第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.1高水基液壓系統(tǒng)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造煤礦井下高水基供液系統(tǒng)，由清水泵向乳化液泵站液箱供水，在乳化液液箱與乳化油完成自動配比，再經(jīng)過泵站出口出由高壓過濾站過濾，經(jīng)過管路到達(dá)液壓支架，經(jīng)過液壓支架的手動反沖洗過濾裝置，再達(dá)到電液控?fù)Q向閥，通過電液控?fù)Q向閥控制液壓支架的各個動作，最后液壓支架回液經(jīng)過管路和回液過濾站返回液箱。7.1.1概述1第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.1高水基液壓系統(tǒng)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造由于煤礦井下獨特的防爆、阻燃、環(huán)境友好等要求，液壓支架液壓系統(tǒng)一般采用難燃型高水基乳化液——采用3-5%乳化油+95-97%水混合。7.1.2高水基液2第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.1高水基液壓系統(tǒng)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造高水基液特點：黏性低潤滑性弱導(dǎo)電性強(qiáng)易汽化彈性模量大7.1.2高水基液3第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.1高水基液壓系統(tǒng)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.1.3系統(tǒng)組成由于支架每一個執(zhí)行元件的動作一般情況下是相互獨立的，所以控制一個執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)是一個獨立的單元，整個液壓系統(tǒng)是由若干個這樣的獨立單元并聯(lián)組成的。4動力元件：乳化液泵控制元件：換向閥（手動換向閥、電液換向閥）執(zhí)行元件：（立柱、各種千斤頂）輔助元件：單向閥（液控單向閥、單向鎖、雙向鎖），輔助液壓元件（安全閥、截止閥、過濾器等）、管路輔件（高壓膠管、接頭及輔件等）第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.1高水基液壓系統(tǒng)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.1.3系統(tǒng)組成以煤礦最常用的中厚煤層兩柱掩護(hù)式支架單架液壓系統(tǒng)為例，一般由立柱系統(tǒng)和千斤頂系統(tǒng)組成。立柱系統(tǒng)包括：立柱、換向閥、液控單向閥及安全閥。千斤頂系統(tǒng)包括：推移油缸、伸縮梁油缸、護(hù)幫油缸、平衡油缸、側(cè)護(hù)油缸、底調(diào)油缸、抬底油缸，以及換向閥和若干安全閥、單向鎖、雙向鎖等。5第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.1高水基液壓系統(tǒng)7.1.4支架回路6第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.1高水基液壓系統(tǒng)7.1.4支架回路①互幫回路7第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.1高水基液壓系統(tǒng)7.1.4支架回路8一、二級護(hù)幫同時伸展第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.1高水基液壓系統(tǒng)7.1.4支架回路9一級護(hù)幫收回、二級護(hù)幫保持第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.1高水基液壓系統(tǒng)7.1.4支架回路10一級、二級護(hù)幫均收回第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.1高水基液壓系統(tǒng)7.1.4支架回路②平衡、推移、側(cè)護(hù)回路11第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.1高水基液壓系統(tǒng)7.1.4支架回路③立柱、抬底回路12第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.1高水基液壓系統(tǒng)7.1.4支架回路④底調(diào)回路13第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.1高水基液壓系統(tǒng)7.1.4支架回路⑤噴霧回路14THANKS15第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.2高水基液壓泵站戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造16乳化液泵站是智能化采煤工作面的主要裝備之一，是把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗艿哪芰哭D(zhuǎn)換裝置，是液壓支架的動力源。乳化液泵站簡稱泵站，它在綜采工作面有兩種布置方式：一種是上、下順槽各設(shè)置一組泵站，從工作面兩端同時向工作面液壓支架等液壓裝置供液；另一種是將泵站全部設(shè)置在下順槽的設(shè)備列車上，向工作面液壓支架及其它用乳化液的液壓裝置供液。第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.2高水基液壓泵站戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.2.1泵站構(gòu)成17乳化液泵站是由乳化液泵、乳化液箱及附屬裝置組成。乳化液泵站在實際使用時，往往是同時安裝兩臺乳化液泵和一個乳化液箱，所以通常稱“兩泵一箱”。有時也可多臺泵和多個液箱組成一個泵站系統(tǒng)，當(dāng)工作面液壓設(shè)備需要增加供液量時，可讓多臺乳化液泵并聯(lián)工作，從而滿足生產(chǎn)的需要。