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682 of B. . 998) is a of of 3, 7, 2000000000of 1 is of , of 992). a be if 2 a2,of of us of be of a2,of of of et 1998)on 989)3 in y of be a1,., x(1)yB=y(2)xD=x+), (3)yD=y+). (4)a1,., to (5)(xD+(6)By 1)(4) 5)(6) x+(y, (7)x+)+y+)2. (8)a2,979):f(u,v), (9)u,v)0,i=1,2,.,(10)u,v)=0,j=1,2,.,m. (11)v=), (12). (13)u,v)=g0(y)f0(y)2, (14)x=g0(y) x=f0(y)a3+(a1+0, (15)(a2+(a1+0. (16)5)6)uu (17)(11)984), (18)u,v)0,i=1,2,.,(19)f(u,v)0, (20)u,v)=0,j=1,2,.,m, (21)(22)a3+(a1+0, (23)(a2+(a1+0, (24)a1a1a1,a2a2a2,a4a4(25)g0(y)f0(y)2, (y (26)x+(y, (27)x+)+y+)2. (28)a2,of 2)(28)of a4, ” is of a2,7)(28)to v=h(u)h is of 2)(28),of u v of of a2,=,V=h(U). (29)1, ., N(k,k)(k=1,2,.,n)k(k=1,2,. , n)k=k,kk+uk,k=1,2,.,n, (30), 982)998)of be a1a2, (31)w)=12) 0, (33)(34)3)E 6g11,2,4)=1,2,4. (35)(36) 0, (37)(38)4of )b1,b2,b3,=400,(1325+d),1251,1310T(39)a1,a2,a3,=674,1360,382,1310T( (40)39), d is a of 110N 510O 640P 430Q 200S 1415T 380 of 2)(28)5()6)is(x65). (41)B E 6.8 41) be .,22,.,219640,1330,1280,0T( (42)u=700,1390,1340,30T( (43)2)(28)et (1991)674,1360,1310,30T( (44)( (45) ) (36)(38), ( (46)w=( (47)( (48)4 5 a2,=6 of B. 1998: of 1979: .;of 43,195219M.; B.; M. 1991: of 33,223234.;.;,10271028989: ons河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 悬 移 式 液 压 支 架 英 文 翻 译 学院 ： 万方科技学院 指导教师： 向道辉 专业班级： 08 机制 3 班 姓名： 马举 学号： 0828170013 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 1 英文原文 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 2 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 3 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 4 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 5 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 6 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 7 中文译文 液压支架的最优化设计 摘要 本文介绍了从两组不同参数的采矿工程所使用的液压支架（如图 1）中选优的流程。这种流程建立在一定的数学模型之上。第一步，寻找四连杆机构的最理想的结构参数以便确保支架 的理想的运动轨迹有最小的横向位移。第二步，计算出四连杆有最理想的参数时的最大误差，以便得出最理想的、最满意的液压支架。 图 1液压支架 关键词 ： 四连杆机构；优化设计；精确设计；模糊设计；误差 设计者的目的时寻找机械系统的最优设计。导致的结果是一个系统所选择的参数是最优的。一个数学函数伴随着一个合适的系统的数学模型的出现而出现。当然这数学函数建立在这种类型的系统上。有了这种数学函数模型，加上一台好的计算机的支持，一定能找出系统最优的参数。 场的采 煤设备的一个组成部分，它用来支护采煤工作面的巷道。它由两组四连杆机构组成，如图 2所示 的运动轨迹，四连杆机构 过液压泵来驱动液压支架。 图 2中，支架的运动，确切的说，支架上绞结点 C 点竖向的双纽线的运动轨迹要求横向位移最小。如果不是这种情况，液压支架将不能很好的工作，因为支架工作在运动的地层上。 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 8 实验室测试了一液压支架的原型。支架表现出大的双纽线位移，这种双纽线位移的方式回见少支架的承受能力。因此，重新设计很有必要。如果允许的话，这会减少支架的承受能力。因此，重新设计很有 必要。如果允许的话，这种设计还可以在最少的成本上下文章。它能决定去怎样寻找最主要的 图 2两四连杆机构 四连杆机构数学模型 最有问题的参数 421 , 否则的话这将有必要在最小的机构 变这种设计方案。 上面所罗列出的所有问题的解决方案将告诉我们关于最理想的液压支架的答案。真正的答案将是不同的，因为系统有各种不同的参数的误差，那就是为什么在数学模型的帮助下，参数 421 , 许的最大的误差将被计算出来。 型 首先，有必要进一步研究适当的液压支架的机械模型。它有可能建立在下面所列假设之上： （ 1）连接体是刚性的， （ 2）单个独立的连接体的运动是相对缓慢的 . 液压支架是只有一个方向自由度的机械装置。它的运动学规律可以通过同步的两个四连杆机构 运动来模拟。最主要的四连杆机构对液压支架的运动规律有河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 9 决定性的影响。机构 2只是被用来通过液压泵来驱动液压支架。