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1、河南理工大学万方科技学院毕业设计（论文）放顶煤液压支架摘 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支撑外，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
2、合性的科学技术问题。关键词：液压支架 顶梁 底座 立柱 结构设计 1ABSTRACTThe 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 effecti
3、vely carries 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 u
4、ses the list expansion 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
5、research to presses the support, 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 t
6、echnique problem of aspect of etc. of the best project of support. Keyword: Hydraulic pressure support Top beam Cradle the column-type support structure design1目 录摘 要IABSTRACTII前 言11液压支架的概述21.1液压支架的发展概况21.1.1液压支架使用现状21.1.2液压支架的发展趋势21.1.3我国液压支架的状况41.2本课题的研究目的和意义52液压支架基本理论分析62.1 液压支架的工作原理62.1.1支架推移72.
7、1.2 支架升降72.1.3 支架承载过程72.2 液压支架的类型和结构92.2.1 掩护式支架92.2.2 支撑式支架102.2.3 支撑掩护式支架102.2.4 特种液压支架112.3 对液压支架的基本要求112.4支架的选型设计122.4.1设计的原始条件122.4.2支架的支护性能与外载荷122.4.3 影响架型选择的因素132.4.4 支架架型的确定143液压支架的整体结构设计163.1 支架高度、中心距的确定163.1.1支架高度163.1.2支架伸缩比163.1.3支架间距163.2底座长度的确定173.2.1底座长度173.2.2 底座宽度174支架主要部件的设计174.1支架
8、主要部件的设计要求174.2 四连杆结构184.2.1 四连杆机构的作用184.2.2 四连杆机构设计的要求194.2.3 四连杆机构的设计204.3底座的设计304.3.1液压支架的底座304.3.2 底座接触比压314.4千斤顶技术参数的确定314.4.1推移千斤顶314.4.2立柱324.4.3辅助装置354.5.1工作方式对支架顶梁长度的影响374.5.2配套尺寸对顶梁的影响384.5.3顶梁其它有关尺寸的确定384.6液压支架支护技术参数394.6.1支护面积的确定394.7支架工作状态394.7.1 顶板状态394.7.2支架工作状态404.7.3支架受力404.8受力计算405液
9、压系统设计445.1液压支架的液压系统特点445.2 液压系统的设计方法455.3 千斤顶系统455.4乳化液泵站系统475.4.1乳化液泵站475.4.2泵站液压系统485.4.3乳化液泵站的元部件516技术经济分析537结论54致 谢55参考文献561前 言时光如梭，大学学习生活马上就要结束，毕业设计是对我们大学生活的一个总结，它要求我们应用所掌握的基本理论和专业知识去解决现实中的一些问题。是实现学与用、理论实践相结合的重要环节，进而提高我们各方面的能力，如：收集加工各种信息的能力，发现问题的能力，独立分析和解决实际问题的能力，获取新知识的能力以及创新意识和严肃认真的科学作风，综合运用所学
