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一、立柱的用途
立柱是液壓支架的主要工作機(jī)構(gòu)，用于使液壓支架承受頂板載荷，調(diào)節(jié)支護(hù)高度。立柱是支架的承壓構(gòu)件，它長(zhǎng)期處于高壓受力狀態(tài)，除應(yīng)具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，還要有足夠的抗壓、抗彎強(qiáng)度，良好的密封性能。

二、立柱的分類、結(jié)構(gòu)、工作原理

在國(guó)產(chǎn)液壓支架中，立柱根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同大致可分為：?jiǎn)紊炜s立柱和雙伸縮立柱兩種。在單伸縮立柱中又分為不帶機(jī)械加長(zhǎng)桿和帶機(jī)械加長(zhǎng)桿的二種。

當(dāng)立柱伸縮比較大時(shí)，可選用帶機(jī)械加長(zhǎng)桿的單伸縮立柱，也可選用雙伸縮立柱。帶機(jī)械加長(zhǎng)桿的單伸縮立柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但不如雙伸縮立柱使用方便。

1、單伸縮立柱

1.1、單伸縮立柱的結(jié)構(gòu)

單伸縮立柱主要由缸體、活柱、導(dǎo)向套、密封件組成。

下圖所示為卡環(huán)式單伸縮立柱。缸體1位于立柱的zui外層，是液壓缸的主體。缸體一端為缸口，另一端為焊有凸球面的缸底。缸體上焊有可與操縱閥相連的下腔接頭（進(jìn)液孔）和上腔接頭（回液口）。在組裝支架時(shí)，缸底與支架的底座柱窩相連接。活柱4由柱頭、柱管、柱塞三體焊接而成，可在缸體中上下運(yùn)動(dòng)，成為液壓缸中傳遞力的重要組件。柱頭上部為凸球面，在組裝支架時(shí)，柱頭與頂梁柱窩相連接。柱體表面為先鍍錫青銅（或乳白鉻）再鍍硬鉻的雙層復(fù)合鍍層，以防止磨損和銹蝕。柱塞上裝有兩件樹脂夾織物導(dǎo)向環(huán)2，以減少柱塞與缸壁的磨損，提高滑動(dòng)功能。在兩件導(dǎo)向環(huán)之間裝有聚氨酯活塞密封3，組成缸體的下腔密封。導(dǎo)向套5是活柱在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)起導(dǎo)向作用的部件，導(dǎo)向套內(nèi)表面上裝有兩件樹脂夾織物導(dǎo)向環(huán)和聚氨酯桿密封，形成活柱運(yùn)動(dòng)時(shí)的導(dǎo)向和密封，外表面裝有聚氨酯靜密封，形成與缸體的密封?？ōh(huán)9、擋套12、擋圈11共同組成導(dǎo)向套與缸體的連接。防塵圈13和O形密封圈組成導(dǎo)向套的內(nèi)、外表面防塵作用。

1.2、單伸縮立柱的工作原理

1、升柱   當(dāng)操縱閥手柄扳到升柱位置時(shí)，由操縱閥來的壓力液從下腔接頭進(jìn)入立柱活塞腔，使活柱升起，直至頂梁與頂板接觸。

2、立柱承載  頂梁與頂板接觸后，頂板壓力通過頂梁轉(zhuǎn)到活柱。由于在進(jìn)液管路上裝有液控單向閥和安，全閥，立柱活塞腔的壓力液被單向閥封閉，因而活塞腔的壓力隨著頂板壓力的升高而升高。當(dāng)壓力超過立柱的工作阻力，即超過安，全閥的額定工作壓力時(shí)，安，全閥開始卸載，活柱收縮。當(dāng)壓力降到低于安，全閥額定工作阻力的90%時(shí)，立柱又開始承載。在頂梁與頂板脫開接觸之前，壓力的傳遞和安，全閥的動(dòng)作總是這樣反復(fù)進(jìn)行。

