)液压支架最小高度(dm)液压支架工作阻力(KN)第二特征代号第一特征代号产品类型代号常见型式液压支架基本特点及适用范围掩护式液压支架1、基本特点1）单排立柱支撑。

浅析液压支架立柱及千斤顶密封件结构及应用摘要介绍液压支架立柱及千斤顶密封件的种类，以及活塞杆用主要密封圈的典型结构形式以及发展趋势。

关键词密封圈；种类；结构形式；发展趋势密封件是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘、水分等侵入机器设备内部的零部件的材料或零件，是液压支架液压系统的重要部件，有着极其广泛的应用。

了解密封件的各项性能可以更好地帮助我们解决支架液压系统存在的问题，发挥液压系统效能。

1 液压支架使用的密封件类别支架立柱及千斤顶用密封件是密封圈、挡圈、导向环和防尘圈的总称。

密封圈：起密封作用，防止泄露。

例如：鼓形圈、复合密封、山形圈、蕾形圈、O形圈等。

一般为橡胶、聚氨酯材料。

挡圈：一般是配合密封圈使用，有防挤（阻挡中间的密封圈挤出沟槽）、导向和减磨的作用，一般为聚甲醛、聚四氟乙烯材料。

导向环：也叫支撑环，是一种用于千斤顶活塞或活塞杆上、支撑活塞或活塞杆运动的零件，它能防止活塞或活塞杆在运动过程中与缸体发生直接接触和摩擦，起到保护缸体与活塞或活塞杆不被损坏的作用。

一般为聚甲醛、聚四氟乙烯材料。

防尘圈：主要作用是除去往复运动活塞杆露在缸外部表面上所附着的杂质，防止外部灰尘等杂质进入密封机构内部。

一般为橡胶、聚氨酯材料[1]。

2 液压支架立柱及千斤顶活塞密封圈典型结构我们讲的密封件主要为活塞杆用密封圈。

液压支架立柱及千斤顶常用活塞密封圈主要有G型、MD730型、T730型、SH型四种结构。

其中G型为鼓形圈结构，材料一般为聚氨酯或橡胶；MD730、T730型为复合密封圈，内圈为橡胶材料，外圈为聚氨酯材料，挡圈一般为聚甲醛；SH型为山形圈结构，材料一般为橡胶材料或聚氨酯材料。

以下为四种密封结构形式详细介绍。

2.1 鼓形密封圈：G型鼓形密封圈与两个L型挡圈一起使用，耐压力高，能双向密封，拆装比较方便，在支架千斤顶中应用是最多的；由于高度和宽度都大，其耐磨性和补偿性效果好。

缺点：柱塞结构复杂，增加制作成本，且占用较多空间，影响行程。

液压支架立柱和千斤顶试验台技术说明山东维科特液压控制技术有限公司一试验台介绍Ⅰ型：（计算机控制型）：ZST-2Z型液压支架立柱和千斤顶试验台该试验台主要依照《GB/T25974.2-2010 煤矿用液压支架第2部分：立柱和千斤顶技术条件》或《MT313-1992液压支架立柱技术条件》等相关标准进行设计。

试验台由油压系统（含增压缸增压机加载框架控制两部分）、乳化液系统、电气控制系统和计算机数据采集及控制系统等组成。

试验项目有最低启动压力、空载行程、活塞杆腔密封性能、1.5倍额定载荷压缩（含活塞腔密封试验）、全伸出2倍中心载荷（含千斤顶活塞腔密封）（依据《GB/T25974.2-2010 煤矿用液压支架第2部分：立柱和千斤顶技术条件》）技术特点：1、本试验台为自动化试验台，人工进行参数设置后，试验过程由计算机控制完成；计算机为工业控制计算机。

2、试验过程可以手动、自动自由转换，方便操作；试验时，先用用户自备的大流量外接乳化液泵站进行初撑，然后再进行各类试验。

3、试验台可以根据程序自动对加载框架移动挡块进行调整、固定。

4、试验数据由高精度的传感器测量，检测精度达到标准要求；5、试验过程根据需要进行存储，存储后自动形成报表，根据需要随时打印。

；技术参数：（1）油泵最大输出压力： 31.5MPa，（2）油泵流量： 30L/min（3）电机功率： 15kW（4）油箱容积： 1000L（5）增压后额定压力： 50MPa，最大压力：70MPa，（6）低压密封试验压力：2MPa；高压密封试验压力以相关标准要求为准；（7）压力传感器精度： 0.3%FS，；压力表精度： 1.6 级；（8）试验工作介质：3～5%乳化液；（9）适用环境温度：0～40℃，湿度：10%~85%RH；(10)电源：AC 380V，50Hz；（三相四线制）Ⅱ型（计算机采集型）：ZST-2W型液压支架立柱和千斤顶试验台该试验台主要是对液压支架中的立柱和千斤顶按《GB/T25974.2-2010 煤矿用液压支架第2部分：立柱和千斤顶技术条件》或者MT313-1992液压支架立柱技术条件》进行出厂试验。

