液壓支架電控系統(tǒng)分析與應(yīng)用

陳桃杯

（山西晉煤集團(tuán) 金鼎煤機(jī)礦業(yè)有限責(zé)任公司，山西 晉城 048006）

1 液壓系統(tǒng)的組成

液壓支架的電控系統(tǒng)由液壓泵站、主進(jìn)回液膠管、平面截止閥、過濾器、分進(jìn)液管、控制閥組、立柱、千斤頂和管路等組成。當(dāng)高壓液體到達(dá)主控閥組后，分別由主控閥組中具有獨(dú)立控制單元的閥片控制而通過高壓膠管。各種不同型號(hào)規(guī)格的液控元件聯(lián)接軟固定密封元件及各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如立柱各種千斤項(xiàng)）組合成一個(gè)完整的電控系統(tǒng)。液壓支架的液壓系統(tǒng)原理圖見圖1。

圖1 液壓支架的液壓系統(tǒng)原理圖

2 電控系統(tǒng)中主要液壓部件的功能與原理

2.1 雙伸縮立柱

當(dāng)立柱主控處于“升柱”的工位時(shí)，高壓液體經(jīng)主控閥、高壓膠管、液控單向閥進(jìn)入立柱的活塞腔，立柱上升，立柱一級(jí)缸活柱腔的液體通過液控單向閥、主控閥、主回液管路流回泵站液箱。當(dāng)立柱一級(jí)缸行程用完后，高壓液體打開二級(jí)缸活塞底部的底閥進(jìn)入二級(jí)缸活塞腔，使二級(jí)缸內(nèi)的活柱上升，與此同時(shí)使二級(jí)缸內(nèi)活柱的上腔液體通過液控單向閥、主控閥、主回液管路流回泵站液箱。

立柱電磁閥在中間位置時(shí)，立柱不再上升，升架結(jié)束，支架達(dá)到預(yù)計(jì)的初撐力，該立柱活塞腔與油路兩端均為閉鎖狀態(tài)。當(dāng)頂板來壓時(shí)，由頂梁把壓力傳遞給立柱二級(jí)油缸內(nèi)的活柱，又因?yàn)槎?jí)缸底部的底閥將二級(jí)缸內(nèi)活柱的活塞腔閉鎖，使其內(nèi)部壓力升高，同時(shí)頂板的壓力又通過二級(jí)缸內(nèi)活柱下端面的液體傳遞給二級(jí)缸，從而使一級(jí)缸活塞腔壓力升高，待其壓力達(dá)到立柱安全閥調(diào)定的額定壓力時(shí)，支架也就達(dá)到額定工作阻力（由于立柱一、二級(jí)缸的額定工作阻力相等，又因一級(jí)缸活塞腔面積大于二級(jí)缸活塞腔面積，故二級(jí)缸活塞的額定工作壓力大于一級(jí)缸的）。頂板壓力繼續(xù)增大時(shí)，一級(jí)缸活塞腔壓力隨著升高，等壓力超過安全閥的額定壓力后，安全閥開啟釋放液體到壓力小于安全閥壓力時(shí)，安全閥自行關(guān)閉，立柱恢復(fù)正常，從而起到保護(hù)支架各結(jié)構(gòu)件的作用。

立柱處于“降柱”工位時(shí)，液體由主控閥經(jīng)管路進(jìn)入立柱一、二級(jí)缸的活柱腔，同時(shí)另一路液體進(jìn)到一級(jí)缸下腔。但由于二級(jí)缸底閥閉鎖，故二級(jí)缸活塞腔的液體不回流，僅是一級(jí)缸活塞腔的液體回流，從而使立柱下降，待一級(jí)缸行程為零時(shí)，底閥和一級(jí)缸缸底剛性接觸，以機(jī)械的方式將底閥打開，使二級(jí)缸活塞腔的液體回流到泵站液箱。

