液压支架电控系统分析与应用.pdf

第 5期 总第 1 8 0期 2 0 1 3年 1 O月 机 械 工 程 与 自 动 化 M E CHANI CAL ENGI NEE RI NGAUTOMATI ON No． 5 Oc t ． 文章 编号 1 6 7 2 - 6 4 1 3 2 0 1 3 0 5 0 2 0 1 0 2 液压支架电控系统分析与应用 陈桃 杯 山西晋煤集 团 金 鼎煤机矿业有 限责任公 司，山西 晋城0 4 8 0 0 6 摘要 从液 压系统的组成、主要液压元件 的功 能 与原理 和稳定 性等方面 对液压支 架 电控 系统进行 了深入 分 析 ，指 出 了电控系统 在支架 中的主导作用 。 关键词 电控系统 ；主导作用 ；液压支 架 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 文献标识码 B 1液 压 系统 的组成 液压支架的电控系统由液压泵站 、 主进回液胶管 、 平面截止阀、 过滤器、 分进液管、 控制阀组、 立柱 、 千斤 顶和管路等组成 。当高压液体 到达 主控 阀组后 ， 分别 由主控 阀组中具有独立控制单元的阀片控制而通过高 压胶管。各种不同型号规格的液控元件联接软固定密 封元件及各种执行机构 如立柱各种千斤项 组合成一 个完整 的电控系统 。液压支架的液压系统原理图见图 1 图 l液 压 支 架 的液 压 系 统 原 理 圈 2 电控 系统 中主要 液压 部件 的功 能 与原理 2 ． 1 双伸 缩立 柱 当立柱主控处于“ 升柱” 的工位时， 高压液体经 主 控 阀、 高压胶管、 液控单 向阀进入立柱的活塞腔 ， 立柱 上升 ， 立柱一级缸活柱腔的液体通过液控单 向阀、 主控 阀、 主回液管路流回泵站液箱。当立柱一级缸行程用 完后 ， 高压液体打开二级缸 活塞底部 的底 阀进入二级 缸活塞腔 ， 使二级缸内的活柱上升 ， 与此同时使二级缸 内活柱的上腔液体通过液控单向阀、 主控阀、 主回液管 路流回泵站液箱 。 立柱电磁 阀在中间位置时， 立柱不再上升 ， 升架结 束 ， 支架达到预计的初撑力， 该立柱活塞腔与油路两端 均为闭锁状态。当顶板来压时 ， 由顶梁把压力传递给 立柱二级油缸内的活柱， 又因为二级缸底部 的底阀将 二级缸 内活柱的活塞腔闭锁 ， 使其内部压力升高， 同时 顶板的压力又通过二级缸内活柱下端面的液体传递给 二级缸 ， 从而使一级缸活塞腔压力升高 ， 待其压力达到 立柱安全阀调定的额定压力时 ， 支架也就达到额定工 作阻力 由于立柱一、 二级缸 的额定工作阻力相等， 又 因一级缸活塞腔面积大于二级缸活塞腔面积 ， 故二级 缸活塞的额定工作压力大于一级缸的 。顶板压力继 续增大时， 一级缸活塞腔压力随着升高 ， 等压力超过安 全阀的额定压力后 ， 安全阀开启释放液体到压力小于 安全阀压力时， 安全阀 自行关闭， 立柱恢复正常， 从而 起到保护支架各结构件的作用 。 立柱处于“ 降柱” 工位 时， 液体 由主控阀经管路进 入立柱一、 二级缸的活柱腔 ， 同时另一路液体进到一级 缸下腔 。但 由于二级缸底 阀闭锁 ， 故二级缸活塞腔 的 液体不 回流， 仅是一级缸活塞腔的液体回流 ， 从而使立 柱下降 ， 待一级缸行程为零时 ， 底 阀和一级缸缸底刚性 接触， 以机械的方式将底 阀打开， 使二级缸活塞腔的液 体 回流到泵站液箱 。 立柱的电磁阀在中间位置时， 立柱不再下降， 完成 降架。 2 ． 2 推 移 千斤顶 当推移千斤顶活塞杆处于“ 伸出” 工位时 ， 管路液 体由主控 阀进入千斤顶的活塞腔， 促使活塞杆伸出， 活 塞杆腔的液体经主控阀、 主回液管路流回泵站液箱。 