3、降柱  將操縱閥手柄扳到降柱位置時(shí)，由操縱閥來的壓力液通過上腔接頭進(jìn)入活柱外面的活塞桿腔，同時(shí)打開液控單向閥，使立柱活塞腔的液體經(jīng)操縱閥與回液管路相通。此時(shí)，活柱在液壓和自重作用下迅速下降。

2、帶加長(zhǎng)桿立柱

2.1、帶加長(zhǎng)桿立柱的結(jié)構(gòu)

帶加長(zhǎng)桿立柱結(jié)構(gòu)的主要特征是：在立柱中，增加加長(zhǎng)桿來補(bǔ)償立柱的行程。

缸體結(jié)構(gòu)同單伸縮立柱。開口活柱7由柱塞和柱管焊接而成。在缸體中上下運(yùn)動(dòng)，成為液壓缸中傳遞力的重要組件。由于下腔密封件采用聚甲醛材料，柱塞處密封和導(dǎo)向由外卡鍵3、支撐環(huán)4與柱塞共同作用。導(dǎo)向套8通過螺紋直接與缸體連接。導(dǎo)向套內(nèi)孔裝有導(dǎo)向環(huán)9、蕾形密封圈12、擋圈13、防塵圈14形成與開口活柱的密封和防塵。導(dǎo)向套外槽裝有O形密封圈10形成與缸體的靜密封。加長(zhǎng)桿19帶有三個(gè)加長(zhǎng)桿槽，可與大半環(huán)18、保持套17、連接銷16和開口活柱形成三個(gè)不同的固定位置，分別調(diào)節(jié)S1、1/2S1行程。加長(zhǎng)桿頭為凸球面，在組裝支架時(shí)，與頂梁的柱窩相連接。

2.2、帶加長(zhǎng)桿立柱的工作原理

當(dāng)支架的支撐高度不能滿足回采高度的要求，可在立柱上安裝加長(zhǎng)桿來補(bǔ)償立柱高度。帶有機(jī)械加長(zhǎng)桿的單伸縮立柱的工作原理與不帶機(jī)械加長(zhǎng)桿的單伸縮立柱相同。在一般煤層厚度變化不大的工作面中，在安裝時(shí)就將加長(zhǎng)桿調(diào)節(jié)到需要的高度，然后，在回采過程中，隨著采高的變化，只調(diào)節(jié)活柱液壓行程，而不再調(diào)節(jié)加長(zhǎng)桿長(zhǎng)度。只有在煤層高度變化超過活柱的液壓行程時(shí)，才不得不調(diào)節(jié)加長(zhǎng)桿。

3、雙伸縮立柱

3.1雙伸縮立柱的結(jié)構(gòu)

雙伸縮立柱主要由外油缸17、中油缸18、活柱19、導(dǎo)向套1、導(dǎo)向套2、底閥15及密封件、連接件組成。

如下圖所示。外油缸17的結(jié)構(gòu)和作用與單伸縮立柱的缸體相通。中油缸18由中缸底和中缸體焊接而成，其即相當(dāng)于一級(jí)缸的活柱，又相當(dāng)于二級(jí)缸的缸體。其可在外油缸17中上下運(yùn)動(dòng)，為液壓缸中的主要傳力部件。其缸底部裝有活塞導(dǎo)向環(huán)11、活塞密封13形成與外油缸的密封和導(dǎo)向。中油缸內(nèi)部裝有底閥15，以控制活柱19的升降。中油缸的外表面為先鍍錫青銅（或乳白鉻）再鍍硬鉻的雙層復(fù)合鍍層，以防止磨損和銹蝕。其上部通過導(dǎo)向套與外油缸相連，形成密封和導(dǎo)向?；钪?9位于中油缸內(nèi)，可在中油缸內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，為液壓缸的主要傳力部件。其結(jié)構(gòu)、作用與單伸縮立柱的活柱相同，其柱頭部加工有進(jìn)液孔，該進(jìn)液孔通過活柱中心深孔與二級(jí)缸的環(huán)形腔相通。