绞结点 C 的运动轨迹 此，设计任务就是通过使点 C 的轨迹尽可能地接近轨迹 的最理想的连接长度值。四连 杆机构 1的综合可以通过 图 3点 图 3描述了一般的情况。 点 C 的轨迹 L 的方程式将在同一框架下被打印出来。点 C 的相对应的坐标 x和 , 21 6 点 B 和 D 的坐标分别是 xB=(1) yB=(2) xD= )(3) yD= )(4) 参数 , 21 622a (5) ()2+24a (6) 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 10 把 (1) (4)代入（ 5）（ 6）即可获得支架的最终方程式 ()2+()2- 22a =0(7) )2+ )2- 24a =0(8) 此方程式描述了计算参数 421 , 理想值的最基本的数学模型。 学模型 统的数学模型可以用下面形式的公式表示 u,v),(9) 约束于 gi(u,v) 0,i=1,2, ,l,(10) 和响应函数 hi(u,v)=0,j=1,2, ,m.(11) 向量 u=u1, ,响应设计时的变量 ,v=v1, ,是可变响应向量， (9)式中的 为了使设计的主导四连杆机构 到最佳，设计时的变量可被定义为 u=1a 2a 4a T,(12) 可变响应向量可被定义为 v=.(13) 相应复数 3， 5， 6的尺寸是 确定的。 目标函数被定义为理想轨迹 之间的一些“有差异的尺寸” f(u,v)=g0(y)y)2,(14) 式中 x=g0(y)是曲线 x=f0(y)是曲线 我们将为系统挑选一定局限性。这种系统必须满足众所周知的最一般的情况。 02143 15) 04132 16) 不等式表达了四连杆机构这样的特性：复数 42,可能只振荡的。 这种情况 ： (17) 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 11 给出了设计变量的上下约束条件。 用基于梯度的最优化式方法不能直接的解决 (9) (11)的问题。 (18) 从属于 gi(u,v) 0,i=1,2, ,l,(19) f(u,v) 0,(20) 并响应函数 hj(u,v)=0,j=1,2, ,m,(21) 式中： u=T v=T 因此，主导四连 杆机构 一个非线性设计问题可以被描述为： ,(22) 从属于约束 02143 23) 04132 24) 111 ,222 444 (25) ),(,0)()( 7200 (26) 并响应函数： 0)s c o s( 222525 (27) 0)s i n ()c o s ( 2426216 (28) 有了上面的公式，使得点 C 的横向位移和轨迹 果是参数 421 , 最理想的值。 数学模型可以用来计算比如参数 421 , 保轨迹 之间的距离保持最小。然而河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 12 端点 可能有些偏离，因为在运动中存在一些干扰因数。看这些偏离到底合时与否关键在于这个偏差是否在参数 421 , 许的公差范围内。 响应函数（ 27）（ 28）允许我们考虑 响应变量 量，这个矢量依赖设计变量量。这就意味着 v h(v)，函 数 学模型（ 22）（ 28）的基础，因为它描述出了响应变量 量以及和数学模型 中 系。同样，函数考虑参数 421 , 误差值 421 , 的最大允许值。 在随机模型中， 设计变量的矢量 u= ,可以被看作 U= ,的随机矢量，也就是意味着响应变量的矢量 v= ,也是一个随机矢量 V=2, , v=h(u)(29) 假设设计变量 ,k),( (k=1,2, ,n)中独立出来。主要参数 k 和 k (k=1,2, ,n)可以与如测量这类科学概念和公差联系起来，比如k=k, 3。所以只要选择合适的存在 概率 ， k=1,2, ,n(30) 式（ 30）就计算出结果。 随机矢量 概率分布函数及它实际不可计算性。因此，随意矢量 这个特性被确定是利用 u= ,的函数 者借助被 学模型 用来计算液压支架最优化的容许误差的数学模型将会以非线性问题的独立的变量 w= 1a 2a 4a T (31) 和目标函数 421111)( (32) 的型式描述出来。 约束条件 0 (33) 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 13 111 ,222 444 (34) 在式（ 33）中， E 是是坐标 ，其中 2421 ),(61 A=1,2,4(35) 非线性工程问题的计算公差定义式如下： )111m 421 (36) 它服从以下条件： 0 (37) 111 ,222 (38) 444 (39) 实列 液压支架的工作阻力为 1600及四连杆机构 它们必须确保铰接点 它们必须提供充分的运动稳定性 图 2中的液压支架的有关参数列在表 1中。 支撑四杆机构 TT 1 3 1 0,1 2 5 1),1 3 2 5(,4 0 0, 4321 (40) 来确定。 四连杆 1 3 1 0,382,1 3 6 0,674, 4321 (在方程 (39)中，参数 中。 表 1液压支架的参数表 2四连杆 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 14 连杆 优化 四连杆的数学模型 22)-(28)中都有表述。 (图 3)铰接点 5就是为什么式 (26)为 0)65( 7 41) 杆 数 , 21 1941)中所得结果列于表 3中。 这些点所对应的角 ,21 22 192都在角度范围 而且它们每个角度之差为 1o 设计变量的最小和最大范围是 0,1280,1330,640 (42) 30,1 3 4 0,1 3 9 0,7 0 0 (43) 非线性设计问题以方程 (22)与 (28)的形式表述出来。这个问题通过 991)提出的基于近似值逼近的优化方法来解决。通过用直接的区分方法来计算出设计派生数据。 设计变量的初始值为 30,1 3 1 0,1 3 6 0,674, 70402010 (44) 优化设计的参数经过 25次反复计算后是 表 3绞结点 x与 角度)(2 o 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 15 u 0 9, 6 0, 6* (45) 在表 3中 C点 图 4用图表示了端点 (虚线 )和垂直的理想轨迹 K(实线 )。 