单体液压支柱的结构设计和防倒装置分析结构设计 34页

'单体液压支柱的结构设计和防倒装置分析结构设计1.1我国煤层赋存状况我国是煤炭资源最为丰富的国家，煤炭的储量和产量占世界第一位。煤炭已经成为我国所依赖的重要能源。社会市场经济进一步带动了我国地方煤矿的飞速发展。现在已有360个年产3Mt以上的地方矿出现，形成了国有重点煤矿和地方中小型煤矿的并存局面。由于我国的煤炭资源分布地域极广，煤层赋存状况也各式各样，主要有如下几个特点：（1）从围岩和煤层赋存的关系上来说，我国不仅有赋存在软岩顶板下的煤层和一般顶板条件下的煤层，还有赋存在坚硬顶板条件下的煤层。坚硬顶板下煤层开采难度相当大，常常有几千平方米的悬顶出现，一旦垮落即可造成严重的事故。（2）从煤层自身的赋存条件上来说，在我国境内的煤层有近水平煤层，有倾斜煤层，有急倾斜煤层，还有直立倒转的煤层；不仅有相当稳定的大片煤层，也有像我国南方的“鸡窝”状赋存煤层。（3）从煤层赋存的地质条件来说，由于地质条件复杂，由地壳运动而造成的被断层破坏的煤层较多。在一块煤田中，总有几条贯穿整个煤田的、大落差的断层，至于较小的断层更是层出不穷。可以看出，我国是世界上煤层赋存条件最为复杂的国家。在开采的实践过程中，工程技术人员所遇到的困难和解决困难的方式是全世界绝无仅有的。34 1.1单体液压支柱发展概况1.1.1国外单体液压支柱应用简况国外主要产煤国家中，单体液压支柱曾经在回采工作面广泛采用，最早研制、使用的国家（如英国）在四十年代后期就已有产品问世。其后，联邦德国、日本、波兰、苏联等国家在五十年代相继采用，如联邦德国萨尔矿区大体经历十年左右的时间在条件适应的工作面基本上全部使用。从1956年到1963年，使用单体液压支柱的产量达84.8%，五年左右时间内使用量增长了7～8倍。国外单体液压支柱的使用情况表明，在六十年代初期技术即达到成熟阶段。1.2.2我国单体液压支柱的发展概况目前，我国煤矿的回采工作面支护装备，除一部分整体自移式液压支架外，主要的仍使用六十年代初期发展的摩擦式金属支柱，用这种支柱装备的回采工作面的产煤量约占百分之七十以上。六十年代初期，回采工作面几乎全部使用木支架。当时开始了第一次支护技术改革，即摩擦式金属支柱配以铰接顶梁代替木支护，并经历了大约三年时间大量推广应用。其最突出的效果之一是大幅度的降低了木材消耗。与此同时，也促使人们认识到矿山支护是一门综合的技术，与岩层控制及采掘工序紧密相关，对加强顶板管理促进安全生产起着举足轻重的作用。34 我国在六十年代已开始了液压支柱的研究，经过一度中断后，于七十年代初继续进行研究试制工作，至七十年代末完成了工业性试验，进行了技术鉴定，现已经投入成批生产，并正在有计划的逐步进行回采支护的更新换代工作。近几年国内的大量实践证明，使用单体液压支柱有着良好的技术经济效果，适合国情，适应煤矿的具体情况，是进行回采支护第二次技术改革的一个方向。1.1.1使用单体液压支柱的突出优点1、初撑力高一般地，初撑力可以达到7～10t，为摩擦式金属支柱的3～10倍（摩擦式金属支柱用液压升柱装置时初撑力2～3t，不用液压升柱装置时初撑力仅1t左右）。2、恒阻的性能在较小的顶板下沉量情况下，支柱即可达到额定的工作阻力，并保持恒阻的特点（摩擦式金属支柱在顶板下沉量大，支柱下缩到100mm至400mm以上时才能达到最大工作阻力）。显然，单体液压支柱能很快达到较高的工作阻力，大大改善了顶板维护状况。3、支柱承载力均匀初撑力大与恒阻的特点，使各支柱能较均匀的承受载荷，这是优于摩擦式金属支柱的重要特点，对保持中等稳定以下工作面顶板的完整是十分有利的。