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1、中国矿业大学成人教育学院 2012 届毕业设计目 录1 1 概述概述11.1 概述11.2 液压支架的用途、分类和结构21.2.1 液压支架的用途21.2.2 液压支架的分类21.2.3 液压支架工作状态及布置51.2.4 液压支架结构型式及特点61.3 液压支架的工作原理 71.3.1 支架升降和推移 81.3.2 支架的承载过程 81.3.3 液压支架的支护方式 92 2 液压支架整体结构尺寸设计液压支架整体结构尺寸设计 102.1 液压支架的主要尺寸的确定 102.1.1 支架高度和伸缩比 102.1.2 支架间距 102.1.3 底座长度 112.1.4 顶梁长度的确定 112.1.5
2、 立柱布置 132.2 各部件结构选择 132.2.1 顶梁 132.2.2 底座 142.2.3 立柱 152.2.4 推移千斤顶 162.2.5 前梁千斤顶 172.3 液压支架基本技术参数的确定 72.3.1 支护面积 172.3.2 支护强度 172.3.3 确定立柱的技术参数 182.3.4 立柱的初撑力与泵站的额定工作压力 202.3.5 安全阀压力和立柱工作阻力的确定 202.3.6 推移千斤顶参数确定 21中国矿业大学成人教育学院 2012 届毕业设计3 3 液压支架的受力分析液压支架的受力分析 243.1 概述 243.1.1 液压支架工作状态 243.1.2 计算载荷的确定
3、 253.2 液压支架的受力分析 263.3 顶梁载荷分布 303.4 支护强度计算 313.5 底座接触比压计算 323.6 支护效率 353.7 支架受力的影响因素 354 4 液压支架的强度条件液压支架的强度条件 374.1 强度条件 374.2 液压支架的强度校核 394.2.1 顶梁强度校核 394.2.2 底座的强度校核 444.2.3 耳板的强度校核 474.2.4 销轴的强度校核 494.2.5 立柱强度校核 505 5 液压支架的液压系统液压支架的液压系统 555.1 概述 565.2 立柱和千斤顶 565.3 支架液压阀 575.3.1 液控单向阀 575.3.2 安全阀
4、585.3.3 操纵阀 585.3.4 液压支架液压阀的密封技术分析 585.4 液压支架液压原理图 595.5 液压支架的控制方式 605.5.1 手动控制 605.5.2 自动控制 615.6 液压系统安装、调试、保养 615.6.1 安装 615.6.2 调试 695.6.3 保养 70中国矿业大学成人教育学院 2012 届毕业设计6 6 液压支架的操作和维护液压支架的操作和维护 716.1 液压支架的操作维护要求 716.2 液压支架的操作管理事项 726.3 液压支架维护和管理的具体内容 736.4 液压支架的故障及排除 746.5 液压支架的发展趋势 76结结 论论 78参考文献参
5、考文献 79致致 谢谢 80中国矿业大学成人教育学院 2012 届毕业设计41 概述1.1 概述采煤综合机械化，是加速我国煤炭工业发展，大幅度提高劳动生产率，实现煤炭工业现代化的一项战略措施。综合机械化采煤不仅产量大，效率高，成本低，而且能减轻繁重的体力劳动，改善工人的作业环境，保护工人的生命安全，是煤炭工业技术的发展方向。我国综采技术日趋成熟，不但生产水平，而且工艺水平已进入世界先进行列。液压支架是在摩擦支柱和单体液压支柱等基础上发展起来的工作面机械化支护设备，作为综合机械化采煤的关键设备之一，液压支架的重量约为综采设备总重量的 80%-90%，其费用约占综采设备总费用的 60%-70%。它
6、与滚筒采煤机（或刨煤机） 、可弯曲刮板输送机、转载机及胶带输送机等形成了一个有机的整体，实现了包括采、支、运等主要工序的综合机械化采煤工艺，从而使长壁采煤技术进入了一个新的阶段。因此，为了降低成本，提高采煤的经济效益，世界各产煤大国都一直在积极地开展液压支架的研究。液压支架可靠而有效地支撑和控制工作面顶板，隔离采空区，防止矸石窜入工作面，保证作业空间，并且能够随着工作面的推进而机械化移动，不断的将采煤机和输送机推向煤壁，从而满足了工作面高产、高效和安全生产的要求。液压支架的总重量和初期投资费用占工作面整套综采设备的 60%-70%左右，因此液压支架形成了现代采煤技术中的关键设备之一。我国于 7