10、知识和技能的能力。为了更好的完成本次毕业设计，毕业设计工作展开前夕我们进行了毕业实习，我们先后参观了焦作神华重型机器制造有限公司、矿山机械制造厂，通过在以上工厂的实习，我们在对液压支架理论认识的基础上又增加了很多感性认识，重点了解了液压支架的基本结构和基本工作原理，从而为顺利完成毕业设计奠定了坚实的基础。我毕业设计的课题是方顶煤试液压支架底座及千斤顶的设计。液压支架是一种复杂的煤矿机械。它与滚筒采煤机、刮板输送机、装(转)载机和乳化液泵站等配套使用,实现采煤综合机械化。在回采工程中,为了防止顶板早落,维持一个不定期的工作空间,保证工人安全和各种作业的正常工作,必须对顶板进行支护。而液压支架能够
11、可靠有效地支撑和控制。这次设计主要是对其底座重点设计，包括一些常规性的强度刚度及稳定性的设计，从而达到初步具备设计液压支架重要部件的基本能力，为以后的设计或选用液压支架奠定一定的基础。回顾大学以来的学习生活，毕业在即，我希望通过自己的努力设计出一份合格的作品，为自己大学学习画上一个完美的句号。11液压支架的概述1.1液压支架的发展概况1.1.1液压支架使用现状 液压支架的设计、制造和使用，从1854年英国研制成功了液压支架发展到现在基本成熟，它已经形成了能适应各种不同煤矿地质条件的各类液压支架，发展到一个完整的液压支架体系。从液压支架的设计来看，由过去的手工设计发展到全部计算机程序设计。总之，
12、随着时代的发展和进步，液压支架设汁、制造和使用，将越来越完善、安全、可靠。新型液压支架普遍具有微型电机或电磁铁驱动的电液控制阀，推移千斤顶装有位移传感器，采煤机装有红外线传感装置，立柱缸径超过400mm。为减少割煤时间，般采用0.8-1m的截深。支架还采用屈服强度800-1000MPa的钢板，既有较高的强度、硬度和韧性，又具有良好的冷焊性能。随着长壁工作面长度的不断增加，为适应快速移架的需要，国外还广泛采用高压大流量乳化液泵站，其额定压力为40-50MPa，额定流量400-500L/min，可实现工作面成组或成排快速移架，移架速度达到6-8s架。1.1.2液压支架的发展趋势下面作简单介绍。1)
13、前连杆的油缸的液压支架新产品在不断的改进和研制中，在掩护式和支撑掩护式液压支架中的四连杆机构，克服了顶板作用在支架上的水平力，但当水平力过大时，不能让压，为了安全起见，掩护梁和前、后连杆的强度计算中安全系数比其他构件增加20。为了解决此间题。日前国外正在设计一种前连杆带油缸的液压支架，油缸为双作用单伸缩，上下腔都带安全阀，当顶板水平力大于额定值时，油缸让压，液压支架达到新的平衡，从而在设计时可降低安全系数，减轻了液压支架的重量。2)沿顶板移架的液压支架为适应破碎顶板下使用液压支架的需要，设计了一种不在底板上移架的液压支架，即利用提起底座擦顶移架的液压支架，其底座与节式液压支架类似，为底靴式，质
14、量较轻，架与架之间用液压千斤顶连接起来。3)适用特种条件下的液压支架(1)特厚煤层一次采全高液压支架。(2)新型放顶煤液压支架。设计一种回采率高，夹矸少的放顶煤液压支架。(3)水采支架。为适应水采工作面的支护需要，设计一种水采工作面液压支架。(4)重型支架。为适应顶板压力特大的需要，还可将工作阻力设计成较大的液压支架。(5)新型端头支架。为了加快综采速度和无人采煤工作面的需要，设计一种能适应井上操作，既安全又可靠的新型端头液压支架。(6)大倾角工作面支架。为适应煤层倾角小于等于的工作面，设计一种新型的大倾角工作面支架。4)液压支架结构设计的方向 (1)轻型化。对液压支架各部件进行受力分析和优化
15、设计，使结构紧凑，使满足强度条件和配套的条件下，底座及顶梁尽量短些，使液压支架轻型化。(2)标准化。为了减轻支架质量，降低成本，提高对煤层厚度变化和顶底板条件的适应性，使液压支架的危险性变小，对同一型号设计成系列化，适应不同煤层厚度的要求。(3)材质强化。提高结构性钢材的强度，采用优质钢材，减轻液压支架的质量，设计时可先进行技术经济比较，再选用合理的材质。(4)高压化。各种阀类的压力等级加高相应的强度增高液压支架的质量减轻。5)操作自动化。使阀和油缸的体积减小，能适应无人采煤工作面的需要，设计远程操作的新型全自动液压支架。1.1.3我国液压支架的状况我国液压支架经过30多年的发展，尽管取得了显著成绩，在双高矿井建设中出现过日产万吨其至班产超万吨的记录但总体水个与世界先进采煤国家仍存在一定差距。在支架架型功能上我国与国外相差无儿，存些地方特别是特厚煤层用的放顶煤支架、铺网支架、两硬煤层的强力支架、端头支架还