当千斤顶活塞杆处于“ 收回” 工位 时， 高压液体 由 主控 阀经高压胶管进入推移千斤顶 活塞杆腔 ， 使推移 收稿 日期 ；2 0 1 3 - 0 2 2 5 }修 回日期 ；2 0 1 3 0 4 2 5 作者简介 陈桃 杯 1 9 6 8 一 ，女 ，河南偃师人 ，工程师 ，大专 ，主要从事机械制造与设计工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 2 机 械 工 程 与 自 动 化 2 0 1 3 年 第 5期 千斤顶活塞杆收回， 此时为“ 推溜” 状态。在此时 ， 该千 斤顶活塞腔的液体经主控 阀、 主 回液管路最终流 回泵 站 液箱 。 2 ． 3 伸 缩 梁千斤 顶 当伸缩千斤顶的活塞杆处于“ 伸 出” 工位时， 管路 液体 由主控阀进入千斤顶 的活塞腔， 将活塞杆推 出， 活 塞杆腔的液体经单向阀、 主控阀、 主回液管路 流回泵站 液箱 。 当伸缩梁千斤顶活塞杆处于“ 收 回” 工位 时， 高压 液体 由主控 阀经高压胶管进入伸缩 梁千斤顶活塞杆 腔， 将活塞杆收回 此时伸缩梁收回 ， 在此时千斤顶活 塞腔液体经主控 阀、 主回液管最终回流到泵站液箱。 2 ． 4 一级、 二级护帮千斤顶 当护帮千斤顶的活塞杆处于“ 伸 出” 工位 时， 高压 液体 由该主控阀经高压胶管单 向锁进入护帮千斤顶活 塞腔 ， 将活塞杆推出 此时护帮板挑起 ， 在此 同时 ， 另 一 分支高压液体打开双向锁控制护帮千斤顶活塞杆腔 的回液 口， 而活塞杆腔的液体经液控双 向锁 、 主控 阀、 主回液管最终回流到泵站液箱 。 当护帮千斤顶活塞杆主控阀处 于“ 收 回” 工位时 ， 高压液体 由主控 阀经高压胶管进入双向锁控制腔通向 护帮千斤顶活塞杆腔的进液 口， 进入该千斤顶活塞杆 腔， 将活塞杆收回 此时护帮板收 回 ， 与此 同时 ， 护帮 千斤顶下腔回液单向阀被顶杆顶开， 千斤顶活塞腔液 体经双向锁、 主控阀、 主回液管最终 回流到泵站液箱。 2 ． 5顶 、 掩 梁侧 推 千斤 顶 顶 、 掩梁侧护板以机械方式连接为一体 ， 工作时用 一 组电磁阀控制 4组侧推千斤顶同时使顶 、 掩梁侧护 板伸 出 、 收 回。 当顶、 掩梁侧推千斤顶 的活塞杆处 于“ 伸 出” 工位 时， 管路液体由主控阀进入侧推千斤顶活塞腔， 促使侧 推千斤顶的活塞杆伸出， 而活塞杆腔的液体经主控阀、 主回液管路流回泵站液箱 。 当侧推千斤顶活塞杆处于“ 收 回” 工位 时， 高压液 体由主控阀经高压胶管进入顶、 掩梁侧推千斤顶 的活 塞杆腔 ， 使该千斤顶活塞杆 收回， 同时顶 、 掩梁侧推千 斤顶活塞腔液体经限压阀、 主控阀、 主回液管最终回流 到泵站 液 箱 。 2 ． 6抬底 千 斤顶 抬底千斤顶的主要功能是防止底座下沉 ， 或下沉 后利用该千斤顶将支架底座抬起便于支架前移。 当抬底千斤顶的活塞杆处 于“ 伸出” 工位时 ， 高压 液体由主控阀经高压胶管进入该千斤顶 活塞腔 ， 使抬 底千斤顶伸 出， 而活塞杆腔的液体经液控单向锁 、 主控 阀、 主回液管最终回流到泵站液箱。 若抬底千斤顶因工作需要处于伸 出状态时 ， 该 千 斤顶应 一 直处 于伸 出 的供液状 态 。 抬底千斤顶收回时 ， 其上腔与立柱下腔联动， 由立 柱给以控制 。当立柱升柱的同时向抬底千斤顶上腔供 液， 将抬底千斤顶活塞杆收回。 2 ． 7 平衡 千 斤顶 当平衡千斤顶的活塞杆处于“ 伸 出” 工位时， 高压 液体由主控阀经高压胶管打开双向锁控制通向平衡千 斤顶活塞腔进液口， 与此同时 ， 另一分支高压液体打开 双向锁控制该千斤顶活塞杆腔的 回液 口， 实现高压液 体进人千斤顶内腔， 促使活塞杆伸出， 活塞杆腔的液体 经 管路 回流 到泵 站液 箱 。 千斤顶的活塞杆处 于中间某一位置， 即完成顶梁 前端上摆 ， 使支架顶梁适应顶板 的要求 。 当平衡千斤顶未被操作时 ， 该千斤顶活塞杆腔与 双向锁 、 安全 阀之 间液路两端均处 于闭锁状态 。