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 16 图 4绞结点 连杆机构 最优误差 在非线性问题 (36)-(38),选择的独立变量 421 , 的最小值和最大值为 0 0 0 0 (46) (47) 独立变量的初始值为 (48) 轨迹偏离选择了两种情况 E=第一种情况，设计变量 421 , 理想公差经过 9次反复的计算，已初结果。第二种情况也在 7次的反复 计算 后得到了理想值。这些结果列在表 4和表 5中。 图 5和图 6的标准偏差已经由 图中双点划线示 )同时比较泰勒近似法的曲线 (实线 )。 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 17 图 5E=图 6E=通过选用系统的合适的数学模型以及采用数学函数，让液压支架的设计得到改良，河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文 18 而且产品的性能更加可靠。然而，由于理想误差的结果的出现，将有理由再考虑一个新的问题。这个问题在四连杆的问题上表现的尤为突出，因为一个公差变化稍微都能导致产品成本的升高。 参考文献 四连杆机构 的最优合成 机械工程学院的马里博尔 1992 液压支架的随机分析 1998 年 谢长廷 ： 设计灵敏度分析和优化动态响应 ， 1984 年研究研究， ： 机械系统的优化 、 非线性一阶近似的策略 1991 年 结构第二部分的数值分析 机械工程学院的马里博 1982 年 液压支架的最佳合成 1998 年 机制和机理论 新德里：威利父子 1989 年 8 中文译文 液压支架的最优化设计 摘 要 本文介绍了从两组不同参数的采矿工程所使用的液压支架（如图 1）中选优的流程。这种流程建立在一定的数学模型之上。第一步，寻找四连杆机构的最理想的结构参数以便确保支架的理想的运动轨迹有最小的横向位移。第二步，计算出四连杆有最理想的参数时的最大误差，以便得出最理想的、最满意的液压支架。 图 1液压支架 关键词 ： 四连杆机构；优化设计；精确设计；模糊设计；误差 设计者的目的时寻找机械系统的最优设计。导致的结果是一个系统所选择的参数是最优的。一个数学函数伴随着一个合适的 系统的数学模型的出现而出现。当然这数学函数建立在这种类型的系统上。有了这种数学函数模型，加上一台好的计算机的支持，一定能找出系统最优的参数。 场的采煤设备的一个组成部分，它用来支护采煤工作面的巷道。它由两组四连杆机构组成，如图 2所示 制绞结点 C 的运动轨迹，四连杆机构 过液压泵来驱动液压支架。 图 2中，支架的运动，确切的说，支架上绞结点 C 点竖向的双纽线的运动轨迹要求横向位移最小。如果不是这种情况，液压支架将不能很好的工作，因为支 9 架 工作在运动的地层上。 实验室测试了一液压支架的原型。支架表现出大的双纽线位移，这种双纽线位移的方式回见少支架的承受能力。因此，重新设计很有必要。如果允许的话，这会减少支架的承受能力。因此，重新设计很有必要。如果允许的话，这种设计还可以在最少的成本上下文章。它能决定去怎样寻找最主要的 图 2两四连杆机构 四连杆机构数学模型 最有问题的参数 421 , 否则的话这将有必要在最小的机构 变这种设计方案。 上面所罗列出的所有问题的解决方案将告诉我们关于最理想的液压 支架的答案。真正的答案将是不同的，因为系统有各种不同的参数的误差，那就是为什么在数学模型的帮助下，参数 421 , 许的最大的误差将被计算出来。 首先，有必要进一步研究适当的液压支架的机械模型。它有可能建立在下面所列假设之上： （ 1）连接体是刚性的， （ 2）单个独立的连接体的运动是相对缓慢的 . 液压支架是只有一个方向自由度的机械装置。它的运动学规律可以通过同步 10 的两个四连杆机构 运动来模拟。最主要的四连杆机构对液压支架的运动规律有决 定性的影响。机构 2只是被用来通过液压泵来驱动液压支架。绞结点 C 的运动轨迹 L 可以很好地来描述液压支架的运动规律。因此，设计任务就是通过使点 C 的轨迹尽可能地接近轨迹 的最理想的连接长度值。四连杆机构 1的综合可以通过 图 3点 图 3描述了一般的情况。 点 C 的轨迹 L 的方程式将在同一框架下被打印出来。点 C 的相对应的坐标 x和 , 21 6 点 B 和 D 的坐标分别是 xB=(1) yB=(2) xD= )(3) yD= )(4) 参数 , 21 6 11 22a (5) ()2+24a (6) 把 (1) (4)代入（ 5）（ 6）即可获得支架的最终方程式 ()2+()2- 22a =0(7) )2+ )2- 24a =0(8) 此方程式描述了计算参数 421 , 理想值的 最基本的数学模型。 学模型 统的数学模型可以用下面形式的公式表示 u,v),(9) 约束于 gi(u,v) 0,i=1,2, ,l,(10) 和响应函数 hi(u,v)=0,j=1,2, ,m.(11) 向量 u=u1, ,响应设计时的变量 ,v=v1, ,是可变响应向量，(9)式中的 为了使设计的主导四连杆机构 到最佳，设计时的变量可被定义为 u=1a 2a 4a T,(12) 可变响应向量可被定义为 v=.(13) 相应复数 3， 5， 6的尺寸是 确定的。 目标函数被定义为理想轨迹 之间的一些“有差异的尺寸” f(u,v)=g0(y)y)2,(14) 式中 x=g0(y)是曲线 x=f0(y)是曲线 我们将为系统挑选一定局限性。这种系统必须满足众所周知的最一般的情况。 02143 15) 04132 16) 12 不等式表达了四连杆机构这样的特性：复数 42,可能只振荡的。 这种情况： (17) 给出了设计变量的上下约束条件。 用基于梯度的最优化式方法不能直接的解决 (9) (11)的问题。 (18) 从属于 gi(u,v) 0,i=1,2, ,l,(19) f(u,v) 0,(20) 并响应函数 hj(u,v)=0,j=1,2, ,m,(21) 式中： u=T v=T 因此，主导四连杆机构 一个非线性设计问题可以被描述为： ,(22) 从属于约束 02143 23) 04132 24) 111 ,222 444 (25) ),(,0)()( 7200 (26) 并响应函数： 0)s c o s( 222525 (27) 0)s i n ()c o s ( 2426216 (28) 有了上面的公式，使得点 C 的横向位移和轨迹 3 可能。结果是参数 421 , 最理想的值。 数学模型可以用来计算比如参数 421 , 保轨迹 之间的距离保持最小。然而端点 为在运动中存在一些干扰因数。看这些偏离到底合时与否关键在于这个偏差是否在参数 421 , 许的公差范围内。 响应函数（ 27）（ 28）允许我们考虑响应变量 量，这个矢量依赖设计变量 量。这就意味着 v h(v)，函 数 学模型（ 22）（ 28）的基础，因为它描述出了响应变量 量以及和数学模型 中 系。