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1、第九章 液压支护设备章题目液压支护设备授课时数10模 块概述方法启发式、实践、举例单 元概述手段多媒体+板书教 学目 的1、理解和掌握单体液压支柱的结构、组成及工作原理；2、理解和掌握液压支架的结构、组成及工作原理；3、理解和掌握液压支架主要部件、结构及工作原理；4、理解和掌握单体液压支柱与滑移顶梁支架；5、了解液压支架的类型及在支护工作面上的工作方式；6、理解和掌握液压支架的安装、使用及维护；教学基本内容1、 单体液压支柱的结构、组成及工作原理；2、 液压支架的结构、组成及工作原理；3、 液压支架的类型及在支护工作面上的工作方式；4、 单体液压支柱与滑移顶梁支架；5、 液压支架的安装、使用及
2、维护；重点液压支架的结构，主要部件、工作原理及工作方式；难点液压支架的结构及工作原理；内容拓展毕业设计和生产实际参考教材1、刘胜利. 矿山机械，煤炭工业出版社。2、谢锡纯. 矿井机械与设备：中国矿业大学出版社。 作业P 175-1，2， 5，6，7，9，12，13，15，16，19，21；第一节 概述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，保证工作人员的安全和各项作业的正常进行，必须对顶板进行支护。煤矿的顶板支护设备的发展过程，大体经历了木支柱摩擦式金属支柱单体液压支柱液压支架等几个阶段。单体液压支柱是国外上世纪年代出现的，当时由于用它代替传统的木支柱与摩擦式金属支
3、柱，使煤矿的生产效率大大提高。直到上世纪年代末期，随着液压支架的逐步使用单体液压支柱使用数量才日益减少。本章主要是以液压支架为主,单体液压支柱只作简单介绍。一、液压支架的组成及工作原理(一)液压支架的组成液压支架由顶梁、前梁、掩护梁2、立柱、底座、推移装置、阀件、管路系统，连接部件及各种附属装置等组成。顶梁和底座通过数根立柱支撑在顶、底板之间，构成一个可移动的刚性架体，支撑顶板并形成一定的工作空间。图91液压支架的组成1-顶梁；2掩护梁；3-立柱；4-推移千斤顶；5-底座；6-连杆；7-前梁(二)液压支架的工作原理液压支架的工作原理图，如图9-2所示。液压支架在工作过程中，不仅要能够可靠地支撑
4、顶板，而且能随着回采工作面的推进，沿工作面走向向前移动。这就要求液压支架必须具有升、降、推、移四个基本动作。这些动作是利用泵站供给的高压液体，通过工作性质不同的几个液压缸来完成的。图9-2 液压支架的工作原理1-输送机；2-推移千顶；3-立柱；4-安全阀；5-液控单向阀；6-操纵阀1支架的升降 支架的升降是以高压液体为动力，依靠立柱的伸缩来实现的。初撑；承载；卸载；2液压支架的推移（三）液压支架的支护方式1.即时支护：落煤一移架一推溜，适用于各种顶板条件，目前应用最为广泛。2.滞后支护：落煤一推溜一移架，适用于稳定、完整的顶板条件。3.复合支护：落煤-伸出探梁-推溜-移架，适用于各种顶板条件，
5、但支架操作次数增加。二、液压支架的分类液压支架按其对顶板的支护方式和结构特点的不同，可分为支撑式掩护式支撑掩护式图9-3 液压支架的类型(a、b)支撑式 (c)掩护式 (d)支撑掩护式三、液压支架的基本参数初撑力、工作阻力、支护强度、推溜力和移架力、支架高度四、液压支架型号的命名根据中华人民共和国煤炭工业标准MT154.5-87“液压支架产品型号编制和管理方法”规定：液压支架的型号主要由产品类型代号、第一特征代号和、主要参数代号组成。如果这样表示仍难以区分时，再增加“第二特征代号”以及“设计修改序号”。液压支架型号的组成和排列如下：第二节 液压支架的主要部件及结构主要部件：立柱、控制阀、操纵阀
6、一、立柱作用：立柱是支架实现支撑和承载的主要部件。种类：按伸缩数分为单伸缩和双伸缩；按供液方式有内供液和外供液两种；组成：缸体；活塞；活塞杆；工作情况：见课本二、控制阀作用：使支架正常工作，有效地控制顶板压力和围岩移动的关键液压元件；组成：液控单向阀；安全阀；（一）液控单向阀作用：利用该阀的闭锁原理控制立柱下腔液体的工作状态；种类：分为平面密封、锥面密封和球面密封三种型式；要求：密封性好；工作寿命长；动作要灵敏；图94平面密封型液控单向阀1-堵头；2-阀体；3-卸载顶杆；4-弹簧；5-阀座；6-阀垫；7-导向套；8-阀芯；9-阀芯弹簧；10-阀套；11-安全阀（二）安全阀作用：防立柱或支架过载
