1、 华 北 科 技 学 院实 习 报 告班 级： 机制 B08x 姓 名： xxx 实习名称： 毕业实习 实习地点：开滦集团及学校矿山机械实训基地 实习时间： 第七周到第十周 实习评语： 考核成绩： 指导教师： 张洪斌 0 液压支架的发展趋势随着工业技术的不断发展，国民经济对煤炭需要量的日益增加，煤矿开采，特别是采煤工作面的生产技术面貌发生了巨大的变化。自 1954 年英国装备了世界上第一个液压支架工作面开始，采煤技术实现了综合机械化。综合机械化采煤，就是工作面采煤、运输和支护三大主要生产环节都实现机械化。也就是说，采用滚筒式或刨削式等采煤机械落煤与装煤；工作面重型可弯曲运输机，以及与之适应的顺
2、槽转载机和可伸缩皮带运输机等运煤；自移式液压支架和管理顶板。这几种设备相互配合，组成了综合机械化采煤设备。 液压支架是以高压液体为动力，由若干液压元件(油缸和阀件) 与一些金属结构件组合面成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备，能实现支撑、降落移架和推移运输机等一整套工序。液压支架技术上先进，经济上合理，安全上可靠，当前世界各国都在不断地提高采煤工作面的综合机械化水平。我国于1964年开始研制液压支架，已先后研制了MZ-1928型、TZ型、BZZC型、WKM-400型、DM-400、YZ型、ZYZ型、ZY型等多种形式的液压支架，并在国内各大局矿试验和使用，取得了较好的效果。90年代特种液压支架
3、的研制获得迅速发展,机械化铺网支架、水砂充填支架、端头支架、强力支架、放顶煤支架等相继问世。随着科学技术的高速发展,新技术、新方法、新材料的不断应用,微机和计算机技术进一步普及,为液压支架的发展提供了有利的条件。目前,液压支架研究发展主要有一下几个方面：(1) 液压支架的结构形式正朝着简单实用方向发展，如液压支架的架型明显地向两柱掩护式支架和四柱支撑式掩护式支架发展。(2) 在已有支架设计与应用经验的基础上，将有限元和计算机辅助设计相结合，研究支架的智能化设计方法、结构与参数的优化，进一步提高支架的科学性、可靠性以及结构的优化性。其中在设计中主要做到以下几个方面： 提高液压支架的设计强度，加大
4、支架的工作阻力,加大支架的设计强度系数，还有选材等方面； 提高支架的移架速度； 改进支架个别部件结构，加大联结件强度。(3) 改进制造工艺，保证制造质量；对支架的阀类，从材料、热处理、加工条件和密封件入手，制定更严格的质量和抗腐蚀标准。(4) 对不稳定顶板、松软底板、地质构造较复杂等特殊条件，加大投入，研制大量的特殊支架，以适用不同的开采条件。(5) 新型元件与材质，可减轻支架重量，提高支架性能和使用寿命。(6) 结构上寻求克服四连杆的新型架型。(7) 快速支架电液控制系统的研制和投入，研究支架的遥控、程控控制和性能自动监控，为回采工作面的半自动化与自动化创造条件。(8) 纯水液压技术是液压领
5、域的发展前沿。,新材料的成功研制与应用，精密加工技术的不断进步，以及各种新结构液压元件的制成，都将成为液压支架采用纯水液压技术进入严格的无污染领域提供了可能。(9)利用现有的传感技术、计算机控制技术、信号处理技术、机械传动技术、液压传动技术等，大力发展故障诊断技术(包括信号检测，故障判断，故障检测，故障分析等内容) ，预防和减少事故的发生、维修的盲目性和维修时间，延长支架服务年限,提高生产效率。综上所述，液压支架目前发展主要趋势是：二柱掩护式架型，提高液压支架强度、设计系数、移架速度，改进个别部件的结构(整体顶梁、宽中心距等) ，液压阀件系列化、标准化、通用化,高工作阻力，高可靠性，用微电子技
6、术实现机电液一体化的数字采集、工况监测、故障诊断和自动控制。第一部分 实习车间及设备情况根据工艺流程，主要分为下面几个分厂:1.1 下料中心液压支架通过各种厚度的钢板焊接而成，所以第一步工艺是下料。下料中心分为三个区间：（1）数控切割区采用丙烷和氧气切割和离子切割两种。等离子切割利用压缩空气作为工作气体，以高温高速的等离子弧做为热源，将被切割的金属局部溶化，并同时用高速气体将已溶化的金属吹走，适用于薄层金属切割。（2）半人工切割区由工人推动气切割机在刚板上按要求加工出所需的区域，一般尺寸不是很大，形状较数控切割区加工的简单。（3）及其手切割 1.2 锻造分厂锻造是在几啊工设备及工具的作用下，通