4、支、撤速度快单体液压支柱的升柱与降柱，靠液压系统来完成。内注式支柱只须扳动手柄、外注式支柱用注液枪从外部注液、扳动卸载阀排液等轻微操作即可完成回撤与支设作业，其速度一般比摩擦式支柱提高一倍左右。5、促进安全生产、降低辅助材料消耗由于初撑力高与顶板接触严实，回撤与支设速度快，控制顶板效果好，提高了工作面推进速度，冒顶事故明显减少，促进了安全生产，相应地降低了木材消耗。34 综上所述可以看出单体液压支柱比摩擦式金属式支柱具有明显的优点。单体液压支柱的主要缺点是：构造比较复杂，内注液式支柱结构更复杂，如果局部密封失效，即会导致整个支柱失去支撑能力；其次是维护检修量大，为保证支柱安全使用，定期检修、随时更换零件量大，因而使其维护费增高。为保持每一根单体液压支柱的正常使用，每年所需的维修费用平均占支柱造价的20%左右，这比摩擦式支柱要高出若干倍。但从综合效果比较，如安全状况的改善，单产的提高，降低辅助材料的消耗，以及最终的实际支护费用降低等方面分析，单体液压支柱则有明显的优势。1.3单体液压支柱分类1.3.1按用途分类1、通用型支柱。用于一般条件下使用。2、重型支柱。用于特殊条件下使用。1.3.2按升柱时工作液循环方式分类1、内部注液式单体液压支柱（简称内注式）。工作液压油在机体内形成闭路循环。2、外部注液式单体液压支柱（简称外注式）。从泵站供给乳化液，通过注液枪注入支柱。1.3.3按材质分类1、热轧低碳合金钢单体液压支柱。2、冷拔低碳合金钢单体液压支柱。3、轻金属合金钢单体液压支柱。我国批量生产、使用的是热轧低碳合金钢支柱。1.2我国的单体液压支柱类型34 我国单体液压支柱基本上有两个类型，即内注式与外注式。两种支柱的工作原理、性能等基本相同。其技术性能、特点、优缺点，分别按内、外注液式予以介绍。1.3.1外注式单体液压支柱额定工作阻力为245～294KN，目前投入生产的共12种规格。其主要特点为：工作介质乳化液由远距离的液压泵站通过橡胶管路，经专用的注液枪注入缸体。升柱靠乳化液泵站的压力供给，降柱利用活柱体的自重和复位弹簧进行。回柱时，柱内乳化液需排出柱体，每支设一根支柱需排出一次乳化液。外注式单体液压支柱的主要优点是，结构比较简单，零部件少，易于维修。支柱的关键部件是三用阀，组装于一体，拆装便利，井下一般可立即拆换。初撑力靠泵站压力获得，可靠性高。此外，由于以泵站压力来升柱，升柱速度高于手工作业的内注式液压支柱，一般要高3～4倍，所以能提高支柱的支设效率。外注式支柱由于靠外部供液以及零件少，使支柱自重减轻了5kg，大大降低了工人劳动强度。这种支柱的主要缺点是：工作液来自外部，要配备全套的乳化液泵站，并且从泵站到工作面一端要装设高压胶管干线，从管路干线到支柱的注液口要接通联接注液枪的高压胶管支线，形成了一套管路系统。离开了泵站和管路系统外注式液压支柱就不能单独使用。外注式液压支柱回柱时，由于必须将内腔的乳化液排放到外面，每一棵支柱回撤一次必须从柱内排放1～2kg的乳化液，并且不能回收复用，因而增加了成本。排出的乳化液流失在工作面底板上，还会使底板岩面（特别是泥质页岩）膨胀变软，支柱底座易插入，不能很好地发挥支护效果。34 1.3.2内注式单体液压支柱额定工作阻力为245KN，目前投入生产的共9种规格，工作介质为液压油。回撤支柱靠油缸中的液压油流向活柱内腔形成闭路循环。由内柱式支柱本身的手摇泵进行升柱，初撑力大小由人力操作手柄来决定。降柱则靠支柱的活柱自重进行。柱体内腔的液压是闭路循环系统，不需要外部供液。