液压支架工中级工培训教案.docx

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液压支架工中级工培训教案

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理论知识：

第一章图样的表示方法

第一节机体外部形状的表达—视图

1、视图的概念及分类：

视图是根据有关国家标准和规定用正投影法绘制的图形。

其包括基本视图、向视图、局部视图和斜视图四种。

1）基本视图

将机件向基本投影面投射所得的视图称为基本视图。

即机件的主视图、左视图、后视图、右视图、俯视图、仰视图6个方向的投影所得视图。

在同一张图纸内的6个基本视图一律不标注视图名称，但它们保持长对正、高平齐、宽相等的投影关系。

2）向视图

向视图是可以自由配置的视图。

为了便于读图，应在向视图的上方用大写拉丁字母标出该向视图的名称，并在相应的视图附件指明投射方向，注上与箭头上相同的字母。

3）局部视图

局部视图是将机件的某一部分向基本投影面投射所得的视图。

局部视图的配置、标注及画法：

（1）局部视图可按基本视图配置的形式，也可按向视图的配置形状配置在适当位置。

（2）局部视图用带字幕的箭头标明所表达的部位和投影方向，并在局部视图的上方标注相应的字母。

当局部视图投影关系配置，中间又没有其他视图时，可省略标注。

（3）局部视图的裂隙边界用波浪线或双折线表示，但当所表示的局部结构是完整的，其图形的外轮廓线呈封闭时，波浪线可省略不画。

（4）对称机件的视图可只画1/2或1/4，并在对称中心线的两端画两条与其垂直的平行细实线，这种简化画法是局部视图的一种特殊的画法，即用细点线代替波浪线作为裂隙边界线。

4）斜视图

将机体向不平行于基本投影面的平面投射所得的视图称为斜视图。

斜视图的配置、标注及画法：

（1）斜视图通常按向视图的配置形式配置并标注，即在斜视图上方用字母标出视图的名称，在相应的视图附近用带有同样字母的箭头指明投射方向。

（2）必要时，允许将斜视图旋转配置并加注旋转符号。

符号为半圆形，半径等于字体高度。

表示该视图名称的字母应靠近旋转符号的箭头端，也允许在字母后注出旋转角度。

第二节机体外部形状的表达—剖视图

1、剖视图的形成

假想用剖切面剖开机件，将处在观察者与剖切面之间的部分移去而将其余部分向投影面投射所得的图形称为剖视图，简称剖视图的形成过程。

2、剖面线的画法

表示金属材料的剖面符号通常称为剖面线，应画成间隔均匀的平行细实线，向左或向右倾斜均可。

同一机件的各个视图中的剖面线方向与间距必须一致。

剖面线应以适当角度的细实线绘制，与主要轮廓或剖面区域的对称线成45°角，倾斜部分可与水平线倾斜成30°、60°。

3、剖视图的配置与标注

为了便于读图时查找投影关系，剖视图一般应标注其名称“x-x”（x表示大写拉丁字母）,在相应的视图上用剖切符号表示剖切位置和投射方向，并标注相同的字母。

剖切符号用粗短线画（线宽1-1.5d）表示，离开图形、线长3-5mm，用以指示剖切面的起始和转折位置，并用箭头表示投射方向。

4、剖视图的种类

根据剖切范围的大小，剖视图可分为全剖视图、半剖视图和局部剖视图。

1）全剖视图：

用剖切面完全地剖开机件所得的剖视图称为全剖视图。

一般用于外形比较简单、内部结构较为复杂的机件。

2）半剖视图：

当机件具有对称平面时，向垂直于对称平面的投影面上投射所得的图形，允许以对称中心线为界，一半画成剖视图，一半画成视图。

常用于表达内外形状都比较复杂的对称机件。

3）局部剖视图：

用剖切平面局部的剖开机件所得的剖视图。

画图时要注意的问题如下;

