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1、 中国矿业大学2007届本科生毕业设计 第 1 页目 录1序论11.1液压支架的用途11.2液压支架的工作原理11.3液压支架的设计目的、要求和基本参数2 1.3.1设计目的2 1.3.2 对液压支架的基本要求3 1.3.3 设计支架必需的基本参数31.4液压支架的分类31. 5 液压支架的主要结构件及其用途4 1.5.1顶梁4 1.5.2底座4 1.5.3掩护梁4 1.5.4活动侧护板5 1.5.5连杆51. 6液压支架的液压系统5 1.6.1液压支架传动系统的基本要求 5 1.6.2液压支架的液压传动特点 51.7液压支架的选型 61.8液压支架的设计动向 72液压支架的结构设计72.1
2、液压支架的主要尺寸的确定 7 2.1.1支架高度和伸缩比7 2.1.2支架间距8 2.1.3底座长度8 2.1.4顶梁长度的确定8 2.1.5立柱布置 10 2.1.6通风断面的计算 102.2各部件结构选择11 2.2.1顶梁 11 2.2.2底座 13 2.2.3立柱 14 2.2.4推移千斤顶 15 2.2.5平衡千斤顶 16 2.2.5侧推千斤顶 162.3液压支架基本技术参数的确定16 2.3.1支护面积 16 2.3.2支护强度与工作阻力17 2.3.3确定立柱的技术参数 17 2.3.4立柱的初撑力与泵站的额定工作压力 18 2.3.5安全阀压力和立柱工作阻力的确定 18 2.3
3、.6推移千斤顶 18 2.3.7平衡千斤顶 193液压支架的受力分析21 3.1概述 22 3.1.1液压支架工作状态 22 3.1.2计算载荷的确定 223.2液压支架的受力分析233.3顶梁载荷分布283.4支护强度计算293.5底座接触比压计算303.6支护效率343.7支架受力的影响因素344液压支架的强度条件364.1强度条件364.2液压支架的强度校核37 4.2.1顶梁强度校核 37 4.2.2底座强度校核 43 4.2.3 顶梁上平衡千斤顶耳板的强度校核 474.2.4 掩护梁的强度校核 484.2.5 平衡千斤的强度校核 534.2.6 立柱强度校核 544.2.7 前连杆强
4、度校核及对应销轴 614.2.8 后连杆强度校核及对应销轴 635 液压支架的液压系统 64 5.1立柱和千斤顶655.2支架液压阀66 5.2.1液控单向阀66 5.2.2安全阀66 5.2.3操纵阀675.3液压支架液压原理图675.4液压支架的控制方式67 5.4.1手动控制67 5.4.2自动控制685.5液压系统安装、调试、保养68 5.5.1安装68 5.5.2调试74 5.5.3保养75结论77参考文献78致谢87摘 要本课题的研究内容是掩护式液压支架的总体设计。液压支架作为回采工作面的一种支护设备，液压支架在工作过程中能否取得良好的支护效果，取决于支架的架型，结构和相关参数。首
5、先，通过几何做图法进行四连杆机构优化设计来确定支架的四连杆机构各杆系的长度；然后，通过三维软件3DMAX来进行实体建模，并进行了动画仿真和简单的有限元分析；其次，以力学模型为依据，分析了液压支架的顶梁、掩护梁上载荷的作用机理，得到了较为合理的支架载荷的计算公式；再次，结合本次设计的支架，从平面和空间两方面对支架主要结构件进行受力分析；最后对支架主要结构件、连接销轴、连接耳板进行强度效核。在完成本设计的过程中，利用理论分析的同时，也采用了许多实际经验，做到理论与实践相结合。关键词：掩护式支架；四连杆；优化设计；力学特征；强度ABSTRACTThe paper mainly foused on t
6、he problem which is design out a type of shield support.The hydraulic support described is a part of the mining industry equipment in the mine, used for protection of working environment in the gallery. It works well or bad at work basing on its support mode, frame and some parameters. In the first
7、step, the optimal values of some parameters of the leading four-bar mechanism are determined by using geometric sketch. Secondly, the model is founded with the three-dimensional software,3DMAX, and also do the Simulink, SimMechanics and simple analysis. Then on the base of mechanic model of support-
8、surrounding, the mechanism and loads on the support is decided. The next work, with the condition of the design, the main mechanics of hydraulic support is analyzed and calculated by plane and spatial model. Finally, the under frame, top beam cave shield, wrists and hydraulic column are analyzed by
9、calculation. And draw out all the process drawings.During the course of doing the paper, author not only analyses something theoretical, but also adopted a lot of actual experiences. Combining theory and practice. Therefore, the paper possesses theory and practical value, so it measures up the requi
10、ring of the nation to the undergraduate.Key words: shield hydraulic support; four-bar links; optimal design; mechanics characteristics; strength1 序论 液压支架是在摩檫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。它与滚筒采煤机、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。 液压支架能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，不断地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，因此液压支架成了现代采煤技术中的关键设备之一。 1.1 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，它能实现支撑、切顶、移架和推移输送机等一整套工序。实践表明液压支架
