液压支架设计理论考试试题及答案

液压支架设计理论考试试题及答案

一、单选题（每题1分，共10分）

1.液压支架设计时，应优先考虑的因素是（）A.材料成本B.结构美观C.支护强度D.制造工艺【答案】C【解析】液压支架设计的首要任务是保证足够的支护强度，确保矿井安全

2.液压支架的支撑力主要取决于（）A.液压缸直径B.工作压力C.支架高度D.以上都是【答案】D【解析】支撑力由液压缸直径、工作压力和支架高度共同决定

3.在液压系统中，节流阀的主要作用是（）A.调节压力B.控制流量C.防止背压D.过滤杂质【答案】B【解析】节流阀通过调节流量来控制液压系统的运动速度

4.液压支架的初撑力是指（）A.支架开始工作时的支撑力B.支架最大支撑力C.支架最小支撑力D.支架回缩力【答案】A【解析】初撑力是液压支架开始工作时的初始支撑力

5.液压支架的推移力主要取决于（）A.推移油缸尺寸B.工作阻力C.机身结构D.以上都是【答案】D【解析】推移力由推移油缸尺寸、工作阻力和机身结构共同决定

6.液压支架的稳定性主要取决于（）A.支架结构B.支撑力C.重心位置D.以上都是【答案】D【解析】支架稳定性受结构、支撑力和重心位置共同影响

7.液压支架的可靠性设计应考虑（）A.疲劳寿命B.冲击载荷C.环境适应性D.以上都是【答案】D【解析】可靠性设计需考虑疲劳寿命、冲击载荷和环境适应性等因素

8.液压支架的控制系统应具备（）A.自动控制B.手动控制C.远程监控D.以上都是【答案】D【解析】现代液压支架控制系统应具备自动控制、手动控制和远程监控功能

9.液压支架的密封性能主要取决于（）A.密封材料B.密封结构C.工作压力D.以上都是【答案】D【解析】密封性能受密封材料、密封结构和工作压力共同影响

10.液压支架的维护保养应重点检查（）A.液压系统B.机械结构C.电气系统D.以上都是【答案】D【解析】维护保养需全面检查液压系统、机械结构和电气系统

二、多选题（每题4分，共20分）

1.液压支架设计时需考虑的因素包括（）A.支护强度B.推移力C.稳定性D.密封性能E.控制系统【答案】A、B、C、D、E【解析】液压支架设计需综合考虑支护强度、推移力、稳定性、密封性能和控制系统等因素

2.液压系统中常用的控制阀包括（）A.溢流阀B.节流阀C.减压阀D.顺序阀E.换向阀【答案】A、B、C、D、E【解析】液压系统中常用的控制阀包括溢流阀、节流阀、减压阀、顺序阀和换向阀

3.液压支架的组成部分包括（）A.支撑机构B.推移机构C.控制系统D.液压系统E.机械结构【答案】A、B、C、D、E【解析】液压支架由支撑机构、推移机构、控制系统、液压系统和机械结构组成

4.液压支架设计时应考虑的环境因素包括（）A.温度B.湿度C.粉尘D.腐蚀E.振动【答案】A、B、C、D、E【解析】液压支架设计需考虑温度、湿度、粉尘、腐蚀和振动等环境因素

5.液压支架的可靠性设计方法包括（）A.故障模式分析B.疲劳寿命计算C.环境适应性测试D.冗余设计E.仿真分析【答案】A、B、C、D、E【解析】可靠性设计方法包括故障模式分析、疲劳寿命计算、环境适应性测试、冗余设计和仿真分析

