液壓支架雙伸縮立柱結構及控制形式

張智勇

（開灤（集團）有限責任公司設備管理中心，河北 唐山 063000）

液壓支架雙伸縮立柱是將支架頂梁和底座連接起來的主要部件。它安裝在支架上承受一定外部壓力，當產生負荷時各級缸筒具有相同的承載力，而這種相同的承載力再由相應的單向閥將兩個壓力室分隔開的。從這一方面來說，這就要求雙伸縮立柱具有一定的強度和壽命長的特點。但在具體使用中它的結構比較復雜，加工精度高，這樣促使了購買成本高，即便是這樣在煤礦生產中也被廣泛使用。

1 雙伸縮立柱的基本結構

筆者將其基本結構分析如下。它的結構主要有外缸、中缸和活柱兩個缸體一個柱體等組合而成。說起外缸它是有缸底焊接在一起的缸筒組成。在它的上端裝有導向套，可以起到限制和引導的作用，用來對密封元件支撐。

中缸就是與柱塞焊接或旋入一起的缸筒。在它的上面同樣有旋入或集成的導向套，用來對密封元件支撐。

活柱是配有導向環和外置動態活塞密封，在生產中把活柱塞腔和環形腔分隔開。

底閥用于雙伸縮立柱，主要是用來控制立柱二級缸與小柱的伸縮。在升柱時由固定的接口向下腔供液，達到一定程度時中缸體伸出，此時液力推開中缸下部的底閥使小柱逐漸伸出。而在降柱時，再由另一個接口進入液體，此時中缸降縮至缸底，頂桿將底閥頂開使小柱下降。

2 雙伸縮立柱的工作原理

雙伸縮立柱它是由控制閥組連接到立柱下腔口，來完成初撐力與工作阻力。并由控制二級缸與活柱的伸縮程序，來加以保證控制兩級缸獲得相同的恒定工作阻力。

另外，液壓支架雙伸縮立柱在工作中實現立柱伸出，立柱負載的工作特性。在工作中，雙伸縮立柱通過外缸上的固定接口，壓力液被引導至中缸底端，使中缸首先伸出。當活柱一直伸出到支架頂梁頂住頂板，并且形成初撐壓力。當壓力液的動力進入活塞腔時，再到達支架基座，此時依據活塞相應的面積關系，在各個活塞腔內產生壓力。在工作中，當調定壓力超過限制時壓力液可以排除，中缸就縮回。

表1 液壓支架雙伸縮立柱的參數

3 雙伸縮立柱的參數

筆者將液壓支架雙伸縮立柱的參數集合于表1，請參考。

4 雙伸縮立柱的控制形式

我們知道，當雙伸縮立柱工作時隨著頂板壓力繼續增加,讓立柱下腔壓力超過支架的安全閥壓力,這時安全閥打開、溢流,立柱逐漸下縮,使頂板壓力減小,立柱下腔壓力降低。反之也是這樣。

但在實際工作中，液壓支架雙伸縮立柱的控制形式一般是二級伸縮。我們根據支架的工作要求，它的活塞腔應該承受較大的工作阻力。而在支架超載時，還要滿足可縮性，主要目的是在自動下縮過程中能保持對頂板的支撐能力。這樣我們可以用圖1的二級伸縮缸的控制方式表示。

圖1 二級伸縮缸的控制方式

從圖1中的a圖中我們可以看出，當一級的缸下腔進油的時候，它的一級缸體優先出來，當它的壓力值達到一定的時候，我們打開單向閥，此時二級缸體伸出。再當接觸到頂板以后，閥門4關閉，接著閥門5的單向閥就會關閉，就會形成獨立的兩個閉鎖腔。

而從b圖中我們可以看到缸筒1和活柱2等與活塞桿3形成液壓缸，并由控制閥5、6限壓。同樣的當控制閥5、6的安全閥調定值相等時，立柱就可形成二級阻力。

從圖1中的c圖中，二級缸就是液壓加長桿，立柱工作阻力由一級缸控制閥中安全閥限定，有4個工作油口。立柱的工作阻力與式（6）相同。

結語

經過上面的論述，我們可以得出液壓支架的雙伸縮立柱作為液壓支架的一個核心部件，它的結構及控制形式比較復雜。當它出現故障時候，就會直接影響到支架對頂板的支護強度，關系到整個工作面的安全。這就要求我們在實際的工作中切實遵守使用規則，確保立柱的正常工作。

[1]任潔.液壓支架立柱的參數化建模及流固耦合分析[D].太原理工大學，2011.

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