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1、 摘要摘要 本课题主要论述了液压支架的主要设计过程 其中包括 液压支架 的选型 总体设计 主要零部件的设计以及液压系统设计 支架的形式为掩护式支架 支架除了要有效的对顶板进行有效支撑 还要实现升 降 推移几个步骤 支架采用四连杆机构 改善支架的受 力状况 缩小支架的升降过程中顶梁前端前后移动的距离 立柱采用单 伸缩液压缸 前端带有加长杆 以满足支架最低及最高位置时的高度要 求 顶梁掩护梁 底座都做成箱体结构用钢板焊接而成 在研制液压支架时 需要对支架进行生产试验和分析研究 确定合 理的液压支架受力参数 运动参数和结构参数 以及选定液压支架最佳 方案等方面综合性的科学技术问题 关键词关键词 液压
2、支架 顶梁 底座 立柱 结构设计 ABSTRACTABSTRACT The article mainly elaborate the hydraulic support design for top caving including the selection of hydraulic pressure support form system design main spar part design and examination of hydraulic system design The support eliminates must realize effectively carries
3、 on the strut to the roof but also must realize to fall to push move four steps the support uses four link motion gears improves the support the stress condition reduces the support to rise and full the distance which in the process fort end the top beam around moves The column uses the list expansi
4、on and contraction hydraulic cylinder front end has legthen the pole satisfies the support to be lowest and time the highest position high request The top beam shields Liang the foundation all makes the packed in a box body structure becomes with the steel plate welding At research to presses the su
5、pport need to carry on produce to experiment and analyze the research make sure reasonable of liquid presses the support to be subjected to the dint parameter the sport parameter and the structure parameters and make selection the liquid to press the synthetic science technique problem of aspect of
6、etc of the best project of support Keyword Keyword Hydraulic pressure support Top beam Cradle the column type support structure design 目录目录 1 1 绪绪 论论 1 1 1 1 国内外液压支架的研究现状及发展 1 1 2 本课题的研究目的和意义 3 2 2 液压支架基本理论分析液压支架基本理论分析 5 5 2 1 液压支架的工作原理 5 2 1 1 支架升降 5 2 1 2 支架推移 6 2 1 3 支架承载过程 6 2 2 液压支架的类型和结构 8 2 2
7、 1 支撑式支架 8 2 2 2 掩护式支架 9 2 2 3 支撑掩护式支架 9 2 2 4 特种液压支架 10 2 3 对液压支架的基本要求 10 2 4 支架的选型设计 11 2 4 1 设计的原始条件 11 2 4 2 支架的支护性能与外载荷 11 2 4 3 影响架型选择的因素 12 2 4 4 支架架型的确定 13 3 3 液压支架的整体结构设计液压支架的整体结构设计 1515 3 1 支架高度 中心距的确定 15 3 1 1 支架高度 15 3 1 2 支架伸缩比 15 3 1 3 支架间距 15 3 2 顶梁长度计算 16 3 2 1 支架工作方式对顶梁长度的影响 16 3 2
8、2 顶梁长度计算 16 4 4 支架主要部件的设计支架主要部件的设计 2020 4 1 支架主要部件的设计要求 20 4 2 顶梁的设计 21 4 3 支架技术参数和立柱的设计 22 4 3 1 支护面积 22 4 3 2 确定立柱的技术参数 23 4 3 3 安全阀压力与立柱工作阻力的确定 26 4 3 4 支护效率 29 4 4 立柱柱窝位置和受力计算 29 4 4 1 立柱布置 30 4 4 2 立柱柱窝位置的确定 30 4 5 千斤顶技术参数的确定 32 4 5 1 平衡千斤顶的功能与设计 32 4 5 2 对设计的技术要求 32 4 5 3 保持力矩的确定 33 4 5 4 平衡千斤