7、0 年代初，首先研制成功了垛式、节式等支撑式支架，以及关键的液压元部件。70 年代中期，研制成功了掩护式与支撑掩护式支架。由于这种架型的优良性能，很快就获得了推广，并逐步取代了早期的垛式与节式支架。在引进、消化国外支架的基础上，我国已经形成了一支具有一定规模的从事液压支架的设计、研究、制造和检验的专业队伍，积累了丰富的经验，中国矿业大学成人教育学院 2012 届毕业设计5已经开发研制了多种适合我国煤矿不同生产地质条件的液压支架。支架最大高度已经达 5m，最小高度为 0.5m；适应最大倾角可达 55；最大工作阻力达 10000kN。不仅有用于一般工作面的液压支架，还有用于放顶煤采煤、分层铺网采煤
8、等条件下的特种用途液压支架。1.2 液压支架的用途、分类和结构1.2.11.2.1 液压支架的用途液压支架的用途在采煤工作面的煤炭生产过程中，为了防止顶板冒落，维持一定的工作空间，保证工人安全和各项作业正常进行，必须对顶板进行支护。而液压支架是一高压液体作为动力，由液压元件与金属构件组成的支护和控制顶板的设备，它既能支撑又能维护顶板的支护设备，为采煤工作面综合机械化的主要设备。实践表明液压支架具有支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等优点。液压支架与可弯曲输送机和采煤机组成综合机械化采煤设备，它的应用对增加采煤工作面产量、提高劳动生产率、降低成本、减轻工人的体力劳动和保证安全生产是不可缺少
9、的有效措施。因此，液压支架是技术上先进、经济上合理、安全上可靠，是实现采煤综合机械化和自动化不可缺少的主要设备。1.2.21.2.2 液压支架的分类液压支架的分类液压支架分类的方式很多，主要可以按照支架与围岩的相互作用关系，立柱布置方式、使用条件和结构特点等来分类。中国矿业大学成人教育学院 2012 届毕业设计6液压支架支撑式掩护式支撑掩护式节式 （图 1-1-a）垛式（图 1-1-b）支掩式（图 1-1-c）支顶式（图 1-1-d）支顶支掩式（图 1-1-e）支顶式（图 1-1-f）支顶支掩式（图 1-1-g）按照支架与围岩的相互作用和立柱布置特点分类，液压支架的形式一般和分为三大类，即支撑
10、式、掩护式和支撑掩护式三类，如图 1-1 所示。1支撑式支架：支撑式支架利用立柱与顶梁直接支撑和控制工作面的顶板。其特点是：立柱多，支撑力大，切顶性能好；顶梁长，通风断面大，适用于中等稳定以上的顶板。支撑式支架有垛式和节式之分。（1）节式：节式支架由 24 个框架组成，用导向机构互相联系，交替前进，（2）垛式：整个支架为一整体结构，整体移动，通常有 46 根立柱，可以支撑坚硬与极坚硬的顶板。2掩护式支架：掩护式支架利用立柱、短顶梁支撑顶板，利用掩护梁来防止岩石落入工作面。其特点是：立柱少，切顶能力弱；顶梁短，控顶距小；由前后连杆和底座铰接构成的四连杆机构使抗水平力的能力增强，立柱不受横向力；而
11、且使板前端的运动轨迹为近似平行于煤壁的双纽线，梁端距变化小；架间通过侧护板密封，掩护性能好；调高范围大，适用于松散破碎的不稳定或中等稳定的顶板。3支撑掩护式支架：支撑掩护式支架具有支撑式的顶梁和掩护式的掩中国矿业大学成人教育学院 2012 届毕业设计7护梁，它兼有切顶性能和防护作用，适于压力较大、易于冒落的中等稳定或稳定的顶板。根据使用条件，支撑掩护式支架的前、后排立柱可前倾或后倾，倾角大小也可不同。前、后立柱交叉布置的支架适用于薄煤层。图 1-1 液压支架的分类 按使用条件分类表 1-1 详细表示了支架按使用条件分类情况。分类标准具体分为使用高度厚煤层一次采全高支架（3.5m）中国矿业大学成人教育学院 2012 届毕业设计8中厚煤层支架（1.3mh3.5m）薄煤层支架（1.3m）缓倾斜工作面支架（25）倾斜工作面支架（2545）使用倾角倾斜工作面支架（45