3.2、雙伸縮立柱的工作原理

1、升柱  當(dāng)操縱閥手柄扳到升柱位置時(shí)，由操縱閥來的壓力液通過下腔接頭進(jìn)入一級(jí)缸的活塞腔，使二級(jí)缸首先伸出。一旦二級(jí)缸的活塞碰到導(dǎo)向套，一級(jí)缸活塞腔內(nèi)的液體壓力上升，促使底閥打開使壓力液進(jìn)入二級(jí)缸的活塞腔，活柱伸出。此時(shí)，初承力為二級(jí)缸的面積乘以供液壓力。如需較大的初承力，則可稍加降柱，然后再次升柱到接觸頂板，此時(shí)，初承力可達(dá)到一級(jí)缸的初承力。

2、立柱承載   頂梁與頂板接觸后，頂板壓力由頂梁傳到活柱上。由于壓力液被底閥封閉，活柱不能回縮，因此壓力傳到二級(jí)缸缸底上。此時(shí)，一級(jí)缸活塞腔的壓力隨頂板來壓而升高，直到超過立柱工作阻力（即安，全閥額定工作壓力）時(shí)，安，全閥開始卸載，二級(jí)缸收縮。當(dāng)壓力降到低于安，全閥額定工作壓力的90%，安，全閥關(guān)閉，立柱又開始承載。在二級(jí)缸未縮回以前，壓力的傳遞和安，全閥的動(dòng)作就這樣反復(fù)進(jìn)行。當(dāng)二級(jí)缸降到zui終位置時(shí)，底閥的頂桿接觸缸底，底閥打開，二級(jí)缸活塞腔的壓力液進(jìn)入一級(jí)缸活塞腔（實(shí)際使用過程中達(dá)不到這種地步），這部分壓力液又將二級(jí)缸升起一，定距離，底閥離開缸底后又關(guān)閉。若頂板壓力又超過立柱的工作阻力，安，全閥又動(dòng)作，二級(jí)缸又降到zui終位置，底閥又打開。這樣的反復(fù)動(dòng)作，保證了立柱的承載在其工作阻力范圍之內(nèi)。

3、降柱   當(dāng)操縱閥手柄扳到降柱位置時(shí)，由操縱閥來的壓力液通過上腔接頭進(jìn)入一級(jí)缸活塞桿腔，并打開液控單向閥。同時(shí)，一、二級(jí)缸活塞腔的液體經(jīng)操縱閥與回流管相通。此時(shí)實(shí)現(xiàn)被迫降柱。在二級(jí)缸回縮時(shí)，底閥的頂桿被頂起，底閥打開，二級(jí)缸活塞腔的壓力液通過底閥流入一級(jí)缸活塞腔，再通過下腔接頭流至回油管路，同時(shí)，壓力液進(jìn)入二級(jí)缸活塞桿腔。此時(shí)，活柱在液壓作用下迅速下降。

4、立柱構(gòu)成

單伸縮立柱主要由缸體部件、活柱部件、缸口導(dǎo)向套部件和密封元件等組成。

機(jī)械加長(zhǎng)桿立柱主要由外缸體部件、機(jī)械加長(zhǎng)活柱、機(jī)械加長(zhǎng)桿、機(jī)械加長(zhǎng)桿連接件、外缸口導(dǎo)向套部件和密封元件等組成。

雙伸縮立柱主要由外缸體部件、中缸體部件、活柱部件、外缸口導(dǎo)向套部件、中缸口導(dǎo)向套部件和密封元件等組成。

4.1外缸體部件

外缸體部件位于立柱的zui外層，是液壓缸的主體。外缸體由缸筒、缸底焊接組成，在缸體上設(shè)有進(jìn)、回液口和（或）安，全閥接口。在組裝支架時(shí)，缸底與支架的底座柱窩相連接。