（1）可用波浪线分界，波浪线应画在机件的实体上，不能超过实体轮廓线，也不能画在机件的中空处。

（2）一个视图中，局部剖视的数量不宜太多，在不影响外形表达的情况下，可采用大面积的局部剖视图，以减少局部剖视图的数量。

（3）波浪线不应画在轮廓线的延长线上，也不能用轮廓线代替或与图样上其它线重合。

第二章液压支架的结构

第一节液压支架的结构分析

液压支架的结构从宏观上可以分为两大部分：

金属结构件和液压元件。

金属结构件包括顶梁、掩护梁、连杆和底座四大部分，其作用是承担顶板的压力并将其传递到底板，维护一定的工作空间。

液压元件主要包括执行元件和控制元件两大部分。

执行元件担负着液压支架各个动作的完成，由立柱和各种千斤顶组成；控制元件担负着液压支架各个动作的操作、控制任务，由操纵阀、控制阀等各种液压阀组成。

下面具体说明一下。

1、金属结构件的结构分析

根据液压支架的使用情况，着重说明掩护式和支撑掩护式液压支架的结构。

1）顶梁的结构分析

（1）掩护式液压支架：

分长顶梁和短顶梁两种，前者立柱多支撑在顶梁上，后者立柱多支撑在掩护梁上。

下面介绍两种常见的掩护式顶梁。

平衡式顶梁：

一般为整体结构，顶梁下部与掩护梁铰接，铰接点前后段比例接近于2：

1，使顶梁两端趋于平衡。

其缺点是顶梁与掩护梁之间存在三角区，影响顶梁的受力与调整。

铰接式顶梁:

其立柱直接支撑在顶梁上，顶梁与掩护梁之间安装平衡千斤顶。

（2）支撑掩护式液压支架：

其顶梁一般为整体结构，只是在顶梁与掩护梁之间增设了侧护装置。

2）掩护梁的结构分析

掩护梁是掩护式和支撑掩护式液压支架的主要承载构件，其作用是防止采空区冒落的矸石涌入工作面，并承受冒落矸石的压力。

其结构为钢板焊接的箱式结构。

3）底座的结构分析

底座要满足一定的刚度和强度，与地板比压小，起一定的排矸能力。

型式有整体式、对分式、柱鞋式。

我们介绍的是整体式。

2、辅助装置

辅助装置主要包括推移装置、护帮装置、侧护装置、调架装置、防倒防滑装置等。

推移装置的作用就是完成支架的移架，同时也作为输送机向前移动的支点。

推移装置按结构和移动的方式不同，可以分为直接推移和间接推移装置。

直接推移装置由推移千斤顶和连接头组成，其连接方式有正装和倒装两种，结构简单，连接方便。

缺点是推拉力分配不合理。

而间接推移装置由推移千斤顶和连接头、推移框架组成，结构简单，连接方便，推拉力分配合理。

3、执行元件的结构

1）立柱的作用：

是液压支架的主要执行元件，用于承受顶板负荷、调节支护高度。

立柱的种类及组成：

立柱大致可分为单伸缩和双伸缩两种。

单伸缩立柱有不带机械加长杆和带机械加长杆两种形式。

单伸缩立柱有单作用和双作用之分，前者采用液压升柱、自重降柱工作方式，目前应用较少；双作用立柱靠液压升降柱，安全可靠，目前应用较多。

单伸缩立柱主要由缸体、活柱、加长杆导向套、密封件和连接件组成。

如下图。

带机械加长杆的单伸缩立柱

1-缸体；2-卡键；3-卡箍；4-支撑环；5-鼓形密封圈；6-导向环；7-活柱；8-导向套；9-方钢丝挡圈；10、13-聚甲醛挡；11-O型圈；12-蕾形密封圈；14-防尘圈；15-销轴；16-保持套；17-半环；18-加长杆

2）千斤顶的作用、种类及组成：

千斤顶种类很多，按其结构的不同有柱塞式和活塞式千斤顶，活塞式千斤顶可分为固定活塞式和浮动活塞式；按进液方式可分为内进液式和外进液式；按其在支架中的作用不同可分为推移千斤顶、护帮千斤顶、侧推千斤顶、平衡千斤顶、限位千斤顶、防滑千斤顶等。