三、填空题（每题2分，共8分）

1.液压支架的支撑力主要由______和______共同决定【答案】液压缸直径；工作压力

2.液压支架的控制系统应具备______、______和______功能【答案】自动控制；手动控制；远程监控

3.液压支架的密封性能主要取决于______、______和______【答案】密封材料；密封结构；工作压力

4.液压支架的维护保养应重点检查______、______和______【答案】液压系统；机械结构；电气系统

四、判断题（每题2分，共10分）

1.液压支架的初撑力是指支架开始工作时的初始支撑力（）【答案】（√）【解析】初撑力是液压支架开始工作时的初始支撑力

2.液压支架的稳定性主要取决于支架结构（）【答案】（×）【解析】支架稳定性受结构、支撑力和重心位置共同影响

3.液压支架的控制系统应具备自动控制功能（）【答案】（√）【解析】现代液压支架控制系统应具备自动控制功能

4.液压支架的密封性能主要取决于密封材料（）【答案】（×）【解析】密封性能受密封材料、密封结构和工作压力共同影响

5.液压支架的维护保养应重点检查液压系统（）【答案】（√）【解析】维护保养需重点检查液压系统

五、简答题（每题4分，共12分）

1.简述液压支架设计的基本原则【答案】液压支架设计的基本原则包括

（1）支护强度确保足够的支护强度，满足矿井安全要求

（2）推移力保证足够的推移力，实现高效的采煤作业

（3）稳定性确保支架在各种工况下的稳定性，防止倾倒

（4）密封性能保证良好的密封性能，防止泄漏

（5）控制系统具备可靠的控制系统，实现自动化操作

2.简述液压支架的组成部分及其功能【答案】液压支架主要由以下部分组成

（1）支撑机构提供支撑力，保证矿井安全

（2）推移机构实现支架的推移，适应采煤作业

（3）控制系统控制液压系统的运行，实现自动化操作

（4）液压系统提供动力，驱动支架运动

（5）机械结构支撑和连接各部分，保证整体稳定性

3.简述液压支架的维护保养要点【答案】液压支架的维护保养要点包括

（1）定期检查液压系统，确保密封良好，防止泄漏

（2）检查机械结构，确保各部件连接牢固，无松动

（3）检查电气系统，确保线路连接正常，无短路或断路

（4）定期润滑各运动部件，保证运转顺畅

（5）定期进行性能测试，确保各项指标符合要求

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析液压支架在采煤过程中的作用及其重要性【答案】液压支架在采煤过程中的作用及其重要性

（1）支护作用提供足够的支撑力，防止顶板垮落，保证矿井安全

（2）推移作用实现支架的推移，适应采煤作业，提高采煤效率

（3）稳定性确保支架在各种工况下的稳定性，防止倾倒，保证作业安全

（4）自动化控制实现自动化操作，提高采煤效率，降低劳动强度

（5）环境适应性适应矿井复杂环境，保证设备稳定运行液压支架在采煤过程中起着至关重要的作用，是保证矿井安全、提高采煤效率的关键设备

2.分析液压支架设计时应考虑的关键技术问题【答案】液压支架设计时应考虑的关键技术问题

（1）支护强度设计根据矿井地质条件，设计足够的支护强度，保证矿井安全

（2）推移力设计根据采煤作业需求，设计足够的推移力，实现高效的采煤作业

（3）稳定性设计通过优化结构设计和重心位置，确保支架在各种工况下的稳定性

（4）液压系统设计设计高效、可靠的液压系统，保证支架的运行性能

（5）控制系统设计设计智能化的控制系统，实现自动化操作，提高采煤效率

（6）密封性能设计设计良好的密封结构，防止泄漏，保证液压系统的可靠性

（7）环境适应性设计考虑矿井复杂环境，设计适应性强、可靠性高的支架液压支架设计涉及多个关键技术问题，需综合考虑各种因素，确保设计合理、可靠

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.某矿井地质条件复杂，需设计一套液压支架请根据以下要求进行设计

（1）支护强度要求1000kN/m²

（2）推移力要求800kN

（3）稳定性要求抗倾覆系数≥

1.5

（4）液压系统工作压力

31.5MPa

（5）控制系统要求具备自动控制、手动控制和远程监控功能请详细说明设计思路和关键参数选择依据【答案】设计思路和关键参数选择依据

（1）支护强度设计根据支护强度要求1000kN/m²，选择合适的液压缸直径和工作压力，确保支撑力满足要求假设液压缸有效面积A=

0.01m²，则所需支撑力F=1000kN/m²×A=10kN选择液压缸直径D满足πD/2²≥

0.01m²，计算得到D≥

0.1414m，选择D=

0.15m

（2）推移力设计根据推移力要求800kN，选择合适的推移油缸尺寸和工作压力假设推移油缸有效面积A=

0.02m²，则所需推移力F=800kN选择液压缸直径D满足πD/2²≥

0.02m²，计算得到D≥

0.2m，选择D=

0.22m

（3）稳定性设计根据稳定性要求抗倾覆系数≥

1.5，优化支架结构设计和重心位置通过计算和仿真分析，确定支架结构参数和重心位置，确保抗倾覆系数满足要求

（4）液压系统设计根据液压系统工作压力

31.5MPa，选择合适的液压元件和管路尺寸，确保系统高效、可靠选择液压泵、液压缸、控制阀等元件，并进行系统仿真分析，优化系统参数

（5）控制系统设计根据控制系统要求，选择合适的控制器和传感器，设计自动控制、手动控制和远程监控功能通过编程和调试，实现控制系统功能，并进行系统测试，确保系统可靠性关键参数选择依据

