支撑掩护式液压支架设计说明书

内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）I内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：支撑掩护式液压支架设计学生姓名：指导老师：专 业：机械设计制造及自动化班 级：完成时间：2015 年 5 月 29 日图纸联系 qq790168869内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）II摘 要采煤综合机械化，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。综合机械化不仅产量大，效率高，成本低，而且能减轻笨重的体力劳动，改善作业环境，是煤炭工业技术的发展方向。液压支架是综合机械化采煤方法中最重要的设备之一。本论文主要设计的是普通型支撑掩护式液压支架。7 设计内容包括：总体设计、主要零部件的设计、主要零部件的校核和液压系统的设计。 。支架采用四连杆机构，以改善支架受力状况。顶梁、掩护梁、底座均做成箱体结构；立柱采用双伸缩作用液压缸，以增加工作行程来满足支架调高范围的需要。推移千斤顶采用框架结构，以减少推溜力和增大移架力。 为了提高移架速度，确保对顶板的及时支护，采用锥阀液压系统。关键词：液压支架；液压系统；四连杆机构；立柱 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）IIIAbstractThe comprehensive mechanization of coal mining is the acceleration coal industrial development of our country, raises labor productivity substantially , realizes the modern a strategic measure of coal industry. Synthesize mechanization not only output big, efficiency has low cost high and can alleviate heavy physical labor and improvement schoolwork environment, is the technology of coal industry develop direction. Hydraulic support is the one of comprehensive most important equipment in the mechanization method of coal mining. The thesis is mainly for design of general shielded roof support. It covers overall design, main components design, and verification of main compontents and design of hydraulic system. The shielded roof support is selected for 2.7-3.8 of seam height. If the seam height varies a lot, it should select shielded roof support with wide adjustable height range and horizontal push resistant. The support uses the four-bar linkage, improves the support stress condition. The top-beam, caving shield, the foundation makes the packed in a box body structure; The post support uses the double expansion and contraction function hydraulic cylinder, increases the power stroke to satisfy the support to adjust the high scope the need. Passes the hoisting jack to use the portal frame construction, reduces pushes slides the strength and increases moves a strength. In order to enhance moves a speed, guarantees is prompt to the roof, uses the mushroom valve hydraulic system. Key word: Roof support; Hydraulic system; Four-bar linkage; Post support内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）IV目录摘 要 .IIAbstract.III第一章 绪论 .11.1 液压支架的组成和用途 .11.1.1 液压支架的组成 .11.1.2 液压支架的用途 .31.2 液压支架的分类 .31.3 液压支架的工作原理 .41.4 设计液压支架必须的参数 .6第二章 液压支架的结构特点及选型 .82.1 支撑掩护式液压支架的整体结构 .82.2 液压支架的各主要部件结构 .82.2.1 液压支架的顶梁 .82.2.2 掩护梁的结构 .112.2.3 底座的结构 .122.2.4 立柱 .142.3 液压支架的选型 .162.3.1 液压支架的选型原则 .162.3.2 液压支架的选型过程 .172.3.3 支撑掩护式液压支架支撑力分布于承载的关系 .20第三章 液压支架整体结构尺寸的设计 .213.1 液压支架的参数确定 .21内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）V3.1.1 支架高度和支架伸缩比 .213.1.2 支架间距 .213.1.3 底座长度的确定 .223.2 四连杆机构的作用及几何特征 .223.2.1 四连杆机构的作用 .223.2.2 四连杆机构的几何特征 .223.2.3 掩护梁和四连杆长度的确定 .243.3 顶梁参数的确定 .293.3.1 支架工作方式对支架顶梁长度的影响 .293.3.2 顶梁长度计算的有关因素 .303.3.3 顶梁长度计算 .313.3.4 顶梁宽度 .313.4 通风断面的验算 .31第四章 液压支架的受力分析 .334.1 液压支架支护技术参数的确定 .334.1.1 支护面积的确定 .334.1.2 支护强度 .334.1.3 立柱的技术参数确定 .344.1.4 立柱的初撑力和泵站额定工作压力的确定 .354.1.5 安全阀压力立柱工作压力 .354.2 液压支架受力分析与计算 .354.2.1 顶梁的受力计算 .354.3 掩护梁的受力分析 .36内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）VI4.4 底座的受力分析 .384.5 液压支架底座接触比压计算 .394.6 支护效率的计算 .41第五章 液压支架的强度计算 .435.1 液压支架强度设计时的强度条件 .435.2 强度计算与校核 .455.2.1 顶梁为分离体 .455.2.2 立柱强度校核 .49第六章 液压系统的设计 .536.1 液压系统 .536.2 立柱和千斤顶 .546.3 液压阀 .55结束语 .57致 谢 .58参考文献 .59内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）1第一章 绪论1.1 液压支架的组成和用途1.1.1 液压支架的组成液压支架一般有承载构件、执行元件、控制元件和辅助装置四大部分组成。 承载结构件 顶梁直接与顶板相接触并承受顶板载荷的支架部分叫顶梁。支架通过顶梁实现支撑、管理顶板功能。顶梁一般由两种结构形式：一种为整体顶梁，另一种为分段顶梁。 掩护梁阻挡采空区冒落的干湿窜入工作面并承受采空区冒落矸石的载荷和承受顶板通过顶梁传递的水平推力的部件叫掩护梁。掩护梁是掩护式和支撑掩护式支架的特征部件之一。 前后连杆前后连杆只有掩护式和支撑掩护式支架才安设。前后连杆与掩护梁、底座组成的四连杆机构，即可承受支架的水平分力，又可使掩护梁的铰接点在支架的调高范围内做近似的直线运动，使支架的梁端距基本保持不变，从而提高了支架控制的可靠性。 底座直接与底板相接触，承受立柱传来的顶板压力并将其传递至底板的部件叫底座。支架通过底座与推移装置相连，以实现自身前移和推移输送机前移。侧护板侧护板的作用是：a .消除相邻支架掩护梁和顶梁之间的架间间隙，防止冒落矸石进入支护空间；b.作为支架移架过程中的导向板；c .防止支架降落后倾倒；d.调整支内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）2架的间距。 执行元件执行元件包括立柱和各种千斤顶。当支架设置防倒防滑装置时，还设有各种防倒、防滑千斤顶和调架千斤顶。 控制元件液压支架的液压系统中所使用的控制元件主要有两大类：压力控制阀和方向控制阀。压力控制阀主要有安全阀；方向控制阀主要有液控单向阀、操纵阀等。 辅助装置辅助装置包括推移装置、挡矸装置、复位装置、护帮装置、防倒防滑装置等。 推移装置推移装置是实现支架自身前移和刮板输送机前移的装置，由连接头、框架、推移千斤顶组成。 挡矸装置挡矸装置由悬挂在顶梁后端的挡矸帘或挡矸板构成，其作用是防止矸石从采空区涌入工作面。 复位装置复位装置是支撑式支架的特征装置。安设复位装置的目的就是为了使支架立柱保持在垂直于顶板的正确位置，使支架的结构稳定，具有抵抗顶板水平分力的能力。 护帮装置设护帮装置的目的在于防止煤壁片帮或在片帮时互帮板起到遮蔽作用，避免砸伤工作人员或损坏设备。护帮装置安设在支架顶梁前端，由护帮板和护帮千斤顶组成。 防倒防滑装置在煤层倾角较大（一般在 15以上）时，支架需加设防倒防滑装置，以免支架降内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）3落或前移时倾倒或下滑。防滑装置一般安设在两相邻支架的底座侧面，防倒装置一般安设在两相邻支架的顶梁侧面。1.1.2 液压支架的用途液 压 支 架 是 综 采 设 备 的 重 要 组 成 部 分 。 它 能 可 靠 而 有 效 地 支 撑 和 控 制 工 作 面 的顶 板 ， 隔 离 采 空 区 ， 防 止 矸 石 进 入 回 采 工 作 面 和 推 进 输 送 机 。 它 与 采 煤 机 配 套 使用 ， 实 现 采 煤 综 合 机 械 化 ， 解 决 机 械 化 采 煤 工 作 中 顶 板 管 理 落 后 于 采 煤 工 作 的 矛 盾 ，进 一 步 改 善 和 提 高 采 煤 和 运 输 设 备 的 效 能 ， 减 轻 煤 矿 工 人 的 劳 动 强 度 ， 最 大 限 度保 障 煤 矿 工 人 的 生 命 安 全 。 液压支架作为煤矿综采机械化采煤设备（液压支架、可弯曲输送机和采煤机）的重要组成设备之一;在生产过程中，液压支架的性能的好坏将直接影响煤矿生产的质量,特别是生产过程中对人员的安全保障问题是极为重要的。因此，性能优良的液压支架技术上先进、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 液压支架的分类液压支架的种类很多，分类的依据和方法各不相同。 按支架与围岩的相互作用关系分：可分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三大类。 支撑式液压支架是一个在底座上放置几根立柱支撑顶梁，通过顶梁支撑顶板的简单结构基础上发展起来的，它是世界上发展最早的液压支架。典型的支撑式液压支架，其顶梁较长，立柱较多，靠支撑作用维护一定的工作空间，而顶板岩石则在顶梁后部切断垮落。架厚的挡矸帘只起着碎矸石从采空区涌入工作面的作用。这种类型的支架具有较大的支撑能力和良好的切顶性能，因此适用于顶板坚硬完整，基本顶周期压力明显或强烈，底板较坚硬的煤层。 掩护式液压支架 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）4掩护式液压支架是利用立柱、顶梁与掩护梁支护顶板和防止岩石落入工作面。这类支架的顶梁较短，多数支架的立柱只有一排，一般仅有 12 根，多呈倾斜布置，与掩护梁连接或直接连接在顶梁上。这类支架的支撑力小，但掩护性能和稳定性较好，调高范围大，对破碎顶板的适应性较强，适应于支护部稳定或中等稳定的松散破碎顶板。 支撑掩护式支架支撑掩护式支架是支撑式支架和掩护式支架相结合的一种架型，以支撑为主，但同时又具有掩护作用。这种支架采用了支撑式支架双排立柱支撑顶梁的结构形式，保证了支撑式支架支撑力大，切顶性能好，工作空间宽敞的优点，采用了掩护式支架坚固的掩护梁以及侧护板将工作面与采空区完全隔离开的结构形式，保留了掩护式支架防护性能好，结构稳定的长处。因此，支撑掩护式支架适用于直接顶中等稳定或稳定，基本顶周期来压明显或强烈瓦斯涌出量较大的煤层。 按支架移动方式分：整体自移式液压支架