同样，函数 考虑参数 421 , 误差值 421 , 的最大允许值。 在随机模型中， 设计变量的矢量 u= ,可以被看作 U= ,的随机矢量，也就是意味着响应变量的矢量 v= ,也是一个随机矢量V=2, , v=h(u)(29) 假设设计变量 ,k),( (k=1,2, ,n)中独立出来。主要参数 k 和 k (k=1,2, ,n)可以与如测量这类科学概念和公差联系起来，比如k=k, 3。所以只要选择合适的存在概率 ， k=1,2, ,n(30) 式（ 30）就计算出结果。 随机矢量 概率分布函数及它实际不可计算性。因此，随意矢量 这个特性被确定是利用u= ,的函数 者借助被 学模型 用来计算液压支架最优化的容许误差的数学模型将会以非线性问题的独立 14 的变量 w= 1a 2a 4a T (31) 和目标函数 421111)( (32) 的型式描述 出来。 约束条件 0 (33) 111 ,222 444 (34) 在式（ 33）中， 点的 ，其中 2421 ),(61 A=1,2,4(35) 非线性工程问题的计算公差定义式如下： )111m 421 (36) 它服从以下条 件： 0 (37) 111 ,222 (38) 444 (39) 液压支架的工作阻力为 1600及四连杆机构 它们必须确保铰接点 它们必须提供充分的运动稳定性 图 2中的液压支架的有关参数列在表 1中。 15 支撑四杆机构 TT 1 3 1 0,1 2 5 1),1 3 2 5(,4 0 0, 4321 (40) 来确定。 四连杆 1 3 1 0,382,1 3 6 0,674, 4321 (在方程 (39)中，参数 中。 表 1液压支架的参数表 2四连杆 连杆 优化 四连杆的数学模型 22)-(28)中都有表述。 (图 3)铰接点 5就是为什么式 (26)为 0)65( 7 41) 杆 数 , 21 1941)中所得结果列于表 3中。 这些点所对应的角 ,21 22 192都在角度范围 而且它们每个角度之差为 1o 设计变量的最小和最大范围是 0,1280,1330,640 (42) 30,1 3 4 0,1 3 9 0,7 0 0 (43) 非线性设计问题以方程 (22)与 (28)的形式表述出来。这个问题通过 16 991)提出的基于近似值逼近的优化方法来解决。通过用直接的区分方法来计算出设计派生数据。 设计变量的初始值为 30,1 3 1 0,1 3 6 0,674, 70402010 (44) 优化设计的参数经过 25次反复计算后是 表 3绞结点 x与 角度)(2 o u 0 9, 6 0, 6* (45) 17 在表 3中 C点 图 4用图表示了端点 (虚线 )和垂直的理想轨迹 K(实线 )。 图 4绞结点 C 的 轨迹 连杆机构 最优误差 在非线性问题 (36)-(38),选择的独立变量 421 , 的最小值和最大值为 0 0 0 0 (46) (47) 独立变量的初始值为 (48) 轨迹偏离选择了两种情况 E=第一种情况，设计变量421 , 理想公差经过 9次反复的计算 ，已初结果。第二种情况也在 7次的反复 计算 后得到了理想值。这些结果列在表 4和表 5中。 图 5和图 6的标准偏差已经由 图中双点划线示 )同时比较泰勒近似法的曲线 (实线 )。 18 图 5E=图 6E=通过选用系统的合适的数学模型以及采用数学函数，让液压支架的设计得到 19 改良，而且产品的性能更加可靠。然而，由于理想误差的结果的出现，将有理由再考虑一个新的问题。这个问题在四连杆的问题上表现的尤为突出，因为一个公差变化稍微都 能导致产品成本的升高。 20 参考文献 四连杆机构 的最优合成 机械工程学院的马里博尔 1992 液压支架的随机分析 1998 年 谢长廷 ： 设计灵敏度分析和优化动态响应 ， 1984 年研究研究， ： 机械系统的优化 、 非线性一阶近似的策略 1991 年 结构第二部分的数值分析 机械工程学院的马里博 1982 年 液压支架的最佳合成 1998 年 机制和机理论 新德里：威利父子 1989 年 本科毕业设计（论文）中期检查表 指导教师： 职称： 所在院（系）： 机械与动力工程学院 教研室（研究室）： 机械设计教研室 题 目 悬移式液压支架设计 学生姓名 专业班级 学号 一、 选题质量： 1、选题符合专业培养目标，充分利用了机械设计及制造方面的知识，综合训练了大学四年学习的专业知识，再次巩固知识，为以后的工作打下基础； 2、题目难易程度中等，在 保证规定的生产率和高质量的 提升机的同时，还要保证提升机零件具有良好的工艺性，以便于进行装配制造与管理 ； 3、题目工作量较大，需要设计计算的部分较多，还需要对主要设计部位进行零件图绘制； 4、题目 广泛的应用在各个部门，它具有结构简单、维修方便、成本低、通用性强等优点，在煤矿中应用最为突出。 二、开题报告完成情况： 开题报告已完成。 2 三、阶段性成果： 1、通过大量的资料搜集，整理思路，形成提纲； 2、完成了说明书大体框架； 3、大部分计算已完成； 四、存在主要问题： 1. 对部分零件的结构尺寸和安装尺寸掌握的不够准确； 2. 局部结构设计思路不清晰；设计内容不够连贯，系统性不强； 3. 在整体结构及零部件结构上存在一定问题；在选用零件和确定结构工艺参数时缺少经验和参考； 4. 对于液压元件，密封至关重要，但由于经验缺乏与参考资料等方面的问题，密封件选择方面还存在一些不很清楚之处。 5. 设计中还采用了一部分老旧的部件，获得资料不够充分，资料较陈旧。 五、指导教师对学生在毕业实习中，劳动、学习纪律及毕业设计（论文）进展等方面的评语 指导教师： （签名） 年 月 日 本科毕业设计（论文）开题报告 题目名称 悬移式液压支架设计 学生姓名 专业班级 学号 一、 选题的目的和意义： 随着国民经济对燃料和各种矿物需要量的不断增长，矿井生产机械化、自动化和集中化程度的不断提高，各种矿物的产量亦不断扩大；我国煤矿和各类矿山每年都要生产大量的煤和矿石。 悬移支架是介于大型综采支架和单体液压支柱之间的一种新型支护设备。该支架曾获国家发明专利和国家发明奖。悬移支架继承了综采支架的安全、整体性好、能够自移的优点，具有适应性好、体积小、重量轻（ ）、易操作 、拆装及运输方便等优点，可用于地质条件好的工作面，也可以用于顶板破碎、地板软、易片邦、断层多的工作面及大倾角的工作面，放顶煤开采效果更佳。 支架是在总结了综采支架和单体液压支架使用经验的基础上发明的最新一代专利产品，该支架除有综采和高档普采支架共同的优点。 二、 国内外研究综述： 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，已经基本成熟，已经基本成熟，它已经形成了能另适用各种不同煤矿地质条件的各类液压支架。 