当顶 板来压时， 该压力通过顶梁前端传递给平衡千斤 顶的 活塞杆 ， 使该千斤顶活塞腔压力升高， 达到安全阀调定 的额定工作压力时， 千斤顶就达到其额定工作阻力； 下 腔压力如果再升高， 高过安全阀的额定压力 ， 安全 阀开 始减压到活塞腔压力小于安全阀弹簧的压力 时， 安全 阀会 自行关闭， 千斤顶恢复正常 ， 达到增加支架的工作 阻力及保护部件的功能。 千斤 顶 活塞杆 处 于 “ 收 回” 工位 时 ， 高 压 液 体 由 主 控阀经高压胶管打开双向锁控制通 向平衡千斤顶活塞 杆腔的进液 口， 在此同时另一个高压液体打开双向锁 控制该千斤顶活塞腔 的回液 口， 实现高压液体进 入活 塞 杆腔 ， 收 回千斤 顶 ， 活 塞 杆 腔 的 液 体 经双 向锁 、 主控 阀、 主回液管 回流到泵站液箱。 千斤 顶 活塞杆 收 回处 于 中 间某 一位 置 时 ， 即 完成 顶梁后部上摆 ， 使支架顶梁适应顶板。 在掩护式支架工作中需要收回平衡千斤顶使支架 形成前低后高的工况时 ， 来 自顶板的压力作用到支架 顶梁后部， 使顶梁后部有向下的旋转趋势 ， 从而通过顶 梁将该力传递到平衡千斤顶活塞杆 ， 使该千斤顶受拉 。 当平衡千斤顶活塞杆处于 中间某一位 置时， 千斤 顶活 塞杆腔与双向锁之间液路两端均处 于闭锁状态 ， 活塞 杆腔压力升高到安全 阀额定工作压力， 千斤顶也就达 到了 自身的额定工作压力 。上腔压力如果再升高 ， 超 过安全阀额定压力时 ， 安全阀泄压 ， 保持支架合理的工 作 状态 。 3结语 液压支架电液控制系统 的好坏直接影响着支架的 操作与应用 ， 设计一套高质量 的电液控系统是高效生 产的基本保障。 An a l y s i s a n d App l i c a t i o n o f El e c t r i c Co n t r o l S y s t e m o f Hy dr a u l i c S u pp o r t CHEN Tao - be i J i n c h e n g An t h r a c i t e Mi n i n g Gr o u p J i n d i n g C o a l Ma c h i n e r y De v e l o p me n t C o ． ，L t d ． ， J i n c h e n g 0 4 8 0 0 6 ，C h i n a Ab s t r a c t Th i s p a p e r a n a l y z e d t h e e l e c t r i c c o n t r o l s y s t e m o f h y d r a u l i c s u p p o r t f r o m t h e c o mp o s i t i o n o f t h e h y d r a u l i c s y s t e mt h e f u n c t i o n a n d wo r k i n g p r i n c i p l e o f t h e ma i n h y d r a u l i c c o mp o n e n t s i n t h e h y d r a u l i c s y s t e m． Th e s t u d y s h o ws t h e e l e c t r i c c o n t r o l s y s t e m p l a y s a l e a d i n g r o l e i n t h e wo r k i n g o f h y d r a u l i c s u p p o r t s ． Ke y wo r d s e l e c t r o n i c c o n t r o l s y s t e m ；l e a d i n g r o l e ；h y d r a u l i c s u p p o r t 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m