（1）下图为柱塞式千斤顶，其主要由缸体、柱塞、导向套、连接件和密封件组成。

柱塞式千斤顶

1-缸体；2-导向环；3-柱塞；4-O型圈；5-挡圈；6-密封圈；7-挡圈；8-导向套；9-卡环；10-缸盖；11-弹性挡圈；12-防尘圈；13-塑料帽

（2）下图为固定活塞式千斤顶，其主要由缸体、活塞头、导向套、连接件和密封件组成。

固定活塞式千斤顶

1-缸体；2、10、12、13、15-挡圈；3-保持套；4-半环；5-支承环；6-活塞头；7-鼓形密封圈；8-导向环；9、11-O型圈；14-密封圈；16-导向套；17-防尘圈；18-活塞杆

（3）下图为浮动活塞式千斤顶示意图，其主要由缸体、活塞头、导向套、连接件和密封件组成。

浮动活塞式千斤顶

1、21-弹性挡圈；2-保持套；3-半环；4-卡箍；5-卡键；6-支承环；7-鼓形密封；8、14-导向环；9-活塞头；10-距离套；11-缸体；12-活塞杆；13-导向套；15-O形圈；16、18-挡圈；17-密封圈；19-卡环；20-O形圈；22-缸盖；23-防尘环

3）立柱和千斤顶的区别

（1）活塞杆直径的差异。

立柱要承受较大的顶板负荷，活柱直径要大，可以保证足够的刚度和强度；千斤顶在保障一定刚度的前提下，按照推拉力的比例来选择活塞杆直径的大小。

（2）外边连接的差异。

立柱的缸底和柱头分别安装在底座和顶梁的柱窝中，一般采用球面接触。

（3）调节范围的差异，立柱的调节范围较大，千斤顶的调节范围最大为700mm为单伸缩结构。

（4）活塞的连接差异。

立柱的活塞一般为整体式结构，即活塞和活柱焊接为一体。

千斤顶大多为组合结构，活塞和活塞杆组装在一起，有固定组合和滑动组合两种，采用滑动组合的往往是推移千斤顶。

4）液压支架控制元件的作用、分类、组成、结构及工作原理

（1）操纵阀按照阀芯动作原理的不同，分为往复式和回转式两大类；按控制方法不同分为手动、液控、电控和电液控等。

它由不同数量的片阀组合而成，其中一片为首片阀，其余为结构相同的中片阀。

首片阀上设有供回液接头。

尾片阀中设有初撑力自保阀，能自动保持立柱达到泵压的初撑力。

（2）安全阀均为直动式安全阀，其结构简单、动作灵敏、过载时能迅速的起到卸载溢流的作用。

安全阀的工作原理是通过阀口前的液压力与作用于阀芯上弹性元件作用力的相互作用，实现阀的开启溢流和关闭定压的作用。

（3）液控单向阀主要由单向阀芯和液控顶杆两部分组成。

种类有平面密封式、锥面密封式、球面密封式、圆柱面密封式四种类型。

其它常用的液压元件还有截止阀、回液断路阀、交替单向阀、软管。

第二节液压支架的液压控制系统

1、液压支架的液压系统及其特点

液压支架的液压系统属于液压传动中的泵-缸开式系统。

动力源是乳化液泵，执行元件是各种液压缸。

液压支架的液压系统具有下列特点：

（1）液压系统庞大，元件多。