支柱活柱上升高度由柱体内贮油量的多少来决定。支柱的安全阀、单向阀、卸载阀分别装设于不同位置，不能在井下随时调换。内柱式支柱的主要优点是：由于支柱本身进行液压油循环，不需从外部供液，节省了全套的泵站及管道系统，支柱本身可以独自使用。内注式支柱的三用阀是分别装设在支柱内腔的，可以防止煤粉等外界赃物的污染，阀类的性能不易受损；内注式支柱液压系统形成闭路循环，仅需补充微量油耗，不会向柱体外部排出油液，既节约了油液，也不会浸湿底板，劳动条件也有所改善。内注式单体液压支柱的主要缺点是：支柱结构比较复杂，内腔中的零部件多，加工量与加工难度较大，维护与检修工作量大，内部零件损坏时，必须运至地面进行检修；靠手摇泵升柱，初撑力大小差异很大，不容易保证有较均匀的初撑力；人力摇动手柄的升柱速度较慢，一般地每摇一次手柄升柱形程约20～30mm；自重也较大，比同类型的外注式液压支柱自重增多了3～5kg。两种类型支柱有不同的特点，也各有不同的优缺点，各矿区应根据自己的具体条件并结合积累的经验综合分析，进行选用。1.4国外单体液压支柱类型34 英国除生产通用型以外，还有特殊类型的单体液压支柱。例如超短型支柱，一般为内部注液式，液压缸以底座面积大，顶盖系圆形平顶，面积大于底座，缸体下部装有摇动手柄作为升降活柱用，柱帽面积大，呈圆形，支设时柱帽直接贴紧于顶板。由于柱帽之间空隙小，顶板暴露面小，可代替顶梁支护，减少了一般顶梁所占有的空间，适用于极薄煤层；另有长伸缩轻型单体液压支柱。这种支柱活柱较长，工作行程大，体轻，适用于急倾斜水平分层工作面和煤层变化大但压力并不很大的工作面。日本生产有轻合金单体液压支柱。这类支柱有内部注液式及外部注液式两种，结构与工作原理与同类支柱基本相同。其特点是，柱体轻，较普通低碳合金钢支柱平均轻20～30%，因而操作移设较方便。其适用范围与同类低碳合金钢单体液压支柱基本相同。34 第1章单体液压支柱的结构和工作原理1.1单体液压支柱的工作原理2.1.1工作介质外注式单体液压支柱工作介质为乳化液，回柱时乳化液排至工作面采空区。2.1.2动力来源外注式的工作介质是由设在巷道中的泵站经高压软管、注液枪等组成的管路系统供给，并由泵站保证支柱一定的初撑力。2.1.3降柱方式一般靠活柱的自重和复位弹簧降柱。1.2单体液压支柱的结构DZ型单体液压支柱为外部注液的单体液压支柱。单体液压支柱有活柱体、油缸、三用阀、顶盖、底座体、复位弹簧、手把体、活塞等主要零部件组成。如图所示：34 图2.2.1外注式单体液压支柱装配图1.1.1单体液压支柱三用阀、限位装置和复位弹簧1、外注式单体液压支柱的三用阀三用阀顾名思义，即有三种用处的阀。它是外注式单体液压支柱的心脏，支柱靠它的单向阀完成开柱和支撑；靠它的卸载阀完成支柱的回收；靠它的安全阀在支柱过载时使支柱缓慢下缩，保护支柱不致受损。外注式支柱将三个阀组装在一起，便于更换和维修。34 三用阀利用左右阀筒上的螺纹装在支柱柱头上，并用阀筒上的O形密封圈与柱头密封图2.2.2三用阀1—左阀筒；2—注油阀体；3—限位套；4—单向阀阀座；5—压紧螺套；6—钢球Φ8；7—锥形弹簧；8—卸载阀垫；9—卸载阀弹簧；10—连接螺杆；11—阀套；12—阀座；13—O形圈Φ13*1.9；14—O形圈Φ28*3.5；15—安全阀针；16—安全阀垫；17—六角导向套；18—O形圈Φ42*3.5；19—弹簧座；20—安全阀弹簧；21—调压螺丝；22—右阀筒2、限位装置外注式单体液压支柱限位装置是限制活柱升高，保证油缸与活柱具有一定重合长度，防止活柱拔出和损坏的装置。限位装置有限位套、限位环、钢丝挡圈和限位台阶等多种形式。