从液压支架的形式来看，有支撑式液压支架发展到掩护式液压支架和支撑掩护式液压支架；从支架的质量来看，有轻型液压支架和重型液压支架；从支撑高度来看，有薄煤层液压支架、中厚煤层分层和厚煤层液压支架，从用途来看，有端头液压支架和中间液压支架 我国科学工作者经过 30 多年的发展和努力，液压支架的设计、制造水平在不断提高，特别是在缓倾斜中厚煤层的液压支架方面积累了相当丰富的经验，架型已基本趋于成熟、完善，在品种和质量方面与国际先进水平相比，差距越来越小。但在控制元件和控制系统方面，与先进国家的产品相比还有较大的差距。所以，今后除硬继续针对我国国情的煤层具体条件，开发一些新架型、新品种外，还 应在设计支架控制系统和提高支架的工作可靠性方面下功夫。 2 三、 毕业设计（论文）所用的主要技术与方法： 1. 图书馆查阅相关资料。 2. 在工厂的实践毕业实习。 3. 老师和工程师的指导。 4. 查阅 网上的相关资料。 四、 主要参考文献与资料获得情况： 1朱真才，韩振铎主编 M2张家鉴，陈享文，伊长德编著 M3陶驰东编著 M4丁绍南编著 M5吴宗泽编著 M6李昌熙，乔石主编 M7赵宏珠编著 M1987 8刘玉堂编著 M9机械设计手册编委会编著 M、 毕业设计（论文）进度安排（按周说明） 第 56 周：熟悉设计题目，掌握所设计的系统的工作原理，通过网络、图书馆寻找相关 的资料，并认真阅读，逐步形成设计思路，完成毕业设计开题报告； 第 710 周：着手开始设计，通过查阅相关资料和设计手册，设计各个零件的形状、尺寸，统筹兼顾，并不断完善各种尺寸； 第 1113 周：在老师的指导下，修改设计的零件，使整个系统更加完善、合理。然后用 件，绘制各零件图和装配图图； 第 1416 周：整理设计资料，完成毕业设计论文。 六、 指导教师审批意见： 指导教 师： （签名） 年 月 日 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 摘 要 采煤综合机械化，是加快我国煤炭工业发展速度，大幅度提高劳动生产率，实现煤炭工业现代化的一项重要战略措施。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。而液压支架则是综合机械化采煤方法中最重要的设备之一。 本文设计的悬移式液压支架主要由以下几个基本部分组成 顶梁、推移托梁、伸缩千斤顶、推移千斤顶、液压支柱、内缩梁、挡矸装置、及液压系统 。设计要遵循支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等原则。 在悬移式式液压支架的设计过程中，拖梁、顶梁、和千斤 顶、支柱等结构件的设计是重点。该 论文介绍了液压支架的结构、类型、工作原理、特点、目的及受力分析，对悬移式式液压支架作了详细的介绍和分析，论述了该支架的设计方案和基本用途。 关键词 ： 液压支架 拖梁 顶梁 千斤顶 液压支柱 液压系统 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 I he of is of a of is of is of in of to is In of of is of of of 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 i 目录 前言 . 悬移式液压支架及其 组成 . 移式液压支架简介 . 移式液压支架的组成 . 载结构件 . 力油缸 . 制操纵元件 . 助装置 . 作液体 . 压支架的工作原理 . 移式液压支架的工作原理 . 移式液压支架的支撑承载原理 . 压系统及其控制元件 . 压系统 . 压系统的特点 . 2 悬移式液压支架主要结构尺寸的确定 . 移式支架设计目的 . 移式支架主要尺寸的确定 . 移式支架主要技术参数 . 错误 !未定义书签。 3 悬移式支架总体结构设计 . 移式液压支架基本参数的确定 . 架高度 . 架间距 . 架宽度 . 梁长度 . 架工作阻力 . 错误 !未定义书签。 移式液压支架顶梁结构设计 . 梁形式的选择 . 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 伸缩梁结构设计 . 梁结构的设计 . 窝的设计 . 矸板的设计 . 柱的选择与设计 . 移式液压支架推移千斤顶设计 . 移装置的选型 . 移千斤顶的确定 . 错误 !未定义书签。 移式液压支架水平推进缸的设 计与计算 . 移式液压支架伸缩梁油缸的设计与计算 . 4 悬移式液压支架顶梁强度校核 . 料的选择 . 梁的强度校核 . 错误 !未定义书签。 中载荷在两根立柱中间时校核 . 错误 !未定义书签。 中载荷在顶梁两端时校核 . 5 悬移式液压支架伸缩梁强度校核 . 料的选择 . 缩梁的强度校核 . 柱强度计算 . 算缸筒内径和缸壁厚度 . 算重叠长度 . 6 悬移式液压支架的使用维护及常见故障排除方法 . 架的运输和安装 . 架在地面和井下的运 输 . 架的安装方法 . 架在工作面的安装 . 架的操作和维护 . 支架操作维护的要求 . 架的操作注意事项 . 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 支架的维护和管理 . 意事项及警示 . 结论 . 致谢 . 参考文献 . 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 前言 我国于 70 年代初，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，逐步取代了早期的垛式和节式支架。在引进 、消化国外支架的基础上，我国已经形成了一支有一定规模的从事液压支的设计、研究、制造和检验的专业队伍，积累了丰富的经验，并研制了多种适合我国煤矿不同生产地质条件的液压支架。支架最大高度已达 5m，最小高度为 应最大倾角可达 55 ;最大工作阻力达 10000有用于放顶煤采煤、分层铺网采煤等条件下的特种用途液压支架。 我国中、小煤矿产量大约占到我国煤矿产量的 40，但是其开采技术水平落后，特别是小煤矿，基本上还是以摩擦支柱或单体液压支柱加铰接顶梁的结构形式支护工作面，直接导致生产效率低下，安全生 产没有保障。由于这些小型煤矿巷道窄、工作面短，大型支架根本运不下去，即使运下去，也无法充分发挥其生产效率。另外对于价格昂贵的大型支架，小型煤矿也无力解决购买资金问题，限制了这些煤矿技术水平的提高。