（2）供液路程长，压力损失大，要求主管路有足够的过流断面。

（3）工作环境恶劣，空间有限，要求液压元件可靠。

（4）对液压元件要求高，要材料好、精度高，具有较好的防锈、防腐蚀能力。

2、液压控制系统的基本回路

液压支架的控制系统由主管路和基本控制回路二大部分组合而成。

1）主管路主要有两线主管路（一条主压力管路，一条主回液管）、多线主管路

2）基本控制回路

（1）换向回路用来实现支架各液压缸工作腔液流换向，完成液压缸伸出缩回动作，控制元件是操纵阀。

（2）阻尼回路可以使液压缸的动作较为平稳，使浮动状态下的液压缸具有一定的抗冲击负荷能力。

（3）差动回路采用交替逆止阀作为控制元件，能减少液压缸的推力，提高推出速度。

（4）锁紧限压回路其控制元件是安全阀，能限制被锁紧的工作腔的最大工作压力，保证液压缸其承载构件不会过负荷。

（5）双压回路可对液压缸的伸出和缩回动作提供不同的液压力。

（6）自保回路扳动操纵阀工作后，将手拿开仍可通过工作腔的压力自保保持对工作腔的继续供液。

（7）背压回路使液压缸工作腔在回液时保持一定的压力，立柱下腔的背压可以实现支架擦顶带压移架。

（8）连锁回路由不同操纵阀分别控制的几个液压缸，连锁回路可以使它们相互联系或制约，防止因误操作引起不良后果。

（9）先导控制回路其主要控制元件是先导液压操纵阀和液控分配阀，先导液压操纵阀发出先导液压指令，液压分配阀接到后立即动作，向相应液压缸工作腔供液。

3）液压支架的控制方式

控制方式主要有本架控制、单向邻架控制、电液控系统、先导控制式电液控制系统四种。

第三章乳化液泵站

第一节乳化液泵

1、乳化液泵的工作原理：

乳化液泵一般为卧式三柱塞往复泵，它是将曲轴的转动经过连杆-滑块机构而使柱塞成直线作往复运动。

工作原理如下图：

当电机带动曲轴1按箭头方向旋转时，曲轴就带动连杆2运动，连杆带动滑块3沿滑槽4作往复直线运动，从而带动柱塞5做左右往复直线运动，当柱塞向左运动时，在柱塞右端的缸体6内形成真空，乳化液箱内的乳化液在大气压的作用下，把进液阀9打开，进入缸体并充满柱塞的空间，此时，排液阀7在管道内的液压力作用下关闭，完成吸液过程。

当柱塞向右运动时，缸体内容积减小，乳化液受柱挤压而压力增高，使吸液阀关闭，排液阀打开，乳化液被挤出缸体，经主进液管而输送到工作面支架，完成排液过程。

这样，柱塞每往复运动一次，就吸排液一次，柱塞不断运动，就不断进行吸排液。

2、乳化液泵流量脉动产生的原因及危害：

泵的连续流量是有三个柱塞连续往复运动所获得流量的总和。

流量也在不断的变化，时大时小，这种变化现象就是流量脉动。

其必然引起液压系统高压管路内的压力变化，从而导致压力脉动现象的发生，引起管道和阀的震动，特别是当泵的脉动频率与管道和阀的固有频率一致时就会出现强烈的共振，严重时会使管道和阀甚至泵损坏。