山东天一液压科技股份有限公司 2012 年 5 月 29 日
目录
1． 概述 ………………………………………………… 2 2． 结构特征及工作原理 ……………………………… 2 3． 主要技术参数 ……………………………………… 4 4． 安装调试及使用操作 ……………………………… 4 5． 故障分析与排除 …………………………………… 4 6． 安全防护及事故处理 ……………………………… 5 7． 保养及维修 ………………………………………… 5 8． 运输及贮存 ………………………………………… 6 9． 开箱及检查 ………………………………………… 6 10． 其他 ………………………………………………… 6
1
1.概述 液压支架立柱是将支架顶梁和底座连接起来的部件，承受顶板的载
荷，是支架的主要承载部件。要求立柱具有足够的强度，工作可靠，使 用寿命长。立柱常用的有两种形式：即双伸缩和单伸缩。双伸缩立柱调 高范围大，使用方便，但其结构复杂，加工精度高，成本高。单伸缩立 柱成本低，可靠性高，不仅具有较高的调高范围，而且具有成本低，可 靠性高等优点，但使用时不如双伸缩立柱方便。
4.5 立柱首次使用时应先全液压行程运行一次，以排除缸体内空气。
5．故障分析与排除（见附表）
附表：
常见故障及处理方法
4
部件 故障分析
可能原因
排除方法
1. 液压密封件失效； 1. 换密封件；
1.乳化液漏 2. 缸底或管接头处焊缝 2. 上井补焊；
裂纹。
1. 管路堵塞；
1. 疏通管路；
2. 截止阀未打开或打开 2. 打开截止阀；
6
名称：山东天一液压科技股份有限公司 地址：山东省临沂市河东区工业园凤仪街 2033 号 邮编：276034 传真：0539-8385876 电话：0539-7201502（营业部） 电了邮箱：tyyycn@ 网址：

1 概述1.1 液压支架在综采工作面的作用和分类1.1.1 液压支架的用途液压支架作为煤矿综采机械化采煤设备（液压支架、可弯曲输送机和采煤机）的重要组成设备之一，可见它的作用是十分重要的;在生产过程中，液压支架的性能的好坏将直接影响煤矿生产的质量,特别是生产过程中对人员的安全保障问题是极为重要的。

所有的这些都要求我们在从事液压支架设计时要严格按相关的规程要求来设计液压支架，设计的产品要具有安全性的同时要具有经济性，从而实现在做到确保人员的安全的同时要最大程度地提高煤矿生产效率，达到好的经济效益，提高工人的收入和生活水平。

因此，性能优良的液压支架是技术上先进、经济上合理、安全上可靠，是实现采煤综合机械化和自动化不可缺少的主要设备。

1.1.2 液压支架的分类液压支架的种类很多，分类的依据和方法各不相同。

下面介绍几种常用的分类方法以及液压支架的类型。

⑴按支架与围岩的相互作用关系分类按照液压支架与围岩的相互作用关系，目前使用的液压支架可分为三类，即支撑式、掩护式和支撑掩护式三大类。

①支撑式液压支架支撑式液压支架是一个在底座上放置几根立柱支撑顶梁，通过顶梁支撑顶板的简单结构基础上发展起来的，它是世界上发展最早的液压支架。

典型的支撑式液压支架，其顶梁较长，立柱较多，靠支撑作用维护一定的工作空间，而顶板岩石则在顶梁后部切断垮落。

架厚的挡矸帘只起着碎矸石从采空区涌入工作面的作用。

这种类型的支架具有较大的支撑能力和良好的切顶性能，因此适用于顶板坚硬完整，基本顶周期压力明显或强烈，底板较坚硬的煤层。

但由于立柱的垂直布置，所以支架承受水平力的能力差，在水平力的作用下，支架容易失去稳定性。

②掩护式液压支架掩护式液压支架是利用立柱、顶梁与掩护梁来支护顶板和防止岩石落入工作面。

这类支架的顶梁较短，多数支架的立柱只有一排，一般仅有1～2根，多呈倾斜布置，与掩护梁连接或直接连接在顶梁上。

立柱通过顶梁支撑顶板。

掩护梁与冒落得岩石相接触，阻止矸石涌入工作面并承受采空区矸石的载荷。

双伸缩液压立柱说明书山西潞安益民金属制品有限责任公司2010年5月双伸缩液压立柱使用说明书一、概述双伸缩液压立柱是液压支架承载与实现升降动作的主要液压元部件，其执行标准为：MT313－92.二、缸径系列我公司生产的单伸缩立柱主要有以下几种：见表1表1 ㎜三、结构及原理1、双伸缩液压立柱的结构如图所示，主要由外缸体、中缸体、活柱体、导向套、底阀等组成。

2、原理如图所示：升柱时，由接口A进液，中缸兼活柱首先伸出并到位，液力推开中缸下部底阀，使活柱伸出。

降柱时，由接口B进液，中缸及活柱首先降缩至缸底限位处，顶杆将底阀顶开，接口C进液，使活柱下降。

四、试验液压立柱组装后，需进行试验六、标志、包装、运输、贮存（一）标志1、每件合格的立柱产品应有铭牌，铭牌包括以下内容：a、产品名称b、产品型号c、出厂年、月、日d、制造厂名称2、铭牌的尺寸及技术要求，按GB13306的规定执行。

（二）包装1、立柱检验合格后，应缩至最小长度，各进液口应加堵封严。

2、立柱应用托架或装箱发运，产品应捆扎牢固避免脱落、挤压损坏等。

3、立柱的备件、易损件应用专用包装箱发运。

4、随同产品出厂的技术文件a、装箱清单一份b、产品合格证一件c、产品维护、使用说明书一份d、产品备件、易损件明细表各一份（三）运输在冬季应根据使用地区和运输路程的最低气温注入乳化防冻液，在其它季节应将立柱进、回液腔乳化液排空，但需保证排液后，立柱在运输、贮存过程中，内部不得产生锈蚀现象。

（四）贮存应放入干燥的库房中或由遮盖的条件下贮存，环境温度不得低于0℃；放三个月以上者，需检查内腔的乳化液是否变质，如变质，应更换，当采用排空法时，应检查锈蚀情况。

七、注意事项单向阀必须是取得安标证并在安标证书并有效期内使用。