液压支架密封、液压常识.ppt

山东安信机械制作有限公司 液压支架基础知识 第一章 液压支架概述 液压支架是综采设备的重要组成部分。 它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板 隔离采空区防止矸石进入回采工作面和推进 输送机。它与输送机及采煤机配套使用实现 采煤综合机械化解决机械化采煤工作中顶板 管理落后于采煤工作的矛盾进一步改善和提 高采煤和运输设备的效能减轻煤矿工人的劳 动强度最大限度保障煤矿工人的生命安全。 液压支架的分类 液压支架分类有多种分类方式，其中我公司 制造或大修支架主要有以下几种： 1、掩护式液压支架：结构型式为单排两个立 柱，有掩护梁和平衡千斤顶。 2、支撑掩护式液压支架：结构型式为双排四 个立柱，有掩护梁。 3、放顶煤液压支架：机构型式为双排四个立 柱，有掩护梁、尾梁和插板。 ZY3000/08/18掩护式液压支架 ZZ6200/18/38支撑掩护式液压支架 ZF10000/19/36放顶煤液压支架 液压支架型号编制 支架的型号主要由 “ 产品类型代号 ” 、 “ 第 一特征代号 ” 、 “ 第二特征代号 ” 和 “ 主参 数 ” 组成。如果这样表示仍难以区分时再增 加 “ 补充特征代号 ” 以至 “ 设计修改序号 ” 。 支架型号的组成和排列方式如下： 产品类型代号，用汉语拼音大写字母 Z表示。 一特征代号表明支架的架型结构；用于特殊 用途支架时，第一特征代号表明支架的特殊 用途。 第一特征代号的使用方法见下表 第二章 立柱和千斤顶密封技术 立柱和千斤顶的结构随使用的密封圈结构、 导向环布置方式、导向套和缸口的连接型式 的变化而变化，下面举例几种有代表性的典 型结构。 液压支架立柱和千斤顶密封的可靠性是综采 工作面支护系统可靠性的重要保证，密封技 术是液压支架的核心技术之一。 下面简要介绍支架立柱、千斤顶密封件： 1、活塞部位的密封 1.1 鼓型密封圈： 鼓型密封圈的端面形状似鼓，因此称作鼓型 圈。它唇边相对，与缸壁产生接触压力而得 到密封。由于它可双向密封，简化了活塞的 结构，缩短了活塞的长度，取代了 Y型圈背靠 背的设计方案。以往的夹布橡胶鼓型圈被聚 氨酯鼓型圈所取代。广泛适用于液压支架的 立柱和千斤顶的活塞密封。但鼓型圈断面较 大，不适于双伸缩立柱的活塞密封。 1.2 山形密封圈 ：山形圈 SH又称尖顶形密封圈，有单尖或双尖之分。 山形密封圈比鼓形密封圈压缩量小，与缸壁接触的 尖顶可以渗透油液，起到润滑作用，摩擦阻力小， 空载压力低，效率高。结构上活塞只要一个沟槽就 可安装，简化活塞结构。安装时需工装，且易破损。 1.3 复合密封圈 复合密封圈是一种广泛应用在高压工况下的 重载双向活塞密封圈。安装在单一的活塞沟 槽内，具有优良的防泄漏能力、抗挤出和耐 磨性能，提高了使用寿命。安装时需工装。 2. 活塞杆密封 2.1 蕾型圈 蕾形密封圈截面形似花蕾所以叫蕾型圈。实 心结构使唇边外张贴紧密封表面。当使用压 力打印 30MPa时，应加挡圈，最高工作压力 可达到 40MPa。蕾形密封圈分内用、外用两 种，外用型多用于导向套的静密封。 2.2 组合蕾型圈 组合蕾型圈是唇形密封发展的成果，它具有 两道密封唇，并有一个抗挤压的挡圈。提高 了密封件的使用寿命。广泛应用于液压支架 立柱、千斤顶的活塞杆密封。 3 防尘封 防尘圈材料有聚氨酯和橡胶两种，其中聚氨 酯密封圈具有结构简单，截面小，安装方便 等特点。防尘圈用于油缸防止污染物进入缸 内部。 4 导向套静密封 4.1 O形圈密封 国标 GB1235-76 O形密封圈以外径和断面 直径为型号标准。如 “ O型圈 100*5.7”，外 径 100mm，断面直径 5.7mm。广泛应用在千 斤顶活塞静密封和导向套静密封。 