液压支架的结构与运转实验

液压支架的结构与运转实验

一、实验目的
1. 了解支架的结构特点；
2. 了解支架的液压系统与操作阀，控制阀的结构原理；
3. 掌握支架的维护使用。
二、实验内容
液压支架实验，支撑式HB4-160型垛式支架为例；支撑撑掩护式以ZY-35型（模型）为例。
（一）HB4-160型垛式支架
1. HB4-160型垛式支架的适用范围及主要技术特征
⑴适用范围
HB4-160型支架的设计对象为打通一矿七号煤层，适用于缓倾斜薄煤层，煤层倾角小于9°，煤层厚度在0.86～1.35cm，工作面长度为120m左右。与采煤机、运输机配套使用，实现采煤工作面工作面综合机械化。
⑵主要技术特征
支架型式：HB4-160型垛式；
初撑力：57/79.6吨； 工作阻力：160吨；
支撑高度：0.7～1.32m； 支护长度：3.4m；
支护面积：4.3m2；
推溜千斤顶：推力14.25吨，拉力8.48吨，行程600mm；
支架安设间距：0.3m；
支架操作方式：邻架操作；
泵站工作压力：15MPa、为70L/min、功率30KW。
2. 主要组成及工作原理
支架由前探梁、顶梁、立柱、底座、复位装置、推溜移架千斤顶和控制系统等组成，它借助于乳化液泵输出的乳化液，经操纵调节装置后，进入立柱和千斤顶，便活塞伸出或缩回，从而达到支撑顶扳，立柱复位和推溜移架等目的。
3. 结构特点
⑴顶梁全长3.45m，箱形焊接结构；前探梁悬臂1.5m，能有效地控制机道，给工作人员、设备提供安全的工作条件。
⑵立柱采用两级伸缩，以适应煤层厚度的变化，上部一级缸为双作用活塞式油缸，采用内注油方式；下部二级缸为柱塞式油缸，采用外注油方式。
⑶推溜千斤顶为双作用活塞式油缸，采用外注油方式。
⑷在推溜千斤顶上加燕尾板，起到一定的调架导向作用。
⑸采用丁苯橡胶复位，当立柱前倾2°、后倾3°时复位力为3吨。
⑹底座为刚性座箱式整体结构、与底板接触面积大，稳定性好，强度高。
⑺支架采用邻架手动控制，以保司机人身安全。
4. 液压控制系统
控制系统主要由操纵阀、主控阀、副控阀和液控单向阀等组成。
⑴操纵阀
操纵阀也称分配阀，采用山西煤研所设计的CF1型10位11通平面转阀，但修改为9位10通，此阀的作用是完成支架的各种动作的配液，从而使支架能迅速、准确地完成各种动作。
⑵主控阀
由单向阀和安全阀组成，其作用是通过它向二级缸输送高压液体或在降活柱时通过它回油。
⑶副控阀
由单向阀和安全阀组成，其作用是通过它向短柱工作腔输送高压液体或在前探梁降时，通过它回油。
⑷液控单向阀
其作用是通过它向一级缸输送高压液体或在降二级缸时，通过它回油。
5. 泵站
泵站是液压支架的动力源，一般安设在中间运输巷内，它一般由乳化液泵、乳化液箱和一套压力控制与保护装置组成。
现以RX-400型乳化液泵站为例，说明其组成和液压系统。
RX-400型乳化液泵站，主要由乳化液泵1和一个容积为400m3的乳化液箱组成。
乳化液泵：将机械能转换为液压能，向系统输送高压液体。
单向阀：把主进液管与泵出口隔开，以便在泵自动卸载或停止工作时，防止高压管中的液体倒流。
蓄能器：消除泵的流量脉动和换向时引起的液压冲击。
自动卸载阀：当系统保持高压时，使乳化液泵卸载。
手动卸载阀：用于实现泵的空载起动，起动前打开，起动后关闭。
6. 支架的操作程序
支架沿工作面布置，并与采煤机、运输机配套使用，支架安装后，先将四根立柱伸出，支撑好顶板，并使推溜移架千斤顶处于伸出位置，当采煤机沿工作面倾斜方向前进3～6m后，操作操纵阀，使支架按下列顺序工作。
前探梁降——支柱降——推溜移架千斤顶收缸——支架移向煤壁——支柱升——前探梁升——推溜移架千斤顶伸出——运输机推向煤壁。
7. 支架操作中注意事项
⑴移架时顶梁不宜下降太多，一般下降15～20cm即可，顶板易破碎时，可以采用“擦顶移架”或“带压移架”。
⑵移架时速度要快，要随时调整支架，不得歪斜，移架必须成一条直线。
⑶要经常观察顶板情况，支架与顶板要接触严密；升柱后要达到支架的初撑力。
⑷推移运输机必须在运输机运转中进行。
⑸支架操作完毕后手把必须放在零位。
（二）ZY-35型支撑掩护式支架
1. ZY-35型支撑掩护式支架的结构特点
⑴立柱分前后两排布置，都向前倾斜，切顶性能好。
⑵采用了带机械加长段的立柱，增大了调高范围。
⑶主梁、掩护梁两侧都有便护板，前端有防片帮板，防护性能好。
⑷前梁可向上摆18°，向下摆15°，使前梁与顶板接触良好。
⑸前梁前端护帮装置采用连杆机构，梁端距变化小。
⑹前梁千斤顶承载腔油路上装有大流量安全阀，可有效地防止工作面前部顶板过早离层。
⑺采用框架式推移机构，增大了移架力。
⑻防滑装置采用排头导向梁；防倒装置采用斜拉千斤顶。
2. 液压系统
ZY-35型支架的液压系统，其控制方式如下：
⑴前后两排立柱的升降动作，各用一片操纵阀操作，即可同时升降，也可单独升降。
⑵为使前梁能及时支护新暴露的顶板，并迅速达到工作阻力，在短柱活塞的回路上装一只YF3A型安全阀，以保短柱的工作阻力。
⑶为防煤壁片帮支架上设有防片帮装置，并用一只SSF型双向锁对防片帮千斤顶中的活塞腔与活塞杆腔分别进行互相联锁。
⑷在推移千斤顶的活塞杆腔中接入闭锁回路，防止在移架时运输机往后退缩。
三、实验设备
1. HB4-160型垛式支架 1架
2. CF1型操纵阀 1只
3. RB-45/100型乳化液泵 1台
4. RX-400型乳化液泵站 1套
5. ZY-35型支撑掩护式支架（模型） 1架

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