7、，保证支架安全地工作；是支架具有恒阻特性和可缩性的关键元件；安全阀的工作原理同液压传动一样，参看本教材的液压传动部分。三、操纵阀作用：操纵阀是控制各液压缸进出油路使支柱完成各种动作的开关。因此要求密封性好，工作可靠，操作方便。操纵阀的机能、通路和位数必须满足支架的动作要求。操纵阀的机能，一般在停止位置时，各个通路应全部回液，在工作位置时，除工作通路进液外，其余全部回液，相当于“”型机能。因此，操纵阀上有一个高压进液口和一个低压回液口。分类：操纵阀按控制方法不同，可分为手控、液控、电控和电液控；按动作原理不同，有往复式和回转式两种；工作情况：（见课本）结构：图9-5 往复式球形操纵阀1-凸轮；2
8、-顶杆；3-阀套；4-阀体；5-低压阀球；6-阀座；7-中间顶杆；8-接头螺帽；9-阀座；10-高压阀球；11-弹簧；12-调节螺帽；13-高压断路阀；14-低压断路阀；15-锥阀；16-螺母；17-顶杆图9-6 CZF1型回转式操纵阀1-手把；2-转盖；3-推力轴承；4-示位牌；5-阀盖；6-阀座；7-阀芯；8-阀体；9-密封环；10-转子四、顶梁及掩护梁作用：顶梁直接与顶板相接触，并承受顶板载荷，也为立拄、掩护梁、挡矸装置等提供必要的连接点。它将直接承受冒落矸石的载荷和顶板通过顶梁传递的水平载荷引起的弯矩。种类：掩护式；支撑掩护式；（一）支撑式支架的顶梁分类：整体顶梁；分段式顶梁；1、整体
9、顶梁：整体顶梁能顺利地通过顶板局部冒落、凹坑、但对顶板台阶适应能力差。图97 整体顶梁2、分段顶梁:种类：铰接式；半铰接式；组合式；适用性：由于分段顶梁铰接处的纵向间隙和销轴可以容许各段之间有稍许扭转，因而整体顶梁容易满足刚度要求，对局部顶板的凹凸有较强的适应性，但整体刚性较差，一般用于较平整的顶板。图98分段铰接顶梁（二）掩护梁结构：掩护梁由型钢作骨架，采用钢板焊接而成的箱形结构，从侧面看，掩护梁的形状有折线型和直线型两种；区别：折线型掩护梁的支架相对于直线型掩护梁的支架断面大，通常插腿型掩护式支架的掩护梁多采用此种型式，以增大通风面积。但折线型掩护梁的工艺性差，当支架歪斜时，架间密封性较差
10、。而直线型掩护梁制造工艺简单，除插腿掩护式支架以外的其它掩护式支架和支撑掩护式支架多采用直线型掩护梁。图99掩护梁的不同形状(a)折线型 (b)直线型1-顶梁；2-掩护梁；3-支柱；4-前连杆；5-后连杆；6-底座；7-限位千斤顶五、底座作用：直接和底板相接触,传递顶板压力到底板的支架部件；种类：刚性整底式、刚性分底式、分底式；要求：应具有足够的强度和刚度，对底板起伏不平的适应性强，保证支架有较好的稳定性和排矸能力。图910底座形式(a)刚性整底式；(b)刚性分底式六、导向装置常用的导向装置是导向梁，其作用是为支架前移进行导向。它布置在相邻两支架的底座之间，一端与工作面输送机铰接并随输送机一起
11、前移。七、推移装置支架形式不同则移架和推溜方式各不一样，但都是通过液压千斤顶来实现的。千斤顶的两端分别与支架的底座和输送机连接，由操纵阀控制，以支架与输送机互为支点的推移方式，完成移架和推溜动作。常用的推移装置分为无框架式和框架式；图9-11 推移装置1-输送机；2-支架；3-推移千斤顶；4-交替单向阀；5-中间框架；6-浮动活塞八、防滑防倒装置液压支架在倾斜工作面使用过程，由于支架自重在工作面倾斜方向上的分力使支架下滑；而且当工作面倾角较大，顶底板不平整时，还会导致支架受更大的侧向力而倾倒。防滑防倒装置都是利用设在相邻支架上的防滑、防倒千斤顶在调架时产生一定的推力，以防止支架下滑、倾倒，并进
12、行架间调整。导向梁的一端与输送机连接，另一端用单体液压支柱固定，并撑住顶板，移架时前架支架就能沿着排头导向梁前移而防止下滑。九、护帮装置护帮装置的作用是支护工作面的煤壁，而防止片帮伤人和引起冒顶。主要用于厚煤层或煤质松软的中厚煤层的支架。护帮装置的主要元件有护帮板和护帮千斤顶。第三节 液压支架的典型结构以ZY2000/14/31型液压支架为例，先介绍基本组成和结构特点；再分析整架液压系统组成的形式，在黑板上画出方框图。然后分析立柱控制回路、平衡千斤顶控制回路、推移千斤顶控制回路、侧护板千斤顶控制回路、挡煤板千斤顶控制回路的工作原理（即液体的循环过程）和各元件的作用。基本组成：底座，掩护梁，立柱