4.2 D型圈 D型圈结构简单，安装方便，初始预载能力高， 耐压好，抗挤出间隙能力强，大大提高了密 封性能。密封圈圆弧面朝向来压方向。 5 导向环 导向环分为外用导向环和内用导向环，由聚 甲醛成型后经车床车削而成，可作为有关零 件点位、支撑、减磨及导向之用。 密封件的失效 液压支架立柱和千斤顶密封的失效大致可分 为正常失效和非正常失效。正常失效是由于 密封圈经过长期使用，磨损导致泄露或材料 老化和水解造成的；非正常失效是没有达到 预期的使用寿命，在短期使用后即失效。 常见液压支架立柱和千斤顶密封失效形式有： （ 1）活塞聚甲醛挡圈和导向环磨损、挤压变 形或断裂，严重挤压摩擦发热造成的塑性流 动。 （ 2）活塞密封圈密封面磨损，出现沟痕、剥 离、碎裂，引起泄漏。 （ 3）缸口活塞杆蕾形密封圈挤压翻转变形， 出现磨损沟痕、剥离、碎裂，低压漏液和活 柱带液。 影响支架密封性能的因素很多，可分为 3个方 面：密封圈（含挡圈和导向环等）性能，液 压缸加工精度和沟槽结构，工作介质和使用 条件。 密封圈（含挡圈和导向环等）性能主要取决 于密封结构设计、材料性能、成型工艺和尺 寸精度。密封材料涉及硬度、强度、压缩变 形、回弹速度、适应温度、抗介质性能、摩 擦因数和磨耗等。目前，国产密封圈存在的 突出问题是材质差、工艺不成熟、浇注模压 成型工艺不稳定等。 聚氨酯是新发展起来的优良密封材料，其硬度和强 度大、耐磨性好，因此，聚氨酯密封圈特别适合作 为往复轴向密封，性能明显优越于橡胶和橡胶夹布 密封圈。 采用先进自动化加工设备和优质半成品密封材料进 行无模车削加工得到的密封圈具有精度高、尺寸稳 定、配套灵活的特点，是高可靠性支架密封的发展 趋势。 液压缸加工精度低和沟槽结构尺寸不合格常常是造 成密封提前失效的重要原因，密封圈的尺寸误差和 密封沟槽的加工误差对密封圈的预紧力也有一定的 影响，预紧力不足会造成泄漏。工作介质污染和不 正常使用工况都会造成密封提前失效。 密封件安装注意事项 第三章 液压支架液压传动 第一节 支架液压系统组成 支架液压系统包括支架内进回三通到立柱、千斤 顶之间的过滤器，换向阀（包括手动换向阀、电磁 换向阀），单向阀（包括液控单向阀、单向锁、双 向锁），安全阀，截止阀，管路，接头，以及辅件 等所有元件。这些元件可分为以下几类：换向阀， 执行元件（立柱、各种千斤顶），单向阀，辅助液 压元件（安全阀、截止阀、过滤器等），管路辅件 （高压胶管、接头及辅件等）。 由于支架每一个执行元件的动作一般情况下 是相对独立的，所以控制一个执行元件的液 压系统是一个独立的单元，整个液压系统是 由若干个这样的独立单元组成的。 支架液压系统由以下五个部分组成： （ 1）动力元件。动力元件即乳化液泵，是系 统的动力源。它将原动机输入的机械能转换 为流体介质的压力能，其作用是为液压系统 提供高压乳化液。 （ 2）执行元件。执行元件是指立柱和各类液 压缸。它是将液压能转换为机械能的装置， 其作用是在高压乳化液的推动下输出力和速 度，以驱动工作部件。 （ 3）控制元件。控制元件包括各种阀类，如 换向阀、液控单向阀、单向锁、双向锁、平 面截止阀等。这类元件的作用是用于控制液 压系统中高压乳化液的压力、流量和流动方 向，以保证执行元件完成预期的工作。 （ 4）辅助元件。辅助元件包括乳化液箱、高 压胶管、过滤器、各种指示器和控制仪表等， 其作用时提供必要的条件使液压系统得以正 常工作和便于检测控制。 （ 5）工作介质。工作介质即传动液体，亦即 乳化液。液压系统是通过工作介质实现运动 和动力传递的。 第二节 液压系统原理 下面以 ZF8000/19/36放顶煤液压支架液压系 统为例来说明支架液压系统原理。 主操纵阀组 副操纵阀组 向旋转 向旋转 第三节 控制元件 一、换向阀。换向阀是液压支架的液流分配 机构，用于控制各种动力液压缸的动作，根 据控制方式的不同，分为手动换向阀和电磁 换向阀两类。 