所以泵站中设有蓄能器以缓解流量和压力脉动。

3、乳化液泵压力的决定因素及要求：

在泵流量不变化的情况下，泵的压力将随外部负载和管道摩擦阻力的大小而变化，当摩擦阻力一定时，外部负载愈大，泵所产生的液压力就越高。

但是，泵产生的液压力不允许无限增大，只能承受一定的压力，因此，在工作中一般不允许超过泵的出厂额定压力。

4、乳化液箱及其附件：

乳化液箱由液箱、吸液过滤器、高压过滤器、交替阀、蓄能器、回液过滤器、磁过滤、配液阀等零部件组成。

5、卸载阀组：

主要由卸载阀和先导阀组成，工作原理是乳化液泵输出的高压乳化液进入卸载阀后分成4条液路。

其作用是在泵启动时打开手动卸载阀，使电机空载启动；可自动卸载供液系统中的升高压力，保护泵的使用寿命，节省电能；自动卸载阀可使降低的系统压力重新恢复供液状态。

6、安全阀：

由阀壳、阀芯、阀座、弹簧座、橡胶阀垫及弹簧组成。

是液压系统的保护元件，在卸载阀发生故障、系统压力超载的瞬间打开，压力稍一降低随即关闭，只能起安全保护作用，不可代替卸载阀使用。

第二节乳化液泵站的运转及故障处理

1、乳化液泵的开停机顺序：

开泵顺序：

（1）打开泵的吸液截止阀及回液管在液箱上的截止阀。

（2）打开手动卸载阀，使泵在空载下启动。

（3）闭合控制开关的转向开关。

（4）点动开关，确定泵的方向，正确开车。

（5）电机运转正常后，关闭去工作面的截止阀，检查自动卸载阀的灵敏动作性和标准性。

（6）上述检查正常后，打开供液截止阀，关闭手动卸载阀，工作面供液。

启动过程中要注意各有关部位有无漏液现象。

停泵顺序：

（1）先打开手动卸载阀，使泵液排回液箱，卸载运行。

（2）停止控制开关按钮，使泵停止运转。

（3）开关的转向开关回零位，并进行闭锁。

2、乳化液泵站常见故障及处理方法：

见下图。

3、乳化液的组成及特征：

目前，国内外液压支架均采用由水和乳化油组成的水包油型乳化液，即由5%的乳化油均匀分散在95%的水中，其颗粒度为0.001-0.005mm。

特征：

安全性好、经济性好、黏度小、黏温性能好、防锈性和润滑性好、稳定性好、对密封材料适应性好、对人体无害、无刺激性、无污染、冷却性好。

第四章综采工作面生产工艺

1、缓倾斜薄及中厚煤层走向长壁综采生产工艺

综采工作面生产工艺过程，主要包括割煤、运煤、支护和处理采空区4个工序。

1）割煤工序包括落煤与装煤。

完成落煤工序的设备为滚筒式采煤机，利用滚筒的螺旋叶片和滚筒螺旋的抛掷作用，把煤直接装入工作面的刮板输送机上。

其中割煤方式又可以分为单向割煤和双向割煤两种。

2）采煤机进刀方式分为推入式、钻入式、斜切式三种类型。

其中应用最广的是斜切式进刀方式。

其又分为割三角煤斜切进刀式、留三角煤斜切进刀式、工作面中部斜切进刀方式。

2、厚煤层放顶综采生产工艺

综采放顶煤工艺依工作面输送机数量可分为单输送机与双输送机两种；按液压支架上的放煤口位置又可分为高位、中位、低位放煤三种。

具体工艺如下：

1）采煤机割煤、移架、移前部运输机。

2）随支架移后部运输机。

3）放顶煤。

放煤前把支架排成直线自工作面一端向另一端依次放煤，视情况可一次一架或同时放两架。

在放煤口出现矸石时，及时停止放煤。

操作技能部分

第一章综采工作面设备的安装与撤出

第一节综采设备的安装

一、综采设备安装顺序一般是：

供电系统-泵站-工作面输送机-支架-采煤机，根据不同情况又可以分为以下三种方式:

1、安装液压支架-工作面刮板输送机-采煤机。

转载机、皮带机和电器设备的安装可与工作面的设备安装平行作业。

2、安装工作面输送机-转载机-皮带机-采煤机-支架。

3、同时按照工作面刮板机-转载机-皮带机-泵站-电器设备-支架-采煤机。

二、液压支架的安装方法及安装的质量要求

根据开切眼内顶板的情况，支架的安装方法有前进式和后退式两种。

1、前进式安装。

工作面压力大，顶板破碎时采用分段式扩面、分段安装或边扩面边安装的前进式安装方法。

安装顺序方向与支架运送方向一致，支架由入口依次往里安装。

安装与扩面工作同时进行，分段将工作面依次安装完毕。

安装本架时，本架上可预先挑上3块2-2.5m长的大板梁，给下架支架安装创造条件。

支架卸车、调向、摆正、定位，主要用绞车牵引，同时必须注意钢丝绳与支架的连接。

注意保护好顶板的支护。

2、后退式安装。

在顶板较好的情况下，开切眼一次掘好或一次扩好，铺轨后即可由里向外逐架安装。

3、支架的安装质量要求

（1）安装的支架要符合质量标准规定，保证支架上下成一条直线，保证支架间距为1.5m并垂直于工作面刮板输送机。

（2）支架位置调好后，应立即接通供液管路，将支架升起，顶梁与顶板接触严密，不准歪斜，局部超高或接触不好的用木跺垫实，支架须达到初撑力。

（3）支架安装后要及时更换损坏或丢失的零部件，管路排列整齐，并达到完好要求，液箱干净，乳化液配比符合规定。

（4）支架内无浮矸、杂物、钢轨、木料等。

4、工作面刮板输送机的安装及安装质量要求

（1）安装机头。

由机头向机尾依次进行安装，机头链轮轴线要垂直于开切眼安装中心线，与转载机机尾的相互位置一般应以转载机尾轴与工作面中部槽重合为好。

（2）安装中部槽和底链。