13、，顶梁，推移千斤顶，侧护板，护帮装置，操纵装置；结构特点液压系统图9-12 掩护液压支架液压系统图R1-平衡千斤顶；R2-立柱；R3-推移千斤顶；R4-护帮千斤顶；R5-掩护梁侧护千斤顶；R6-顶梁侧护千斤顶第四节 液压支架的控制一、液压支架的控制方式按操纵阀与所控支架的相对位置可分为：本架控制和邻架控制两种。按控制原理分：有全流量控制和先导式控制两种。按机械化程度分：有手动控制和电液自动控制两种方式。二、液压支架的电液自动控制1、系统的组成图9-13 液压支架电液自动控制系统构成示意图 1-电源；2-控制器供电电缆；3-中央控制器；4-支架控制器；5-分线盒； 6-压力传感器；7-电磁操纵阀
14、；8-过架电缆；9-位移传感器；10-输电线2、系统工作原理图9-14 电液自动控制系统工作原理方框图第五节 单体液压支柱与滑移顶梁支架一、单体液压支柱其工作特性是恒阻、初撑力力较大，支护效率高，回柱安全、使用寿命较长；适用于倾角小于25度，底板比压大于20Mpa。按供液方式不同分为内注式和外注式两种。1.内注式单体液压支柱工作过程分为升柱与初撑、承载、卸载降柱。基本结构（图915）图915 内注式单体液压支柱2.外注式单体液压支柱工作过程分为升柱与初撑、承载、卸载降柱。 基本结构：（图916） 图916外注式单体液压支柱结构图二、滑移顶梁支架滑移顶梁支架是一种介于液压支架和单体液压支柱之间的
15、又一种液压支护设备。它适用于煤层倾角小于25缓倾斜中厚煤层一次采全高或厚煤层放顶煤的回采工作面。(一)滑移顶梁支架的基本结构滑移顶梁支架的架体结构如图9-17所示。它主要由前顶梁1、后顶梁6、前梁立柱3、后梁立柱4、后掩护柱5、弹簧钢板7、水平推移千斤顶8和防护板2等组成。图917滑移顶梁支架1-前顶梁；2-防护板；3-前梁立柱；4-后梁立柱；5-后掩护柱；6-后顶梁；7-弹簧钢板；8-水平推移千斤顶(二)移架过程滑移顶梁支架的整个移架过程可分为以下6个动作，如图918所示。后柱支撑，提前柱，如图9-23(a)所示； 后柱支撑，移前梁，如图9-23(b)所示后柱支撑，支撑前柱，如图9-23(c
16、)所示； 前柱支撑，提后柱，如图9-23(d)所示前柱支撑，移后梁，如图9-23(e)所示； 前柱支撑，支撑后柱，如图9-23(f)所示图9-18 滑移顶梁支架的移架过程(三)对滑移顶梁支架使用的基本要求第六节 液压支架的安装、使用与维护一、理论指导（一）使用液压支架的基本要求；（二）液压支架的调整及预防（架间距调整、上窜下滑调整）；（三）液压支架在困难条件下的使用（破碎顶板、软底、过断层、过老巷）；（四）液压支架事故处理措施的编制（倒架、压架、下陷处理）；（五）液压支架的搬运；（六）工作面液压支架的安装与调试；（七）液压支架安装质量标准；（八）液压支架常见故障处理及维护；二、现场指导（一）液
17、压支架液压管路的安装（二）液压支架的装车（三）液压支架的验收三、学生练习（一）操作练习的内容1、液压支架液压管路的安装2、液压支架的装车3、液压支架的验收（二）学生实践训练1、立柱的更换操作对照设备介绍更换立柱的方法、步骤和安全注意事项2、安全阀的更换3、液控单向阀的更换4、液控双向锁的更换5、操作阀的更换四、考核与总结1、学生小组报告实训工作的完成情况和存在的问题2、采用答辩的形式，了解学生对理论知识和操作技能的掌握情况3、肯定学生在教学中取得的进步，指出学生巩固学习的方法和要求。第十章 掘进机械章题目掘进机械授课时数6模 块概述方法启发式、实践、举例单 元概述手段多媒体+板书教 学目 的1、理解和掌握凿岩机的组成、主要部件及工作原理；以YT24型气腿式凿岩机为例；2、理解和掌握凿岩台车的机构、主要部件及工作原理；3、理解和掌握掘进机的结构及工作原理；重点介绍部分断面及全断面巷道掘进机；4、理解和掌握装载机的种类、结构及工作原理；5、掌握掘进机械及装载机械的使用与维护；教学基本内容1、 凿岩机的组成、主要部件及工作原理；2、 凿岩台车的机构、主要部件及工作原理；3、 部分断面及全断面巷道掘进机的机构及工作原理；4、 装载机的种类、结构及工作原理；5、 掘进机械及装载机械的使用与维护；