特别是当遇到厚煤层时，由于支护技术或放煤条件达不到要求，不得不将多余的煤层白白扔于地下，造成严重的资源浪费。 20 世纪 90 年代以来，滑移顶梁支架、悬移顶梁支架等小型简易自移支架在一些小煤矿得到使用，但这些支架均存在头重脚轻，插底严重，工作稳定性差，支撑高度有限，移架和调架困难等许多技术问题。因此，研究开发一批安全性高 ，整体性好，操作方便，适应性强，体积小，重量轻，便于运输安装的轻型液压支架，使中小煤矿买得起，用得上，具有十分重要的现实意义。 纵观我国煤炭发展史，随着科学技术的不断进步，煤矿支护材料也在悄然发生着变化，从建国之初的坑木支护，到以后的金属摩擦支柱，再到以后的单体液压支柱，直到发展到现在的悬移液压支架，支护材料的每一次进步，都象征着支护材料初撑力的每一次革命，也象征着顶板管理技术的每一次突破。 合理的选用采煤设备并结合先进的采煤工艺，可解决采煤工作面的采煤购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 支护运输等生产环节之间的矛盾，可有效地提高工效增加成本 减少损耗保护生产人员和设备的安全，以及减轻笨重的体力劳动，可为煤矿获得很高的经济效益 。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 悬移式液压支架及其组成 移式液压支架简介 这种支架是由四连杆机构液压支架演化而成的一种支架机构形式。 它用一个单摆杆机构代替了传统的四连杆机构，从而使支架在升降的过程中顶梁前端的轨迹由双扭线变成了一条圆弧线。我们可以通过增加摆杆长度的方法来使轨迹更加接近垂直直线。但是与四连杆机构类似，不论我们怎样进行优化设计，仍旧无法使顶梁前端的轨迹真正变成一条垂直直线。也就无法去除 顶梁所受的横向摩擦力。 传统的机构形式总是存在其弊端，我们努力寻求一种机构形式是顶梁升降时的轨迹为一条垂直直线。 图 移式液压支架机构示意图 因此我们通过机构形式的演化，找到了一种垂直导向机构。这种机构的特点是，真正使支架升降时顶梁前端的轨迹成为了一条垂直直线，使支架不再受到顶板摩擦力的作用。改善了支架的受力状况，减小可承载件的断面面积，从而减轻了支架的重量。这种分体顶梁液压支架的机构示意图如图 通过上述分析知，这几种架型形式都不是我们理想的选择，我们要求的机构形式是顶梁上下运动时的 轨迹为变化的。因此我们通过各种架型形式的演化，研究了这种整体顶梁液压支架。这种架型的特点是：采用托梁滑块机构和推移机构，克服了单摆杆机构和四连杆机构支架在支护高度发生变化时，由于内力大而造成的支架易损坏的潜在因素，真正成为支架升降导向，并承购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 担支架外部的纵向水平力。该架型稳定性好，重量轻，工作面过人空间大，结构紧凑，支护强度大。所以，在理论上分析可以得出，滑块机构和推移是对分体顶梁液压支架的一个很好的演化形式。 组合悬移液压支架是介于传统悬移顶梁液压支架与综采支架之间的一种自移式轻型支护产品。它既保持了综采支 架安全、支护面积大、支护强度高、移架速度快等优点，又具有适应性强、体积小、重量轻、移动灵活、易维护、易操作、运输方便，不用铺网，减少一次性投资等特点。 6/24Z（ A） 型整体顶梁组合悬移支架 尤其是使全部支架联为整体的结构特点，使其具有显著的整体性和稳定性；操作系统采用液压集中控制，减少了操作工序，提高了自动化水平，实现了快速移架，使采煤工艺衔接更加紧凑，极大地提高了工效；顶梁为整体箱式结构，护顶面积达 95%以上，实现了对顶板的封闭性支护。 移式液压 支架的组成 序号 部件 功能 举例 1 承载结构件 承受并传递顶板在和作用的结构件 顶梁、伸缩梁、 2 动力油缸 用液体作为介质可以主动产生作用力、实现各种动作的油缸 立柱、各类千斤顶 3 控制元件 操纵、控制支架各个动力油缸动作及保证所需工作特性的液压（电气）元部件 操控阀、单向阀、安全阀及管路、 液压（电控）元件 4 辅助装置 不直接承受顶板载荷、而实现支架莫那些动作或功能所必需的装置 推移装置、护帮装置、活动侧护板、防倒、防滑装置 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 载结构件 （ 1）顶梁： 顶梁上设计有滑轨，这是实现移架的关键部件，推移托梁分为前后两个，有托梁连接杆将前后两个托梁连在一起，用吊挂装置将托梁放置于顶梁下方的滑轨内，使其能沿滑轨前后滑动，从而实现移架的过程。 （ 2）伸缩梁 内伸缩梁是实现支架即时支护的关键部件，内伸缩梁插置于顶梁的箱体内。 力油缸 动力油缸包括支柱和各种千斤顶等。 （ 1）支柱： 支架上凡是支撑在顶梁（或掩护梁）和底座之间，直接或间接承受顶板载荷的主要油缸叫支柱。支柱是支架的主要承载部件，支架的支撑力和支撑高度，主要取决于支柱的结构和性能。 （ 2）千斤顶： 支架上除支柱之外的各种油缸都叫千斤顶，如前梁千斤顶、推移千斤顶、调架千斤顶，还有平衡、复位、侧推和护帮千斤顶等，完成着推移运输机、移设支架和支架的调整等各项动作。 侧推千斤顶如图 1示 : 5 工作液体 传递能量的工作介质 乳化液 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 图 1推千斤顶 制操纵元件 控制操纵元件：包括控制阀（即液控单向阀和安全阀）、操纵阀等各种阀件和管件。 这些元件是保证支架获得足够的支撑力、良好的工作特性以及实现预定设计动作所需的液压元件，它的种类和数量，随支架结构和动作要求的不同而异。 助装置 支架上除上述三项构件以外的 其它构件，都可归入辅助装置，它包括推移装置、复未装置、挡矸装置、护帮装置、防倒防滑装置、照明和其他附属装置等。 作液体 这是传递泵能站量，使液压支架能有效工作的工作介质。液压支架的工作液体是乳化液。 压支架的工作原理 移式液压支架的工作原理 泵站的高压乳化液 ,经主进液管路送到工作面 ,并与每架支架相联 ,然后导入支架 ,再通过操纵阀组分配到液压缸 ,以完成支架所需要的动作。从支架购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 流回的低压乳化液通过操纵阀组与回液截止阀由主回液管路流回泵站乳化液箱 ,供循环使用。 顶梁与移动梁机构是 成熟的步履行走机构 ,移架时 ,单伸缩立柱首先卸载并提起 ,顶梁落在移动梁上 ,这时向推进千斤顶注液 ,活塞杆伸出 ,以后移动梁为支点顶梁前移 ,落下立柱 ,支撑顶板 ,完成移架；整个工作面顶梁移完后，所有立柱处于支撑状态，移动梁无载荷地吊挂在顶梁上，这时，向移动梁的供液系统供液，工作面推进千斤顶的活塞杆全部收回，移动梁前移，完成一个步进动作循环。