7、过金属体积的转移和分配，使坯料产生局部或全部的塑性变形。以获得具有一定形状，尺寸和治疗的锻造加工方法。安所用的设备和工具的不同，锻造可分为自由锻造、胎具锻造和模型锻造。厂内自由锻造有锻锤和液压机两大类，使用的锻锤为空气锤。空气锤的吨位较小，用采锻造小型件，而产生中的液压机主要是水压机。1.3 锻造车间锻造工艺是将金属熔融后得到的也太金属注入与之好的锻型中使之冷却，凝固，获得一定形状和性能锻件的金属成型方法。锻造生产的锻件一般为毛坯。砂型锻造是以型砂为制作锻型，并依靠液态金属自身的流动性，在重力下填充锻型，生产锻件的方法。1.4 热处理分厂热处理是一种重要的金属加工工艺。采用适当的加热方式，保温
8、，冷却，改变其组织结构以获得所需性能的材料。1.5 液压元件分厂 支架因其特殊的要求， 对其强度，精度，密封性有较高的要求，所以加工过程中使用的设备与一般的不同，主要采用深孔钻铣床，数控双面镗床，氢氧爆破区刺机等。1.6 阀分厂由于支架对强度要求较高，所以液压系统中压力相当高，对各种阀的精度，密封性要求极高，为了能提高精度，厂区对生产车间的室温和适度等指标做了严格的要求。加装制热和制冷的装置。以确保指标的要求。从而生产液压元件。第二部分 液压支架基本情况随着工业技术的不断发展，国民经济对煤炭需要量的日益增加，煤矿开采，特别是采煤工作面的生产技术面貌发生了巨大的变化。自 1954 年英国装备了世
9、界上第一个液压支架工作面开始，采煤技术实现了综合机械化。综合机械化采煤，就是工作面采煤、运输和支护三大主要生产环节都实现机械化。也就是说，采用滚筒式或刨削式等采煤机械落煤与装煤；工作面重型可弯曲运输机，以及与之适应的顺槽转载机和可伸缩皮带运输机等运煤；自移式液压支架和管理顶板。这几种设备相互配合，组成了综合机械化采煤设备。 液压支架是以高压液体为动力，由若干液压元件(油缸和阀件) 与一些金属结构件组合面成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备，能实现支撑、降落移架和推移运输机等一整套工序。液压支架技术上先进，经济上合理，安全上可靠，当前世界各国都在不断地提高采煤工作面的综合机械化水平。近几年来，
10、为适应采煤综合机械化的发展需要，液压支架获得了迅速的发展，出现了很多类型，据统计，它的结构型式已达数百种。每架支架的支柱从 1 根到 8 根，支撑力从 50吨到 800 吨，支架适应煤层厚度的范围由 0.6 米到 5.0 米，以至更厚的煤层，适应煤层倾角由 0到 45，甚至 70左右。在缓倾斜薄及中厚煤层中，液压支架已获得广泛应用，但是由于煤层赋存条件复杂，支架的结构还不够完善，设备需要管理和操作经验，所以液压支架的使用范围仍受到限制。为了改进支架的支护性能，提高它对不同矿山地质条件的适应性，扩大使用范围，延长使用寿命，日前液压支架有下列几方面的发展动向：大力发展掩护式和支撑掩护式支架，对其他
11、型式的支架，应用逐渐减少。1975 年国际采矿设备展览会展出的 89 种液压支架中，有 80是掩护式支架，这些支架的主要特点是：采用四连杆机构，使梁端和煤壁之间的距离基本保持恒定；支柱支在顶梁上，捉高了支架的工作阻力；顶梁和掩护梁铰接，取消了两者间易被矸石堵塞的三角区；掩护梁和顶梁的主梁部分均装设侧护板，提高了支架的防护能力；采用整体自移式，便于支架操作和实现自动控制。液压支架的进一步发展，是着重解决扩大使用范围的问题。目前，各国正在研制大倾角、大采高、大截深和薄煤层支架，并使支架和采煤机更好地配合。近几年来，国外正在研制一次截深 15 米左右或一次采高 55 米的液压支架。同时，为扩大支架适
12、应的高度范围，广泛采用双伸缩式支柱。采用高压乳化液泵，以提高支架的初撑力，很多国家使用的泵站压力己达到 300 公斤厘米 2 以上。为了简化支架管路系统和便于安全操作，开始采用“多芯管”先导式邻架控制的操作方式。为加快支架移设速度，进一步改善操作条件，支架控制正在向自动控制方向发展。目前，分组程序控制已经开始使用，全工作面的自动控制还处在研究阶段。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，
