液压支架双伸缩立柱结构及控制形式

张智勇

（开滦（集团）有限责任公司设备管理中心，河北 唐山 063000）

液压支架双伸缩立柱是将支架顶梁和底座连接起来的主要部件。它安装在支架上承受一定外部压力，当产生负荷时各级缸筒具有相同的承载力，而这种相同的承载力再由相应的单向阀将两个压力室分隔开的。从这一方面来说，这就要求双伸缩立柱具有一定的强度和寿命长的特点。但在具体使用中它的结构比较复杂，加工精度高，这样促使了购买成本高，即便是这样在煤矿生产中也被广泛使用。

1 双伸缩立柱的基本结构

笔者将其基本结构分析如下。它的结构主要有外缸、中缸和活柱两个缸体一个柱体等组合而成。说起外缸它是有缸底焊接在一起的缸筒组成。在它的上端装有导向套，可以起到限制和引导的作用，用来对密封元件支撑。

中缸就是与柱塞焊接或旋入一起的缸筒。在它的上面同样有旋入或集成的导向套，用来对密封元件支撑。

活柱是配有导向环和外置动态活塞密封，在生产中把活柱塞腔和环形腔分隔开。

底阀用于双伸缩立柱，主要是用来控制立柱二级缸与小柱的伸缩。在升柱时由固定的接口向下腔供液，达到一定程度时中缸体伸出，此时液力推开中缸下部的底阀使小柱逐渐伸出。而在降柱时，再由另一个接口进入液体，此时中缸降缩至缸底，顶杆将底阀顶开使小柱下降。

2 双伸缩立柱的工作原理

双伸缩立柱它是由控制阀组连接到立柱下腔口，来完成初撑力与工作阻力。并由控制二级缸与活柱的伸缩程序，来加以保证控制两级缸获得相同的恒定工作阻力。

另外，液压支架双伸缩立柱在工作中实现立柱伸出，立柱负载的工作特性。在工作中，双伸缩立柱通过外缸上的固定接口，压力液被引导至中缸底端，使中缸首先伸出。当活柱一直伸出到支架顶梁顶住顶板，并且形成初撑压力。当压力液的动力进入活塞腔时，再到达支架基座，此时依据活塞相应的面积关系，在各个活塞腔内产生压力。在工作中，当调定压力超过限制时压力液可以排除，中缸就缩回。

表1 液压支架双伸缩立柱的参数

3 双伸缩立柱的参数

笔者将液压支架双伸缩立柱的参数集合于表1，请参考。

4 双伸缩立柱的控制形式

我们知道，当双伸缩立柱工作时随着顶板压力继续增加,让立柱下腔压力超过支架的安全阀压力,这时安全阀打开、溢流,立柱逐渐下缩,使顶板压力减小,立柱下腔压力降低。反之也是这样。

但在实际工作中，液压支架双伸缩立柱的控制形式一般是二级伸缩。我们根据支架的工作要求，它的活塞腔应该承受较大的工作阻力。而在支架超载时，还要满足可缩性，主要目的是在自动下缩过程中能保持对顶板的支撑能力。这样我们可以用图1的二级伸缩缸的控制方式表示。

图1 二级伸缩缸的控制方式

从图1中的a图中我们可以看出，当一级的缸下腔进油的时候，它的一级缸体优先出来，当它的压力值达到一定的时候，我们打开单向阀，此时二级缸体伸出。再当接触到顶板以后，阀门4关闭，接着阀门5的单向阀就会关闭，就会形成独立的两个闭锁腔。

而从b图中我们可以看到缸筒1和活柱2等与活塞杆3形成液压缸，并由控制阀5、6限压。同样的当控制阀5、6的安全阀调定值相等时，立柱就可形成二级阻力。

从图1中的c图中，二级缸就是液压加长杆，立柱工作阻力由一级缸控制阀中安全阀限定，有4个工作油口。立柱的工作阻力与式（6）相同。

结语

经过上面的论述，我们可以得出液压支架的双伸缩立柱作为液压支架的一个核心部件，它的结构及控制形式比较复杂。当它出现故障时候，就会直接影响到支架对顶板的支护强度，关系到整个工作面的安全。这就要求我们在实际的工作中切实遵守使用规则，确保立柱的正常工作。

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