9、顶在顶梁上位置的确定 34 5 5 支架受力分析与计算支架受力分析与计算 3939 5 1 支架工作状态 39 5 1 1 顶板状态 39 5 1 2 支架工作状态 39 5 1 3 支架受力 40 5 2 受力计算 40 6 6 液压系统设计液压系统设计 4444 6 1 液压支架的液压系统特点 44 6 2 液压系统的设计方法 45 6 3 千斤顶系统 46 6 3 1 平衡千斤顶系统 46 6 3 2 活动侧护板控制方式 46 6 4 乳化液泵站系统 48 6 4 1 乳化液泵站 48 6 4 2 泵站液压系统 49 6 4 3 乳化液泵站的元部件 52 7 7 技术经济分析技术经济分析
10、 5555 结论结论 5656 致谢致谢 5757 参参 考考 文文 献献 5858 1 1 绪绪 论论 1 11 1 国内外液压支架的研究现状及发展国内外液压支架的研究现状及发展 地下开采的煤产量主要是利用由液压支架配套的综采设备产出的 综采设备的研制和广泛的运用 对煤炭工业革新技木装备不仅有着重大 的作用 而且对采煤工艺各个环节技术水平的发展和提高 是强有力的 促进因素 加速现代化进程 必须加速煤炭工业企业的建设 改造和革新技术 装备的进程 增加地下开采和露天开采的煤产量 地下开采方法是最复 杂和闲难的方法 但是 这种方法在工业发达国家和以煤作为 次能源 的地区 仍然普遍应用 而且 开采优
11、质煤 包括炼焦煤 都是采用地 下开采方法 综合机械化采煤是煤炭工业的一次技术革命 从根本上改变了煤炭 工业的面貌 综合机械化采煤是 20 世纪人类科技发展的重要成果 综 合机械化采煤技术在我国的研究试验 使用 发展 彻底改变了我国煤 炭工业的面貌 降低了工人的劳动强度 提高了产量 劳动生产率和企 业效益 满足了国民经济建设对煤炭的需求 合理的集中生产简化了生 产系统 提高了生产安全性 我国综采技术发展的 30 多年 使我国的 煤炭生产技术水平跨进了世界先进行列 综放技术跃居世界领先地位 工作面支护问题始终是困扰煤矿生产安全 产量和效率的重要问题 以液压支架为主要设备的综合机械化采煤 以下简称综
12、采 的诞生和发展 是煤矿生产发展史上的一次重大革命 不仅从根本上改善了劳动和安全 条件 也为工作面产量和效率的迅速提高奠定了基础 但是综采设备初 期投资高 特别是液压支架占综采设备总投资约 60 因此液压支架的 合理选用特显重要 30 多年来在液压支架技术不断发展中 形成了以煤科总院专业研究 所和骨干支架制造厂设计所为主的支架研究设计队伍 采用计算机 CAD 进行各种类型支架的设计 用有限元计算软件等进行计算 并普及计算 机绘图 我国制订的缓倾斜工作面顶板分类及其它研究成果为支架设计 选型和使用提供了有力的指导依据 制造方面形成以原部属专业制造厂 为主 机械工业部及船舶制造总公司等专业厂为辅的
13、制造体系 以及以 国家煤矿支护设备质量检测中心为骨干的检测队伍 制定有关支架检测 标准 11 项 建立了各项支架检测手段 造就了一支研究 制造和使用 液压支架的庞大队伍 形成了研制液压支架的雄厚基础 不仅能满足国 内的需要 还向美国 俄罗斯 土耳其和印度等国家出口液压支架或成 套综采设备 为适应我国煤矿综采机械化的发展 国内综采设备科研设计和制造 企业已研制开发出具有较先进技术水平的大功率电牵引采煤机 重型刮 板输送机 电液控制强力液压支架和多点驱动大运力带式输送机 配套 设备的生产能力达到 1500 2 500 t h 在适宜的煤层和矿井条件下 综采工作面可实现年产 300 万吨以上 新型矿
14、用单体支护设备 采用悬浮式液压技术原理 生产矿用单体 支护设备 技术水平达到了国际领先水平 填补了国际空白 DWX 型液 压支柱的柱塞悬浮 密封胀紧 密封补偿 无内泄漏 无圆弧焊缝等技 术和安全特点 具有独创性 新型矿用单体支护设备的诞生 消除了五 十年来国内外单体支护设备一直存在的内泄漏和圆弧焊缝脆断等安全隐 患问题 解决了深部煤矿开采冲击地压条件下回采工作面顶板支护的关 键技术 结束了由德国人发明的第二代单体支护设备的历史 开创了中 国人发明的第三代单体支护技术设备的历史 并将会长期使用下去 该 产品普遍适用于煤矿回采工作面的顶板支护和端头支护 可广泛应用于 薄煤层 中厚煤层及较厚煤层工作
15、面 是煤矿的重要支护设备 近 10 年来主要的发展趋势是向两柱掩护式和四柱掩护式架型发展 架型结构进一步完善 设计方法更先进 参数向高工作阻力 大中心距 发展 液压支架另一重大突破是控制系统 应用电液控制技术 采用电 磁控制的先导阀 先进可靠的压力和位移传感器 灵活自由编程的微处 理机技术 红外线遥感技术等现代科技成果 使液压支架的动作自动连 续进行 移架速度大大提高 支架循环时间达到 6 8s 我国自 1973 年开始大规模引进德国 英国等国家的综采设备 经 历了消化 吸收和改进提高的过程 到目前已形成了较完整的设计 制 造和科研体系 掩护式液压支架的制造和采煤技术已有长远发展 1 21 2
16、 本课题的研究目的和意义本课题的研究目的和意义 采用综合机械化采煤方法是大幅度增加煤炭产量 提高经济效益的 必由之路 为了满足对煤炭增长的日益需要 必须大量生产综合机械化 采煤设备 迅速增加综合机械化采煤工作面 由于采煤工作面的底顶板 条件 煤层厚度 煤层的物理机械性质等的不同 对液压支架的要求也 不同 为了有效的支护和控制顶板 必须设计出不同类型和不同结构尺 寸的液压支架 因此液压支架的设计工作是很重要的 由于液压支架的 类型很多 因此其设计工作量也是很大的 由此可见 研制和开发新型 液压支架是必不可少的一个环节 通过对液压支架的理论学习 完成液压支架的设计工作 加深对液 压支架工作原理 工作性能 工作环境及其结构的认识和了解 通过对 液压支架结构的分析 加深和巩固机械原理的相关内容 通过对液压支 架受力的分析和强度的校核 加深对专业基础课理论力学和材料力学及 专业课机械设计相关内容的巩固和理解 同样通过对液压支架的设计 能够更好的认识国内外液压支架的发展趋势和发现目前煤矿液压支架主 要存在的问题 从而为以后更深认的了解和设计液压支架打下良好的基 础 通过自己独立地完成指定的课程设计