液压支架要求换向阀应具有以下特点： （ 1）操纵方便，操作力小； （ 2）动作准确可靠，不会在操作时造成误动 作。 （ 3）密封可靠，液流无漏损或漏损量小。 二 液控单向阀 液控单向阀主要用于控制立柱、千斤顶其作 用有两个：一是控制液压支架立柱与千斤顶 正常伸缩并保持合理的工作位置；二是闭锁 工作腔内的液体，保持支撑外力，直到安全 阀开启。 液压支架立柱液控单向阀控制特点如下 。（ 1） 控制液流方向（ 2）闭锁工作腔压力（ 3）良 好的密封性能（ 4）快速回液降柱 液控单向阀安装 立柱液控单向阀一般是板式连接结构，与配 液板相连，并通过配液板实现各液口的连接。 使用中常把液控单向阀及其配液板一起称为 液控单向阀组。 液控单向锁、双向锁一般为管式连接，固定 在千斤顶附近。 三 安全阀 液压支架用安全阀，又称安全卸放阀、安全 溢流阀，是一种由介质压力驱动的自动泄压 装置，作用是用于限制液压系统或系统局部 液腔压力，多用于立柱下腔、平衡千斤顶上 下腔、推移千斤顶活塞腔（正转）或活塞杆 腔（倒装）、防倒防滑千斤顶保压腔等。 液压支架安全阀在使用过程中的作用主要有 两个：一是卸荷。当工作面顶板来压强烈时， 安全阀达到调定压力时及时卸荷，以保证液 压支架不被压坏。二是支撑。要求安全阀在 卸荷后立刻关闭，安全阀要维持系统压力在 卸荷压力的 90%以上。 使用中安全阀一般按公称流量进行分类。根 据溢流能力的大小，可分为小流量安全阀 （ 10L/min）、中流量安全阀（ 10 200L/min ）和大流量安全阀（ 200L/min）。 安全阀安装 立柱安全阀一般安装于液控单向阀上，与单 向阀的保压腔相连，并通过液控单向阀配液 板及钢管与立柱下腔相通。也有的安全阀直 接通过钢管与立柱下腔相连。 支撑千斤顶安全阀一般安装在单向锁或双向 锁的保压腔相连，并通过高压软管与千斤顶 上腔或下腔相通。 四 双向锁 双向锁用于闭锁液压缸的上下腔。例如，两 柱掩护式液压支架的平衡千斤顶，需对齐上 下腔进行闭锁并保持恒定的工作阻力，故用 双向锁锁住其上下腔，而且每腔须接有安全 阀；护帮千斤顶也需用双向锁锁住其上下腔， 下腔需保持恒定的工作阻力，故下腔须接有 安全阀。 五 截止阀 截止阀广泛应用于液压支架各种液路的通止。 截止阀有三种类型 :球形截止阀、平面截止阀 和锥面截止阀。 六 交替单向阀 交替单向阀又称梭阀，用于液压缸的联动与 差动回路。在支架的液压 系统中，当液压缸的一个 工作腔需要用两条进液管 交替供液，而这两条进液 管又不能连通时就需要利 用交替单向阀。 七 回液断路阀 回液断路阀是一种单向阀，安装在换向阀的 回液管路上。其作用是防 止主回液管的工作液进入 支架液压系统。当支架液 压系统需要检修时，将该 阀与支架回液管断开，不 影响工作面回液管的液体 流回油箱。 八 矿用 U形销式快速接头及附件 U形销式快速接头用以连接软管总成或其他液 压元件，导通或阻断工作液体并以 U形销连接 金属接头。其附件包括接头与其他元件连接 用的 U形销，密封用的 O形圈、挡圈，以及防 尘用的塑料堵、塑料帽。 接头及附件的尺寸分为 DN和 KJ两个系列。 （ 1） DN系列（指与国外同类产品可互换的 系列，为优先系列），代号为 D。 （ 2） KJ系列（指国内煤炭行业常用接头系 列），代号为 K。 快速接头主要有以下几种： 双阳直接头、直通、阴阳直接头、堵、帽、 90 弯头、 135 弯头、弯通、三通、四通。 九 高压软管 高压软管广泛应用于煤矿采掘机械及各类工 程机械。高压软管总成因其承载能力强，使 用方便，特别适用于煤矿采掘工作面液压传 动系统。 目前，高压软管主要作为形成液压（油压、 水压）回路配管的一部分而用，由内外胶层 和补强层组成。从结构上看，高压胶管分为 编织、缠绕两种型式。