13、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。 近年来，我国液压支架的研制工作发展很快，从基本上依靠进口，发展到自行设计、自行制造，而品种繁多、功能齐全、质量可靠。2.1 液压支架的分类图2.1 液压支架类型a-支撑式 b-掩护式 c-支撑掩护式根据液压支架与顶板相互作用的原理进行分类：支撑式支架有跺式支架和节式支架两种； 掩护式支架有支顶式和支掩式两种； 支撑掩护式有支顶式和混合式两种。 放顶煤支架 （中国特色的产品，放顶煤工艺是中国人创造的） 按照控制系统和工作阻力的分类： 低端液压支架（操纵阀采用手动控制的阀）工作阻力在 10000kn 以下 ；高端液压支架或者说一次采全高支架
14、，工作阻力在 10000KN 以上，操纵阀采用电液伺服控制。2.2 液压支架的组成根据支架各部件的功能和作用可分为四个部分：承载结构件、立柱千斤顶、控制元件、辅助装置。 2.2.1 承载结构件承载结构件主要功能是承受和传递顶板和跨落岩石的载荷。(1)顶梁顶梁是支架的主要承载部件之一，直接与顶板接触。顶梁结构采用钢板拼焊成箱形结构，四条主筋及上下面板形成整个顶梁的外形，内有弹簧套筒用于安装左右活动侧护板。 其主要作用有： 承接顶板岩石及煤的载荷； 反复支撑顶煤，可对比较坚硬的顶煤起破碎作用； 为回采工作面提供足够的安全操作空间。 (2) 掩护梁 掩护梁是掩护、支撑掩护式支架的特有结构。它的作用是
15、防止采空区冒落矸石窜入工作面，承受冒落矸石压力。在坚硬顶板中，掩护梁承载压力较大，易损坏变形。 掩护梁的结构是钢板焊接的箱形结构件，上下都焊有与顶梁及前后连杆的铰接耳座。(3)底座 底座是将顶板压力传递到底板和稳固支架的承载部件，除满足一定的刚度和强度外，还要求对底板的起伏不平的适应性强，对底板接触比压，特别是前端比压要小。其主要作用有： 为立柱、推移机构及其它辅助装置形成安装空间； 为工作人员创造良好的工作环境； 保证支架的稳定性； 具有一定的排矸挡矸作用； 底座结构有三种： 整体式，用钢板焊接成的整体箱式结构，稳定性好，不易变形，与底板接触面积大，对底板比压小，目前广泛使用。 对分式，底座
16、前后或左右对分式，在一定范围内适应底板起伏不平的变化。 底靴式，每根支柱伤穿一只底靴，结构轻巧，动作灵活对底板不平适应性强，但刚性差，对底板接触面积小，支架重量轻，用于悬移支架上。 (4) 前后连杆 前后连杆上下分别与掩梁和底座铰接，共同形成四连杆机构。 承受顶板的水平和侧向力，使立柱不受侧向力；使支架顶梁前端与煤壁的距离尽可能小，更好的支护顶板。 结构 均为钢板焊接而成的箱形结构，具有抗拉、抗压、抗扭性能。 (5)尾梁尾梁上部与顶梁铰接，由两个尾梁千斤顶（可分别与顶梁和尾梁铰接或底座和尾梁铰接）支撑，支架前移后跨落的顶煤和顶板直接作用到尾梁上，尾梁是放顶煤支架实现掩护和实现放顶煤的关键部件，
17、主要作用有： 支撑松动的顶煤及顶板岩石，维护良好的工作空间；为插板提供支点，为实现放煤创造条件。 结构： 多采用整体箱形变断面结构，用钢板拼焊而成，中部留有尾梁千斤顶耳座，两侧前部留有插板千斤顶耳座，尾梁后部留有装插板千斤顶的空间。2.2.2 液压缸 其主要作用是：为实现支架的各种动作，产生液压动力。 主要有：立柱、推移千斤顶、平衡千斤顶、移后千斤顶、尾梁千斤顶、插板千斤顶、伸缩梁千斤顶、前梁侧推千斤顶、防倒防滑千斤顶、抬底千斤顶、侧防护千斤顶等。(1)立柱 连接顶梁与底座，承受顶板载荷，是支架的主要承载部件，要求有足够的强度，工作可靠，使用寿命长。 立柱根据架型不同有不同的形式，主要有以下几
18、种： 双伸缩立柱、单伸缩立柱、单伸缩带接长杆的立柱。 (2) 推移千斤顶位于底座中间，其作用是推移输送机和拉移支架，正装，拉架力大于推溜力，浮动活塞或用差动机构。(3)移后（拉后溜）千斤顶位于底座的一侧，后端通过销轴与底座相连，杆通过连环与后部输送机相连。 主要作用是：拉动后部输送机前移。 (4)尾梁千斤顶 尾梁千斤顶位于顶梁的后部，杆端与尾梁相连，缸底端与顶梁相连（也可以与底座后耳座联接） 。 主要作用：支撑尾梁极其外载，通过伸缩控制尾梁的摆动角度实现放顶煤和维护放煤空间。 (5)插板千斤顶 位于尾梁的后部，杆端与插板相连，缸底端与尾梁相连。主要作用：通过插板千斤顶的伸缩，来实现插板的放顶煤