缸径为100mm的DZ型支柱采用活柱上限位台阶限位。支柱升高，活柱上限位装置与手把体接触后，如果继续供液，活柱也不再升高。因此，限位装置必须具有一定强度，使其承受初撑力时，不至于损坏。限位台阶高度尺寸计算过程如下：H=mm=mm=151mm式中L—立柱最大工作行程，mmD2—缸筒内径，mm3、复位弹簧34 采用复位弹簧降柱可加速支柱下降速度。复位弹簧一头挂在柱头上，另一头挂在底座上，并使它具有一定的预紧力。并且使用复位弹簧支柱的底座不能焊在油缸上，而必须活接，且采用连接钢丝与油缸连接。复位弹簧是单体液压支柱在进行回收时，使活柱筒快速回缩的重要零件。检验复位弹簧时，应根据支柱实际支设状况，将其拉伸到最大使用高度后保持24小时，最多允许弹簧有4mm的残余变形，这样的复位弹簧才算合格。1.1.1单体液压支柱用锻件外注式单体液压支柱中有5个零件是用模锻加工而成。它们分别是顶盖、手把体、底座、活塞和柱头。1、顶盖本次单体液压支柱主要针对大倾角煤层的工作状况而设计的，在大倾角工作面中单体支柱的倾倒与下滑问题一直都很严重,顶板冒落甚至大面积垮落事故时有发生,严重威胁着工作面的安全生产。改进单体液压支柱顶盖的结构将有助于改善以上几种情况，因此，我采用了防倒式顶盖。防倒顶盖的基本结构如图2.2.3所示,它由顶盖底板、楔卡、挡板组成。楔卡安装在顶盖底板导槽内。楔卡为“L”形。每只防倒顶盖内安装两只楔卡,每只楔卡有一个侧面带有斜度。防倒顶盖取代普通顶盖后,通过楔卡卡住顶梁底部的π型扁钢,实现支柱与顶梁的相互联接。由于两只楔卡均带有斜度,因而安装时可以相互砸紧。回柱时,只须锤击楔卡的小端,使楔卡张开,脱离顶梁,便可按正常程序回拆支柱。防倒顶盖与顶梁联接后,限定了支柱与顶梁的支设状态。顶盖是可更换件。它通过三个弹性圆柱销与活柱体的柱头（或接长柱筒）连接在一起，将顶板岩石的压力传递到支柱上，并利用四爪与楔卡防止顶板来压时支柱滑倒失效。如图所示：34 图2.2.3防倒顶盖结构1——楔卡;2——挡板;3——顶盖底板2、手把体手把体是单体液压支柱上唯一的一个可用手抓住的零件，对搬运、支设、移动支柱非常重要。手把体内装有防尘圈、导向环。它通过手把体连接钢丝与油缸相连接，能绕油缸自由转动便于操作和搬运。34 图2.2.5手把体3、底座底座体由底座、弹簧挂环、O形密封圈、防挤圈等组成。它是支柱底部密封和承载的零件。它通过底座连接钢丝与油缸相连接。结构形式如图2.2.7所示。34 图2.2.7底座体活塞活塞是支柱的活柱体和液压缸之间密封的零件，当支柱受力时承受一定的载荷和弯矩。活塞上装有Y形密封圈、皮碗防挤圈、活塞导向环、O形密封圈、活塞防挤圈等。它通过活塞连接钢丝与活柱体相连接。活塞起活柱导向和油缸密封作用。如图所示：图2.2.9活塞活塞根据密封装置形式来选用其结构形式，而密封装置则按工作压力、环境、介质等条件来选定。34 材料：活塞材料一般不同于缸筒的材料，选用45钢。加工要求：活塞的宽度尺寸，可根据密封结构形式来确定；（1）活塞外径d对内孔D1的径向跳动公差值，按7、8级精度选取。（2）端面T对内孔D1的垂直度公差值，按7级精度选取。（3）外径d的圆柱度公差值，按9、10、11级精度选取。5、柱头柱头是支柱上安装三用阀的地方，承受和传递支柱的载荷。柱头的结构形式如下图所示。图2.2.11柱头3.2.3活柱体与油缸1、活柱体活柱体是支柱上部承载杆件。如图所示：34 图2.2.13活柱体2、油缸油缸是支柱下部承载杆件。