液压支架是用来控制采煤工作面矿山压力的结构物。采面矿压以外载的形式作用在液压支架上。在液压支架和采面围岩相互作用的力学系统中,若液压支架的各支承件合力与顶板作用在液压支架上的外载合力正好同一直线,则该液压支架对此采面围岩十分适应。当顶板压力超过立柱安全阀限定压力时,安全阀开启释放出立柱中的液体进行让压,当顶板压力下降到立柱工作阻力时,安全阀关闭进行保压承载。液压支架主要向强力、可靠、快速和自动控制方向发展, 以满足高产采煤的要求,为此大力发展和推广电液自动控制技术,改善供液系统,提高支架的支撑能力和可靠性,简化结构和操作。其它一些国家又根据不同的生产地质条件发展相适应的优化合理的架型,包括各种特种液压支架,提高液压支架的使用性能,扩大适用范围。
液压支架控制系统 按控制方式分为液压和电液 两种;按动作方式又分为直接式和先导式。液压直接控 制系统用手动操纵阀直接控制本架或邻架的液压缸, 实现支架的各种不同动作,又称全流量控制。这种系统 结构简单,维护方便,成本较低,但不便于邻架控制, 是液压支架的代控制系统。液压先导控制系统又 称半流量控制。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等。通过小流量的先导阀和多芯管再经主 控阀控制支架动作,这种系统操作容易,便于实现邻架 控制和加快动作速度,是第二代控制系统。的电液控制系统则采用了微电子和计算机等技术,可以实现动作程序的自动控制,是液压支架控制系统的主要发展方向。
液压系统中的液压支架产生的背压一般要求不超过4MPa,否则易引起误动作。在支架试验时尤其明显,液压支架推移千斤顶不连接推移杆或者溜槽时,动作立柱或其他千斤顶时,推移千斤顶的活塞杆会自动伸出。中厚煤层支架设计时低调千斤顶也是如此,如果无设计液压锁,在背压作用下低调装置会自动伸出,影响正常的移架。 背压产生的主要原因 操纵阀中位时所有立柱、千斤顶上、下腔互通。当压力乳化液通过控制系统进入立柱后,支架就升起初撑顶板,随着顶板下沉,支架对顶板的支撑阻力,由安全阀来限定立柱内闭锁液体的压力,实现恒阻支撑。操作某一片阀,使某一油缸一腔进入高压乳化液,有可能回流到其它油缸的活塞腔和活塞杆腔,由于两腔受力面积不同,受力不同,使其他千斤顶的活塞杆伸出,造成油缸的误动作。操作液压支架时,会引起相邻液压缸的误动作,当液压支架在地面空载动作时,这种现象表现尤为突出。随着回液管路的加长,回液阻力越大,背压现象表现将更加明显。
(1)油缸技术参数
① 立柱(2根)
型式:双伸缩双作用式
缸径:(一级/二级)φ230/φ180mm
柱径:(一级/二级)φ220/φ160mm
工作阻力:1400kN(P=33.7MPa)
初撑力:(一级/二级)1309kN
行程:(一级/二级)885(464/421)mm
② 推移千斤顶(1根)
型式:浮动活塞双作用式
缸径:φ140mm
杆径:φ85mm
推溜力/拉架力:179/306kN
行程:700mm
③ 平衡千斤顶(1根)
缸径:φ160mm
杆径:φ105mm
初推力/工作阻力:633/704kN(P=35 MPa)
初拉力/工作阻力:360/401kN(P=35 MPa)
行程:249mm
④ 侧推千斤顶(3根)
缸径:φ63mm
杆径:φ45mm
推力/拉力:98/48kN
行程:170mm
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