立柱的電磁閥在中間位置時(shí)，立柱不再下降，完成降架。

2.2 推移千斤頂

當(dāng)推移千斤頂活塞桿處于“伸出”工位時(shí)，管路液體由主控閥進(jìn)入千斤頂?shù)幕钊?，促使活塞桿伸出，活塞桿腔的液體經(jīng)主控閥、主回液管路流回泵站液箱。

當(dāng)千斤頂活塞桿處于“收回”工位時(shí)，高壓液體由主控閥經(jīng)高壓膠管進(jìn)入推移千斤頂活塞桿腔，使推移千斤頂活塞桿收回，此時(shí)為“推溜”狀態(tài)。在此時(shí)，該千斤頂活塞腔的液體經(jīng)主控閥、主回液管路最終流回泵站液箱。

2.3 伸縮梁千斤頂

當(dāng)伸縮千斤頂?shù)幕钊麠U處于“伸出”工位時(shí)，管路液體由主控閥進(jìn)入千斤頂?shù)幕钊?，將活塞桿推出，活塞桿腔的液體經(jīng)單向閥、主控閥、主回液管路流回泵站液箱。

當(dāng)伸縮梁千斤頂活塞桿處于“收回”工位時(shí)，高壓液體由主控閥經(jīng)高壓膠管進(jìn)入伸縮梁千斤頂活塞桿腔，將活塞桿收回（此時(shí)伸縮梁收回），在此時(shí)千斤頂活塞腔液體經(jīng)主控閥、主回液管最終回流到泵站液箱。

2.4 一級(jí)、二級(jí)護(hù)幫千斤頂

當(dāng)護(hù)幫千斤頂?shù)幕钊麠U處于“伸出”工位時(shí)，高壓液體由該主控閥經(jīng)高壓膠管單向鎖進(jìn)入護(hù)幫千斤頂活塞腔，將活塞桿推出（此時(shí)護(hù)幫板挑起），在此同時(shí)，另一分支高壓液體打開雙向鎖控制護(hù)幫千斤頂活塞桿腔的回液口，而活塞桿腔的液體經(jīng)液控雙向鎖、主控閥、主回液管最終回流到泵站液箱。

當(dāng)護(hù)幫千斤頂活塞桿主控閥處于“收回”工位時(shí)，高壓液體由主控閥經(jīng)高壓膠管進(jìn)入雙向鎖控制腔通向護(hù)幫千斤頂活塞桿腔的進(jìn)液口，進(jìn)入該千斤頂活塞桿腔，將活塞桿收回（此時(shí)護(hù)幫板收回），與此同時(shí)，護(hù)幫千斤頂下腔回液單向閥被頂桿頂開，千斤頂活塞腔液體經(jīng)雙向鎖、主控閥、主回液管最終回流到泵站液箱。

2.5 頂、掩梁側(cè)推千斤頂

頂、掩梁側(cè)護(hù)板以機(jī)械方式連接為一體，工作時(shí)用一組電磁閥控制4組側(cè)推千斤頂同時(shí)使頂、掩梁側(cè)護(hù)板伸出、收回。

當(dāng)頂、掩梁側(cè)推千斤頂?shù)幕钊麠U處于“伸出”工位時(shí)，管路液體由主控閥進(jìn)入側(cè)推千斤頂活塞腔，促使側(cè)推千斤頂?shù)幕钊麠U伸出，而活塞桿腔的液體經(jīng)主控閥、主回液管路流回泵站液箱。

當(dāng)側(cè)推千斤頂活塞桿處于“收回”工位時(shí)，高壓液體由主控閥經(jīng)高壓膠管進(jìn)入頂、掩梁側(cè)推千斤頂?shù)幕钊麠U腔，使該千斤頂活塞桿收回，同時(shí)頂、掩梁側(cè)推千斤頂活塞腔液體經(jīng)限壓閥、主控閥、主回液管最終回流到泵站液箱。