如图所示：图2.2.14油缸2.2.2.1主要技术要求：有足够的强度，能长期承受最高工作压力以及短期动态试验压力而不会产生永久变形。有足够的刚度，能承受活柱侧向力，而不至于产生弯曲。内表面在活塞密封件及导向环的摩擦力作用下，能长期工作，且磨损少，几何精度高，确保活塞密封。34 1.1.1.1材料：缸筒材料一般要求有足够的强度和冲击韧性，根据油缸的参数、用途和毛坯，可选用的材料是27SiMn。1.1.1.2缸筒的计算：①立柱的工作阻力，缸内压力，缸筒内径之间的关系为：P=D22p式中p—缸筒内压力N/mm2D2—缸筒内径mmP—立柱工作阻力KNKb=则p=式中pR—乳化液泵的工作压力Kb—一般在0.52～0.78之间Kb===0.52初撑力=Kb*工作阻力=0.52*300=157*103KN1.1.1.3预算缸径尺寸和缸壁厚度缸筒内压力为：p===38.2MPa式中P—立柱工作阻力300KND2—缸筒内径100mm34 缸筒材料为27SiMn无缝钢管，s=833.85MPa[]===555.9MPa缸壁厚度为：===3.1mm考虑到缸口要车槽口和台阶，所以选用缸壁厚度为7mm。1.1.1.1缸筒的加工要求：①缸筒内径采用H8、H9配合；②缸筒内径D的圆度公差值可按9、10、11级精度选取，圆柱度公差值可按8级选取；③缸筒端面T的垂直度公差值可按7级精度选取。2.3单体液压支柱的橡胶件和塑料件单体液压支柱及三用阀中所使用的各种橡胶件和塑料件共15件，详见下表。项目类别名称规格材料数量备注单Y形密封圈防尘圈——100*3.1P228丁腈橡胶11134 体液压支柱O形密封圈活柱导向环活塞导向环皮碗防掎圈活塞防掎圈底座防掎圈80*3.197*10*2.599.4*10*2.599.4*2*2.580*1.5*2.5100*1.5*2.5P228丁腈橡胶P229P229聚甲醛聚甲醛聚甲醛聚甲醛聚甲醛11111外径*高*厚外径*高*厚外径*高*厚（不切口）外径*高*厚外径*高*厚三用阀O形密封圈安全阀垫卸载阀垫单向阀阀垫42*3.528*3.513*1.96*227*3.514*3P229P229P229WS—520QJ5511—1WS—520QJ5511—1P907211111其中大流量三用阀的安全阀部分，有一特制密封圈所谓防挤圈是指防止O形密封圈受挤的一个圈，故它在安装时应该放在O形密封圈或Y形密封圈的低压一侧。34 防尘圈的作用是紧抱单体液压支柱的活柱，在支柱升降时防止煤粉进入液压缸。Y形密封圈是单体液压支柱的活柱通过活塞和支柱油缸密封的关键零件，又是支柱在承载时的承压件。同时在支柱回柱时，它又能使支柱的活柱快速回缩而达到回收的目的。34 第1章单体液压支柱结构及尺寸的验算3.1已知设计参数（1）立柱初撑力：P1=157KN（2）立柱工作阻力：P=300KN（3）油缸外径：D0=114mm油缸内径：D=100mm（4）活柱外径：D1=95mm活柱内径：D2=78mm（5）支柱最大高度：2000mm支柱最小高度：1240mm液压行程：760mm3.2油缸稳定性的验算验算活塞杆全部伸出并受最大同心纵向载荷的稳定性。