（1）液压缸直径根据所需支撑力和推移力，选择合适的液压缸直径，确保系统高效、可靠

（2）工作压力根据系统要求和元件性能，选择合适的工作压力，确保系统安全、可靠

（3）结构设计通过优化结构设计和重心位置，提高支架的稳定性，保证作业安全

（4）控制系统选择合适的控制器和传感器，设计智能化的控制系统，提高采煤效率，降低劳动强度

2.某矿井需对现有液压支架进行改进设计，以提高其性能和可靠性请根据以下要求进行改进设计

（1）提高支护强度增加20%

（2）增加推移力增加15%

（3）提高稳定性抗倾覆系数提高至

1.8

（4）优化液压系统提高系统效率10%

（5）改进控制系统增加故障诊断功能请详细说明改进设计思路和关键参数调整依据【答案】改进设计思路和关键参数调整依据

（1）提高支护强度通过增加液压缸直径或提高工作压力，提高支护强度假设原支护强度为1000kN/m²，增加20%后为1200kN/m²选择液压缸直径D=

0.17m，有效面积A=

0.0227m²，工作压力仍为

31.5MPa，则支撑力F=1200kN/m²×A=

27.24kN，满足要求

（2）增加推移力通过增加推移油缸直径或提高工作压力，增加推移力假设原推移力为800kN，增加15%后为920kN选择推移油缸直径D=

0.24m，有效面积A=

0.0452m²，工作压力仍为

31.5MPa，则推移力F=920kN，满足要求

（3）提高稳定性通过优化结构设计和重心位置，提高稳定性通过计算和仿真分析，确定支架结构参数和重心位置，确保抗倾覆系数提高至

1.8

（4）优化液压系统通过优化液压元件和管路尺寸，提高系统效率选择高效液压泵、液压缸、控制阀等元件，并进行系统仿真分析，优化系统参数，提高系统效率10%

（5）改进控制系统增加故障诊断功能，提高系统可靠性通过编程和调试，实现故障诊断功能，并进行系统测试，确保系统可靠性关键参数调整依据

（1）液压缸直径通过增加液压缸直径，提高支撑力和推移力，满足新的性能要求

（2）工作压力通过提高工作压力，提高系统效率，满足新的性能要求

（3）结构设计通过优化结构设计和重心位置，提高稳定性，满足新的性能要求

（4）控制系统通过增加故障诊断功能，提高系统可靠性，满足新的性能要求

八、完整标准答案

一、单选题

1.C

2.D

3.B

4.A

5.D

6.D

7.D

8.D

9.D

10.D

二、多选题

1.A、B、C、D、E

2.A、B、C、D、E

3.A、B、C、D、E

4.A、B、C、D、E

5.A、B、C、D、E

三、填空题

1.液压缸直径；工作压力

2.自动控制；手动控制；远程监控

3.密封材料；密封结构；工作压力

4.液压系统；机械结构；电气系统

四、判断题

1.√

2.×

3.√

4.×

5.√

五、简答题

1.液压支架设计的基本原则包括支护强度、推移力、稳定性、密封性能和控制系统

2.液压支架的组成部分及其功能支撑机构、推移机构、控制系统、液压系统和机械结构

3.液压支架的维护保养要点定期检查液压系统、机械结构和电气系统，定期润滑各运动部件，定期进行性能测试

六、分析题

1.液压支架在采煤过程中的作用及其重要性支护作用、推移作用、稳定性、自动化控制和环境适应性

2.液压支架设计时应考虑的关键技术问题支护强度设计、推移力设计、稳定性设计、液压系统设计、控制系统设计、密封性能设计和环境适应性设计

七、综合应用题

1.设计思路和关键参数选择依据支护强度设计、推移力设计、稳定性设计、液压系统设计和控制系统设计

2.改进设计思路和关键参数调整依据提高支护强度、增加推移力、提高稳定性、优化液压系统和改进控制系统

八、完整标准答案

一、单选题

1.C

2.D

3.B

4.A

5.D

6.D

7.D

8.D

9.D

10.D

二、多选题

1.A、B、C、D、E

2.A、B、C、D、E

3.A、B、C、D、E

4.A、B、C、D、E

5.A、B、C、D、E

三、填空题

1.液压缸直径；工作压力

2.自动控制；手动控制；远程监控

3.密封材料；密封结构；工作压力

4.液压系统；机械结构；电气系统

四、判断题

1.√

2.×

3.√

4.×

5.√

五、简答题

1.液压支架设计的基本原则包括支护强度、推移力、稳定性、密封性能和控制系统

2.液压支架的组成部分及其功能支撑机构、推移机构、控制系统、液压系统和机械结构

3.液压支架的维护保养要点定期检查液压系统、机械结构和电气系统，定期润滑各运动部件，定期进行性能测试

六、分析题

1.液压支架在采煤过程中的作用及其重要性支护作用、推移作用、稳定性、自动化控制和环境适应性

2.液压支架设计时应考虑的关键技术问题支护强度设计、推移力设计、稳定性设计、液压系统设计、控制系统设计、密封性能设计和环境适应性设计

七、综合应用题

1.设计思路和关键参数选择依据支护强度设计、推移力设计、稳定性设计、液压系统设计和控制系统设计

2.改进设计思路和关键参数调整依据提高支护强度、增加推移力、提高稳定性、优化液压系统和改进控制系统。