2.6 抬底千斤頂

抬底千斤頂?shù)闹饕δ苁欠乐沟鬃鲁?，或下沉后利用該千斤頂將支架底座抬起便于支架前移?/p>

當(dāng)抬底千斤頂?shù)幕钊麠U處于“伸出”工位時(shí)，高壓液體由主控閥經(jīng)高壓膠管進(jìn)入該千斤頂活塞腔，使抬底千斤頂伸出，而活塞桿腔的液體經(jīng)液控單向鎖、主控閥、主回液管最終回流到泵站液箱。

若抬底千斤頂因工作需要處于伸出狀態(tài)時(shí)，該千斤頂應(yīng)一直處于伸出的供液狀態(tài)。

抬底千斤頂收回時(shí)，其上腔與立柱下腔聯(lián)動(dòng)，由立柱給以控制。當(dāng)立柱升柱的同時(shí)向抬底千斤頂上腔供液，將抬底千斤頂活塞桿收回。

2.7 平衡千斤頂

當(dāng)平衡千斤頂?shù)幕钊麠U處于“伸出”工位時(shí)，高壓液體由主控閥經(jīng)高壓膠管打開雙向鎖控制通向平衡千斤頂活塞腔進(jìn)液口，與此同時(shí)，另一分支高壓液體打開雙向鎖控制該千斤頂活塞桿腔的回液口，實(shí)現(xiàn)高壓液體進(jìn)入千斤頂內(nèi)腔，促使活塞桿伸出，活塞桿腔的液體經(jīng)管路回流到泵站液箱。

千斤頂?shù)幕钊麠U處于中間某一位置，即完成頂梁前端上擺，使支架頂梁適應(yīng)頂板的要求。

當(dāng)平衡千斤頂未被操作時(shí)，該千斤頂活塞桿腔與雙向鎖、安全閥之間液路兩端均處于閉鎖狀態(tài)。當(dāng)頂板來壓時(shí)，該壓力通過頂梁前端傳遞給平衡千斤頂?shù)幕钊麠U，使該千斤頂活塞腔壓力升高，達(dá)到安全閥調(diào)定的額定工作壓力時(shí)，千斤頂就達(dá)到其額定工作阻力；下腔壓力如果再升高，高過安全閥的額定壓力，安全閥開始減壓到活塞腔壓力小于安全閥彈簧的壓力時(shí)，安全閥會(huì)自行關(guān)閉，千斤頂恢復(fù)正常，達(dá)到增加支架的工作阻力及保護(hù)部件的功能。

千斤頂活塞桿處于“收回”工位時(shí)，高壓液體由主控閥經(jīng)高壓膠管打開雙向鎖控制通向平衡千斤頂活塞桿腔的進(jìn)液口，在此同時(shí)另一個(gè)高壓液體打開雙向鎖控制該千斤頂活塞腔的回液口，實(shí)現(xiàn)高壓液體進(jìn)入活塞桿腔，收回千斤頂，活塞桿腔的液體經(jīng)雙向鎖、主控閥、主回液管回流到泵站液箱。

千斤頂活塞桿收回處于中間某一位置時(shí)，即完成頂梁后部上擺，使支架頂梁適應(yīng)頂板。

在掩護(hù)式支架工作中需要收回平衡千斤頂使支架形成前低后高的工況時(shí)，來自頂板的壓力作用到支架頂梁后部，使頂梁后部有向下的旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)，從而通過頂梁將該力傳遞到平衡千斤頂活塞桿，使該千斤頂受拉。當(dāng)平衡千斤頂活塞桿處于中間某一位置時(shí)，千斤頂活塞桿腔與雙向鎖之間液路兩端均處于閉鎖狀態(tài)，活塞桿腔壓力升高到安全閥額定工作壓力，千斤頂也就達(dá)到了自身的額定工作壓力。上腔壓力如果再升高，超過安全閥額定壓力時(shí)，安全閥泄壓，保持支架合理的工作狀態(tài)。

3 結(jié)語

液壓支架電液控制系統(tǒng)的好壞直接影響著支架的操作與應(yīng)用，設(shè)計(jì)一套高質(zhì)量的電液控系統(tǒng)是高效生產(chǎn)的基本保障。