第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.2高水基液壓泵站戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.2.1泵站構(gòu)成18國內(nèi)乳化液泵站由兩臺泵或三臺泵組成，采用一臺使用一臺備用，或兩臺使用一臺備用的模式運行，乳化液泵上安裝有安全閥和液控的機(jī)械卸載閥，液箱上安裝有高壓過濾器、交替閥和蓄能器。國外的乳化液泵站一般由四臺泵組成，三臺使用一臺備用，配備完善的電控系統(tǒng)可根據(jù)工作面的需要實現(xiàn)一臺泵到三臺泵同時供液，滿足綜采工作面對乳化液流量大范圍變化的需求，電控系統(tǒng)為集散式控制，可實現(xiàn)自動和手動兩種模式運行。第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.2高水基液壓泵站戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.2.1泵站構(gòu)成19乳化液泵與電動機(jī)裝在一個滑撬式底座上，乳化液箱裝在另一個滑撬式底座上。泵站附件的裝設(shè)位置隨泵站的型式而異，一般多裝設(shè)在乳化液箱上，有的也裝在泵上或泵的底座上。為保證泵站能夠安全可靠地運行，設(shè)置了安全閥、卸載閥、蓄能器、過濾器及壓力表等控制與保護(hù)裝置。第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.2高水基液壓泵站戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.2.2結(jié)構(gòu)與原理20乳化液泵總成主要由電機(jī)、機(jī)座（聯(lián)軸器）、泵體部分組成。1-供液集成塊；2-高壓供液膠管；3-卸載回液主管；4-卸載回液膠管；5-油冷卻器；6-單泵體；7-機(jī)座（聯(lián)軸器）；8-電機(jī)；9-電控系統(tǒng)（分控）；10-吸液蝶閥；11-吸液主管；12-接線第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.2高水基液壓泵站戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.2.2結(jié)構(gòu)與原理21泵體由泵頭組件、卸荷閥組件、安全閥組件、齒輪箱組件等組成。1-強(qiáng)迫潤滑系統(tǒng)；2-曲軸箱組件；3-空氣濾清器；4-齒輪箱組件；5-安全閥組件；6-泵頭組件；7-卸載閥組件第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.2高水基液壓泵站戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.2.2結(jié)構(gòu)與原理221-連桿組件；2-曲軸組件；3-曲軸箱；4-齒輪箱；5-大齒輪；6-小齒輪軸；7-滑塊組件；8-滑塊密封座組件；9-高壓鋼套組件箱體傳動部分由箱體、一級齒輪減速裝置、曲軸、連桿、滑塊組成。第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.2高水基液壓泵站戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.2.2結(jié)構(gòu)與原理231-滑塊組件；2-泵頭上蓋板；3-排液閥；4-泵頭；5-吸液閥；6-泵頭前蓋板；7-吸液腔；8-高壓鋼套組件泵頭部分主要由泵頭體、吸液閥、排液閥、高壓鋼套(即缸體)和柱塞等組成。第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.2高水基液壓泵站戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.2.2結(jié)構(gòu)與原理241-鎖緊螺母；2-閥座；3-閥墊；4-閥芯；5-頂桿；6-大彈簧；7-小彈簧；8-閥殼；9-調(diào)壓螺釘泵用安全閥泵用安全閥安裝在泵頭上，由閥殼、閥芯、閥座、彈簧座、橡膠閥墊及彈簧等組成。第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.2高水基液壓泵站戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.2.2結(jié)構(gòu)與原理251—曲軸；2—連桿；3—滑塊；4—滑槽；5—柱塞；6—缸體；7—排液閥；8—排液口；9—進(jìn)液閥；10—進(jìn)液口乳化液泵一般為臥式三柱塞或五柱塞往復(fù)泵，是通過曲軸的轉(zhuǎn)動經(jīng)過連桿—滑塊機(jī)構(gòu)而使柱塞呈直線往復(fù)運動。由于柱塞在吸液過程中不能排液，所以單柱塞泵的排液量很不均勻，是一種周期間斷性的脈沖壓力液體。為了克服單柱塞泵脈沖壓力的不利影響，乳化液泵一般做成三柱塞或五柱塞泵。第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.2高水基液壓泵站戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.2.3自動卸荷技術(shù)26泵站自動卸荷技術(shù)將傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)與液壓技術(shù)結(jié)合，通過壓力傳感器檢測液壓系統(tǒng)的實時壓力，并根據(jù)系統(tǒng)的壓力大小決定卸荷閥的開啟與關(guān)閉。當(dāng)工作面暫不用液體而泵站繼續(xù)運轉(zhuǎn)時，高壓管路中的乳化液壓力急劇升高，需要通過卸荷裝置將高壓乳化液卸回乳化液液箱。當(dāng)工作面支架需要用液時，需要將卸載裝置關(guān)閉，使泵向主管路恢復(fù)供液，其中的卸載裝置的核心元件是電磁卸荷閥。第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.2高水基液壓泵站戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.2.3自動卸荷原理27電磁卸荷閥安裝在乳化液泵的出液口，主要包括卸載主閥、裝有控制活塞的機(jī)械先導(dǎo)閥、電磁先導(dǎo)閥。電磁卸荷閥的工作原理如圖:第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.2高水基液壓泵站戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.2.3自動卸荷裝置28乳化液箱上的電磁卸載閥主要由單向閥、主閥、先導(dǎo)閥、電磁閥等組成。