油缸稳定性条件为：Pk>P即Pk=式中Pk—稳定的极限力P—最大工作阻力J1—活塞杆断面惯性矩=2.18*106mm4J2—缸体断面惯性矩34 =3.38*106mm4根据=1.2及=0.9查极限计算图得：立柱稳定性的极限力为：Pk=立柱的最大工作阻力P=300KNPk可满足稳定条件上述Pk值仅当活塞杆头部距离在载荷下发生最大挠度处的距x时才适用x=2280=2280=6555mm3.3活塞杆的强度验算3.3.1在承受同心最大载荷情况下油缸的初挠度11.027mm式中—活塞杆与导向套处的最大配合间隙=0.25cm—活塞杆全部外伸时，导向套前端至活塞末端间距=151mm—活塞和油缸的最大配合间隙=0.355mm—活塞杆全部外伸时，活塞杆头部销孔至油缸尾部销孔间距=+=1971mm—立柱总重=415kg—油缸轴线与水平面的交角=34 3.3.1油缸的最大挠度当，时式中0.8*10-30.4*10-31.080.4E—钢的弹性模量E=2.1*105MPa3.3.2塞杆的合成应力89.6MPa式中A—活塞杆的断面积2308.7mm2W—活塞杆的断面模数37564.5mm2安全活塞杆材料为45#钢=360MPa—一般最小取1.434 3.4缸强度验算油缸壁厚验算时，按中等壁厚缸体公式计算式中P—油缸内工作压力P=38.2MPac—计入管壁公差及侵蚀的附加厚度，一般取c=2mm—强度系数，当无缝钢管时=1—缸壁厚，取22.5mmb—缸体材料，27SiMn无缝钢管b980MPa—许用安全系数，一般在3.5~5范围内选取把上列公式化为：34 第1章单体液压支柱的防倒装置目前，矿井下所使用的单体液压支柱，可能会因为漏液、卸载、损坏等原因促使活柱回收，导致支柱倒歪，出现砸伤人员，损坏设备等事故。为了解决这一问题提供了一套防倒措施来防止单体液压支柱的倒歪事故的发生。1.1鞋柱防倒装置矿山普遍用的一种矿用单体液压支柱的，它包括柱鞋体、柱窝、铁环、加强筋和柱体承重层，其特征是在柱体承重层内埋设加强筋，在柱体承重层上端一侧埋置一铁环，在其柱体承重层的顶端中心处设置一球形柱窝；该柱鞋与支柱底部配套使用，具有承载能力强、抗燃、耐酸碱的优点，且该柱鞋结构简单、成本低廉，是钢、木柱鞋的替代用品。如图所示通过柱鞋上的铁链于单体液压支柱上的贰环相连接达到固定的效果。34 1—单体液压支柱2—柱耳3—铁链4—柱鞋矿山用鞋柱使用的优点和缺点优点：矿用液压支柱的鞋体只需将鞋体放到单体液压支柱的底座下方把铁链挂在单体的柱耳上即可，使用较为简单使用，前期投入相比较小，易移动携带，不用事取下即可，通用性强只要是底座合适就可以进行交换使用不用任何该进和修改。34 缺点：稳定性不强，只靠鞋体和单体液压支架上的柱耳进行稳定，这种方式只能起到初步固定的效果，使单体不易下沉增加接触面积，对真正的防倒起不到作用。1.1挂钩防倒装置一种安全可靠型矿用支柱防倒装置，在液压单位支柱的抓盘上焊接上螺帽，连接钢丝绳从螺帽中间穿过并用马鞍山螺丝固定，连接钢丝绳另一段连接金属挂钩，用马鞍山螺丝固定，其结构简单，设计合理，方便安全，是矿用液压单体支柱良好的防倒设施。通常使用时会在单体液压支柱的顶盖上对角焊上一对这样使用用来防倒，比较常用，而且安全可靠。1—单体液压支柱2—四角盘3—螺帽4—钢丝绳5—挂钩6—马鞍山螺丝34 在图中，液压单体支柱1的四角盘2上焊接螺帽3，连接钢丝绳4从螺帽3中间穿过并用马鞍山螺丝6固定，连接钢丝绳4的另另一端连接钢丝挂钩5，用马鞍山螺丝6固定，使用时，待液压单体支柱1升到预定位置后将金属挂钩挂在金属网上，一旦液压单体支柱1回缩，可利用连接钢丝绳4将其拉住，防止歪倒。矿用防倒装置的优点和缺点优点：简单易行，只需在单体液压支架的四角盘上加上螺帽加上钢丝绳即可防倒。价格比较便宜安装方便可操作性强。缺点：需要对单体液压支柱进行改装，对挂钩的使用也有要求，对矿工的操作有一定的要求，防止挂钩腐蚀对安全造成隐患。