19、与阻挡矸石，还可捣碎块煤。 (6)侧推千斤顶 位于顶梁和尾梁（或掩护梁）内部，两端通过销轴和导杆分别和活动侧护板及固定侧护板相连。 主要作用：控制侧护板的伸出与收回，达到控制支架架间的作用。 (7)平衡千斤顶 用于掩护式支架，连接与顶梁和掩护梁之间，是掩护式支架的主要部件。主要作用：控制顶梁在不同高度时的顶梁仰俯角，使支架对起伏不平的顶板有较好的适应性。但受力大、易损坏。 (8)伸缩梁千斤顶位于顶梁下部，前连伸缩梁后连顶梁。 主要作用：通过其伸缩使伸缩梁伸出与收回，采煤机割煤后实现及时支护，防止片邦或顶板冒落。2.3 液压支架的工作原理液压支架在工作过程中，不仅要可靠的支撑顶板，维护一定的安全
20、工作空间，而且要随工作面的推进，进行移架和推移输送机。因此，支架要实现升、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，如图 1.1 所示PO192345681720图1.1 液压支架工作原理图1-顶梁；2- 立柱；3- 底座；4-推移千斤顶；5-安全阀；6-液控单向阀；7、8-操纵阀；9-输送机；10-乳化液泵；11- 主供液管；12- 主回液管2.3.1 支架升降和推移当操纵阀 8 处于升柱位置时，从乳化液泵站来的高压液体通过操纵阀 8、液控单向阀6 进入立柱 2 的下腔，立柱上腔回液，支架升起，并撑紧顶板。当操纵阀 8 处于降柱位置时，工
21、作液体进入立柱的上腔，同时打开液控单向阀，立柱下腔回液，支架下降。支架的前移和推移输送机是通过操纵阀 7 和推移千斤顶 4 来进行的。移架时，先使支架卸载下降，再把操纵阀 7 置于移架位置，从乳化液泵站来的高压液体进入推移千斤顶 4的前腔即活塞杆腔，后腔即活塞腔回液。这时，支架以输送机为支点前移。移架结束后，在把支架升起，使支架撑紧顶板。若将操纵阀 7 置于推溜位置，高压液体进入推移千斤顶后腔即活塞腔，前腔即活塞杆腔回液，这时输送机以支架为支点被推向煤壁。2.3.2 支架的承载过程支架的承载过程是指支架与顶板之间相互力学作用的过程。它包括初撑、承载增阻和恒阻三个阶段。如图 1.2 所示1.初撑
22、阶段在升架过程中，当支架的顶梁接触顶板，直到立柱下腔的液体压力逐渐上升到泵站工作压力时，停止供液，液控单向阀 6 立即关闭，这一过程为支架的初撑阶段。初撑力的大小取决于泵站的工作压力，立柱缸径和立柱的数量。合理的初撑力是防止直接顶过早的因下沉而离层、减缓顶板下沉速度、增加其稳定性和保证安全生产的关键。2.承载增阻阶段支架初撑结束后，随着顶板的下沉，立柱下腔的液体压力逐渐升高，支架对顶板的支撑力也随之增大，呈现增阻状态，这一过程为支架的承载增阻阶段。3.恒阻阶段随着顶板压力的进一步增加，立柱下腔的液体压力越来越高。当升高到安全阀 5 的调定压力时，安全阀打开溢流，立柱下缩，液体压力随之降低。当降
23、到安全阀的调定压力时，安全阀关闭。随着顶板的继续下沉，安全阀重复这一过程。由于安全阀的作用，支架的支撑力维持在某一恒定数值上，这是支架的恒阻阶段。此时，支架对顶板的支撑力称为工作阻力，它是由支架安全阀的调定压力决定的。对于掩护式和支撑掩护式支架，其初撑力和工作阻力的计算还要考虑到立柱倾角的影响因素。第三部分 实习感受为期四周周的实习圆满结束了，在这段时间里我们的课程都安排得很满，每天都要到实训基地报道。日子过得很累，但也很充实。也是因为这次的实习，让我们学到了很多在课本里学不到的知识，例如液压支架的各个阀门是如何工作的；在生产过程中锻造的几个步骤；总装车间负责了些什么工作等等。这让我清楚地感到了自己肩上的重任，看清了自己的人生方向，也让我认识到了机械生产工作应支持仔细认真的工作态度，要有一种平和的心态和不耻下问的精神，多听别人的建议，不要太过急燥，要对自己所做事去负责。单位也培养了我们对机械生产概况有了整体的认识，对实际的机械生产工作的有了一个新的开始，更好地为我们今后的工作积累经验。