當(dāng)液壓支架不用液時，泵站出口壓力升高，當(dāng)壓力傳感器監(jiān)測到壓力達(dá)到卸載壓力時，使電磁閥通電，卸荷閥打開卸荷，當(dāng)壓力低于下限時，則電磁閥關(guān)閉，卸荷閥也關(guān)閉，泵站系統(tǒng)開始重新加壓。1-主閥體；2-主閥芯座；3-主閥套；4-主閥芯；5-主閥彈簧；6-上盤；7-電磁閥體；8-電磁上球閥；9-電磁閥座；10-杠桿；11-推桿；12-極靴；13-電磁殼體；14-銜鐵；15-線圈；16-電磁閥彈簧；17-電磁下球閥THANKS29第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.3高水基液壓閥戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.3.1概述30隨著煤礦井下對自動化和生產(chǎn)效率要求的提高，傳統(tǒng)的手動換向閥已逐步由電液控制閥取代。支架電液控制閥電液控制閥安裝位置第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.3高水基液壓閥戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造31立式結(jié)構(gòu)分類：按電磁先導(dǎo)閥的安裝形式分為臥式結(jié)構(gòu)和立式結(jié)構(gòu)。7.3.2結(jié)構(gòu)與原理組成：電液控制閥由電磁鐵、先導(dǎo)閥、主閥三部分組成。電磁鐵先導(dǎo)閥主閥第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.3高水基液壓閥戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造32臥式結(jié)構(gòu)按電磁先導(dǎo)閥的安裝形式分為臥式結(jié)構(gòu)和立式結(jié)構(gòu)。7.3.2結(jié)構(gòu)與原理第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.3高水基液壓閥戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.3.2結(jié)構(gòu)與原理33液壓支架電液控制閥，主要由電磁鐵、先導(dǎo)閥和主閥三部分組成。電磁鐵電磁鐵用作電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器，依靠其電磁力驅(qū)動先導(dǎo)閥閥芯部件。電磁鐵主要有兩種形式，一種是直動式結(jié)構(gòu)，一種是拍合式結(jié)構(gòu)。1-鐵芯；2-線圈；3-彈簧；4-殼體；5-擋鐵；6-頂桿；7-驅(qū)動電路板；8-手動按鈕直動式電磁鐵第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.3高水基液壓閥戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.3.2結(jié)構(gòu)與原理34液壓支架電液控制閥，主要由電磁鐵、先導(dǎo)閥和主閥三部分組成。電磁鐵電磁鐵用作電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器，依靠其電磁力驅(qū)動先導(dǎo)閥閥芯部件。電磁鐵主要有兩種形式，一種是直動式結(jié)構(gòu)，一種是拍合式結(jié)構(gòu)。直動式電磁鐵第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.3高水基液壓閥戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.3.2結(jié)構(gòu)與原理35液壓支架電液控制閥，主要由電磁鐵、先導(dǎo)閥和主閥三部分組成。電磁鐵電磁鐵用作電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器，依靠其電磁力驅(qū)動先導(dǎo)閥閥芯部件。電磁鐵主要有兩種形式，一種是直動式結(jié)構(gòu)，一種是拍合式結(jié)構(gòu)。1-閥體；2-線圈；3-鐵芯；4-拍合片；5-手動按鈕；6-銷軸；7-先導(dǎo)閥拍合式電磁鐵第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.3高水基液壓閥戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.3.2結(jié)構(gòu)與原理36先導(dǎo)閥該先導(dǎo)閥為二位三通結(jié)構(gòu)，正常情況下，A-O相同，P-A斷開，當(dāng)閥芯壓桿6受力向左運動時，球閥5向左運動，將A-O口關(guān)閉，同時在頂桿4的作用下，推動鋼球3向左運動，促使P-A口連通，輸出先導(dǎo)控制液。當(dāng)壓桿不受力時，彈簧座2、鋼球3、鋼球5在彈簧1的作用下恢復(fù)初始位置。1-彈簧；2-彈簧座；3、5-鋼球；4-頂桿；6-閥芯壓桿第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.3高水基液壓閥戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造7.3.2結(jié)構(gòu)與原理37先導(dǎo)閥早期的先導(dǎo)閥P-A，O-A之間的密封均采用平面密封方式，但這種方式要求密封平面具有較高的平面度，對加工精度要求較高。由于煤礦液壓系統(tǒng)易受污染，密封平面之間易進(jìn)入雜質(zhì)，密封效果不好。后來經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)，采用球閥結(jié)構(gòu)，具有較好的自動對中和密封性能。第7章高水基液壓系統(tǒng)及其智能化技術(shù)7.3高水基液壓閥戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)團(tuán)隊-重型高端裝備制造38主閥主閥在結(jié)構(gòu)形式上均采用螺紋插裝閥。這種閥在安裝時只需將閥芯、閥套、彈簧及密封件組成一個組件插入標(biāo)準(zhǔn)孔內(nèi)，插裝閥由此而得名。插裝式結(jié)構(gòu)液壓閥與普通結(jié)構(gòu)液壓閥相比，具有安裝拆卸方便、流通能力大、動態(tài)特性好、