当顶梁与顶板紧贴后便产生初撑力来支撑顶板，由于顶板的逐渐下沉，支架所承受压力便逐渐由初撑力变为工作阻力，当超过工作阻力时立柱三用阀中的安全阀便自行开启释放压力，直至活塞腔恢复到工作 阻力时为止。 移式液压支架的支撑承载原理 液压支架的支撑承载原理，是指液压支架与顶板之间互相力学作用原理，它包括初撑增阻、承载增阻和恒阻三个工作阶段。 （ 1）初撑增阻阶段：在升柱过程中，从顶梁接触顶板起，至支柱活塞腔的油液压力达到泵站的工作压力时，松开手把，停止供液，液控单向阀立即关闭，阀球封闭了支柱活塞腔的油液，这就是支架的初撑阶段。此时支柱或支架对顶板产生的支撑力称为初撑力。 支柱初撑力： 100042 （吨） 支架初撑力： cc 吨） 式 中 ： 站的工作压力（ 2/； D 支柱缸体内径（厘米）； n 每架支架的支架数； 支撑效率（垛式支架 =1）。 支架初撑力的大小，取决于泵站的工作压力，支架支柱数和支柱缸体的购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 内径以及架型等。实际上，支柱初撑后，活塞腔的油缸压力由于阻力损失、操作情况和阀的灵敏等原因，往往低于泵站工作压力。 （ 2）承载增阻阶段：支架初撑后，随顶板的下沉，支柱活塞腔被封闭的油液受到压缩，油液压力继续升高，呈现承载增阻状态。这时由于支柱缸径增大，油液被压缩而体积缩小，即使乳化液没有任何漏损，安全阀并未动作卸载，支柱总长度也将缩短 。这个缩短量可用下式计算： 22222 ( ) ( p d 厘 米 ） 式 中 ： 2-/ p 支 柱 由 初 撑 力 起 达 到 工 作 阻 力 时 ， 支 柱 内 压 力 的 增 量 （ 公 斤 厘 米 ） ；0 . 0 0 0 0 4 7 5乳 化 的 体 积 压 缩 系 数 ， 近 似 取 水 的 压 缩 系 数 ； 柱 内 被 压 缩 液 柱 的 高 度 （ 厘 米 ） ； 62- 2 . 1 1 0 /钢 材 的 弹 性 系 数 （ 公 斤 厘 米 ） ； 0 . 2 8钢 材 的 泊 松 比 ； 柱 缸 体 外 径 （ 厘 米 ） ； 柱 缸 体 内 径 （ 厘 米 ） 这个缩短量是有弹性的，如果作用在支柱的载荷，反过来从工作阻力减小到初撑力时，支柱仍会恢复到原来的长度。因此，这个支柱长度上的缩短量，称为支柱的弹性可缩量。 根据井下工作面实测，在各种不同的初撑力、工作阻力和采高的情况下，支架支柱的弹性可缩量在 6 10 毫米范围内。这个弹性可缩量会使支柱工作还未达到工作阻力之前，就可造成顶板的下沉，有可能使岩石离层，对顶板管理是不利的。经实验证明，减小支柱的弹性可缩量，对改善顶板管理起着重要作用。具体措施是，使用高压乳化液泵，提高支柱初撑力；改善单向阀的质量，要 能及时关闭液路；注意操作方法，使支柱下腔尽可能达到泵站的工作压力。 （ 3）恒阻阶段：支架承载后，如果完全支撑住顶板，不允许顶板下沉，需要有强大的支撑力，想设计出能抗住巨大顶板压力，而一点也不让压的支架是极困难的，实际上也没有这种必要。因此使支架能随顶板下沉时有一定购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 的可缩量，但又保持一定的支撑力，不致于使顶板下沉而造成破坏冒落。要求支架具有一定的支撑力，又具有可缩性。液压支架的这种特性，是由于支柱的安全阀来控制的。在顶板压力增大时，支柱活塞腔被封闭的油液压力就迅速升高，当压力值超过安全阀的动作压力时，支 柱活塞腔的高压液体经安全阀泻出，支柱降缩，支柱活塞腔的液体压力减小，这是就是支架的“让压”特性；当压力小于安全阀的动作压力时，安全阀又关闭，停止泻液，支柱活塞腔的液体又被封闭，支架恢复正常工作。由于安全阀动作压力的限制，支柱呈现出恒阻特性，此时支柱或支架承受的最大载荷称为工作阻力。 支柱工作阻力： 10004 2 （吨） 支架工作阻力： zc ） 式中：安全阀的动作压力（ 2/ 支架的工作阻力取决于安全阀的动作压力、支架柱数、支柱缸体内径和架型等。 安全阀使支柱具有恒定的设计工作阻力，同时又使支柱在承受大于 设计工作阻力的顶板压力时，可随顶板的下沉而下缩，这就是液压的恒阻性和可缩性。为防止安全阀频繁动作而失效，应使支架的工作阻力大于正常的顶板压力，也就是说，在工作面生产过程中，支架还没有达到设计的工作阻力 之前，就已经移到新的位置。 工作阻力是液压支架的一个基本参数，用来表示支架支撑力的大小。但是，由于支架的顶梁长短和间距大小不同，并不能完全反映支架对顶板的支撑能力，因此常采用表示单位面积顶板上所受支架工作阻力值大小的支护强度参数，来比较支架的支护性能 . ）支架的支护面积（米式中：）米（吨支架的支护强度：22/由上可知，支柱或支架工作时，其支撑力随时间的变化过程是，支架升起，顶梁开始接触顶板至液控单向阀关闭时的初撑增阻阶段 0t ,初 撑结束至购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 安全阀卸载前的承载增阻阶段 1t 和安全阀出现重复卸载时的恒阻阶段 2t 。这种变化过程反映了支架的支撑力和时间之间的关系（图 1图中虚线表示，有些支架的支柱并未达到额定工作阻力就已降柱前移，支架前移后按原过程重新支撑。 图 1架的支撑承载过程 0t 初撑增阻阶段 1t 载增阻阶段 2t 恒阻阶段 上述过程表明：液压支架在额定工作阻力值以下工作时，具有增阻性，以保证支架对顶板的有效支撑作用；当支架支撑力超过额定工作阻力值时，支架能随顶板下沉而下缩，使支架保持恒定的工作阻力，既具有可缩性和恒阻性。支架本身的增阻性取决于液控单向阀和支柱的密封性能，可缩性和恒阻性则由安全阀的溢流性能决定。因此，液控单向阀、安全阀、支柱这三个部件，是保证支架工作性能的关键元件。 压系统及其控制元件 液压系统是利用泵站的高压乳化液来控制立柱、千斤顶和阀等 元件，实现支架的支护性能和各种动作。 支架采用的乳化液，是由乳化油水配制而成的，乳化油的配比浓度为 5%，使用乳化油应注意以下几点： a)定期检查浓度，浓度过高增加成本；浓度太低可能造成液压元件腐蚀，影响液压元件的密封。 b)防止污染，定期（一个月左右）清理泵站乳化液箱。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 c)乳化液的 须在 7 9 范围内。 d)防冻：乳化液的凝固点在 左右，与水一样乳化液也具有冻结膨胀性，乳化液受冻后，体积稳定性受影响。因此，乳化液地面配制和运输过程中注意防冻。 