1.1高型切顶支柱防滑防倒装置高型切顶支柱防滑防倒装置，用于煤层倾角大于，采高为1.7—3.2米的高档普采工作面，由于在顶切支柱的顶端设置一长底座，切顶支柱的罐体与防滑千斤顶相连，切顶支柱的罐体与防滑千斤顶的罐体用一斜拉杆连接，从而起到在移动单体中防滑的作用。34 1—球型交接柱冒2—立柱千斤顶3—复位弹簧4—长底座5—推留千斤顶6—防滑千斤顶7锚固单体液压支柱当切顶支柱迁移时，应先降下活柱，使推留千斤顶和防滑千斤顶同时收缩，把切顶支柱移到工作面位置，开始升柱，支撑顶板。之后降低锚固单体液压支柱的活柱，启动防滑千斤顶，使活柱伸长，把锚固单体液压支柱移到新位置，并升柱，斜撑顶板。到此完成一次移动工序。在移动过程中，由于防滑千斤顶与推留千斤顶之间的夹角可调，其值随煤层倾角的增大而增大，从而增大防滑千斤顶所产生的向上分力以平衡切顶支柱的下滑力，从而达到防滑的目的。高型切顶支柱防滑防倒装置的优点和缺点优点：防滑能够有效的达到防滑的目的，防止液压支架倒，伤及工作人员。34 缺点：需要操作水平比较高，要求技术人员要有很好的操作技能，防止误操作，需要对工人进行初期的培训，增大了成本的支出。高型切顶支柱防滑防倒装置结构复杂需要比一般的单体液压支架高出3—6倍的初期投入，需要矿上有一定的经济实力。井下空间狭小不易移动，用人工搬运费时费力。34 第1章经济分析单体液压支柱是矿山机械中不可缺少的部分，它在支护作业中起着致关重要的作用。当今采矿工业中，安全问题不可忽视。而保证安全性环境的关键所在就是单体液压支柱的支护作用，尤其是在大倾角煤层中单体液压支柱的主要缺点是：构造比较复杂，内注液式支柱结构更复杂，如果局部密封失效，即会导致整个支柱失去支撑能力；其次是维护检修量大，为保证支柱安全使用，定期检修、随时更换零件量大，因而使其维护费增高。为保持每一根单体液压支柱的正常使用，每年所需的维修费用平均占支柱造价的20%左右，这比摩擦式支柱要高出若干倍。优点：在较小的顶板下沉量情况下，支柱即可达到额定的工作阻力，并保持恒阻的特点（摩擦式金属支柱在顶板下沉量大，支柱下缩到100mm至400mm以上时才能达到最大工作阻力）。显然，单体液压支柱能很快达到较高的工作阻力，大大改善了顶板维护状况。单体液压支柱的升柱与降柱，靠液压系统来完成。内注式支柱只须扳动手柄、外注式支柱用注液枪从外部注液、扳动卸载阀排液等轻微操作即可完成回撤与支设作业，其速度一般比摩擦式支柱提高一倍左右。由于初撑力高与顶板接触严实，回撤与支设速度快，控制顶板效果好，提高了工作面推进速度，冒顶事故明显减少，促进了安全生产，相应地降低了木材消耗一般地，初撑力可以达到7～10t，为摩擦式金属支柱的3～10倍（摩擦式金属支柱用液压升柱装置时初撑力2～3t，不用液压升柱装置时初撑力仅1t左右）。34 34 第1章致谢经过近三个月的毕业设计，使我对所学专业课有了更深刻的认识，让我接触、学习了从未涉及的领域。认识到了机械自动化技术对于社会发展起着举足轻重的作用。我也从中找到自己感兴趣的方面，激发了自己的学习热情。在本设计中我通过网络、图书馆等渠道翻阅了不少有关设计方面的资料，学到了很多以前没有学到的东西，同时也感觉到我们所学的知识对于以后的工作来说远远不够用。还不能完全独立完成某一项目，其间我受益最大的是我有了自己一套分析和解决问题的能力。34 第1章参考文献1张家鉴陈享文伊长德液压支架煤炭工业出版社1992.32.赵宏珠综采面矿压与液压支架设计中国矿业学院出版社1987.113.陈相山等煤矿支护产品实用手册煤炭工业出版社1998.124.煤炭工业部物资供应局单体液压支柱煤炭工业部物资供应局编著5．骆为骐高型切顶支柱防滑防倒装置山东省煤炭工业管理局机械化　34'