e)乳化油必须满足“ 压支架用乳化油” 标准之规定，即： 表 2化油按对水质硬度的适应性选取相应的牌号 牌号 应水质硬度 (毫克当量 /升 ) 5 5, 10 10, 15 15 f)配制液压支架用乳化液的水质应符合下列条件 : 无色、无臭、无悬物和机械杂质； 在 6 9 范围内；氯离子含量不大于 克当量 /升；硫酸根离子的含量不大于 克当量 /升。 压系统 对于液压支架的传动系统应具有以下基本要求： a）采用结构比较简单，设备外形尺寸比较小，能远距离的传递大的能量； b）能承受 较大的载荷；没有复杂的传动机构； c）在有爆炸危险和含尘的空气里保证工作安全； d）动作迅速； e）操作、调节简单； f）过载及损坏保护简单； 针对我们本次设计的液压支架，其液压系统有以下两部分系统组成：即立柱系统和千斤顶系统。 本支架的液压系统，由乳化液泵站，主进，主回液胶管，各种液压元件，立柱及各种千斤顶等组成。液压系统原理：本支架操作方式采用邻架操作控购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 制，使用快速接头拆装方便，性能可靠。 图 2压支架液压系统图 1前立柱； 2压力指示器； 3安全阀； 4液控单向阀； 5后立柱； 6顶梁侧推千 斤顶； 7掩护梁侧推千斤顶； 8护帮千斤顶； 9双向液控单向阀； 10操纵阀； 11推移千斤顶； 12前梁千斤顶； 压系统的特点 (1)支架上的大部分液压元件 (除前梁千斤顶控制阀和双向锁外 )都装在阀组的座架上，支架本身只有两根高压软管，这样既便于操作，又能保证支柱间有宽敞的人行道。 (2)操纵阀 组合操纵阀，前柱，后柱及前梁千斤顶可单独操作，也可同时操作。 (3)前梁千斤顶活塞腔与活塞杆腔之间连接一个大流量安全阀，在升前梁与升柱同时操作时，对前梁加以保护，并使前梁有较大的支撑力液压系统及其控 制元件 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 悬移式液压支架主要结构尺寸的确定 移式支架设计目的 经过对比我国的液压支架和国外液压支架的现状可以看出，两者之间存在着很大的区别。国外的支架主要的研究热点及发展方向是高强度，自动化。而我国的液压支架的发展方向主要是多品种，高适应性。这主要是由我国煤炭的赋存状况决定的。我国目前存在大量 特别是中小矿井 ,希望有一种结构简单、轻型、适应能力强的放顶煤液压支架来开采这类煤层。目前 ,国内用于厚煤层的重型放顶煤液压支架技术趋于成熟 ,但 因其重量大、成本高，并不适合中小煤矿广泛使用，而轻型低位放顶煤液压支架还存在一些普遍的问题，主要表现在 采用四连杆机构 ,结构复杂 ,后部空间小 ,重量较大，承受水平力能力弱； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 当顶梁上部压力的合力作用点前移至前立柱之前时，则会使后立柱受拉 ,而后立柱又是单作用油缸，只能承受压力，因而后立柱的作用往往失效，致使顶梁有低头前倾趋势； 目前，常用放顶煤液压支架掩护梁形式易造成较薄顶煤的混矸，而且安装于掩护梁上的长尾梁机构的尾梁两侧也易混煤混矸； 前探梁容易产生伸缩卡阻。针对上述普遍问题 ,经过大量调研 ，在吸取了现有许多支架在设计使用中的经验教训的基础上，研制了新型轻型导向放顶煤液压支架。在架型设计上 ,针对大多数放顶煤工作面顶板压力不大、煤质较松软、要求的工作阻力很小，以及许多中小矿井井筒和巷道运输断面较小的特点，要求支架结构简单、重量轻、体积小、工作可靠，搬运灵活的情况，吸收了国内外现有放顶煤液压支架的优点，特别是考虑厚煤层的放顶煤开采地质、矿压特点，设计了该轻型悬移式液压支架。与同类支架相比，具有强度高、支撑力大、稳定性好、抗水平力能力强。 这种轻型悬移式液压支架是专门为中小煤矿开发设计的一种 支护产品，它打了传统支架的设计理念，采用分体顶梁来代替整体顶梁，减轻了重量，结构更加紧凑；为中小矿井机采放顶煤工作面支护提供了一个很好的选择 移式支架主要尺寸的确定 根据上述悬移液压支架的描述 6/24Z(A)型 整体顶梁组 合滑移液压支架的 总体方案如图 示 ： 根据前面滑移液压支架的结构要求，确定 6/24Z(A)型整体顶梁组合滑移液压支架的主要技术参数和特征参数。 6/24Z(A)型整体顶梁组合滑移液压支架适用于 15度以下的缓倾斜中厚煤层，顶板比较平 整且能随采随冒，采高 ，底板在中硬以上，工作面长度小于 150 米的采煤工作面。可分别与 50、 0T 等中、小型的刮板输送机配套使用。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3 悬移式支架总体结构设计 移式液压支架基本参数的确定 架高度 支架的高度由工作面的厚度及地质条件的变化 等因素决定 ，考虑通风、运输、行人的要求以及一定的富 余 系数，确定支架的最低高度最高支护高度 支架伸缩比 支架的伸缩比是指最大和最小支架高度之比值，即： m a x 架间距 所谓支架间距，就是相邻两支架中心线间的距离。 确定支架中心距时，应考虑到下列几个方面的因素： （ 1）顶板允许暴露的面积 。 （ 2）运输机溜槽的长度 。 支架中心距一般等于工作面一节溜槽长度，以便配套。目前国内外液压支架中心距大部分采用 采高支架为提高稳定性中心距可采用 型支架中心距可采用 （ 3）支架的稳定性 。 一般 支架中心距大，支架稳定性好 。 分体顶梁液压支架是适用于中小地下工作面，属轻型支架，因此确定中心距为 1000 架宽度 支架宽度是指顶梁的最小和最大宽度。宽度的确定应考虑支架的运输、安装和调架要求。支架顶梁一般装有活动侧护板，侧护板行程一般为 170200支架中心距为 ，最小宽度一般取 1400 1430大宽购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 度一般取 1570 1600支架中心距为 ，最小宽度一般取 16501680大宽度一般取 1850 1880支架中心距为 ，如果顶梁带有活动侧护板，则最小宽度取 1150 大宽度取 13201350果顶梁不带活动侧护板，则宽度一般取 1150 分体顶梁液压支架的顶梁采用 2 个相互独立的小面积窄梁，为了提高支架的稳定性，各顶梁之间通过连接机构相连，综合考虑支架的中心距、每个顶梁受力的合理性以及减少架间空隙，确定支架的宽度为 60 梁长度 顶梁是支护顶板的直接承载部件，其长度取决于必要的作业空间和通风断面要求，还与支护方式有关。如图 3示，顶梁长度由三部分尺寸组成 ，即 ： L=b+n+u 图 压支架尺寸关系 式中 b 顶梁前部尺寸； n 顶梁上前、后排立柱柱窝之间的距离 为 1000 u 顶梁上后柱窝中心到铰接点的距离 ，取 400 支架的工作阻力定为 2000用 4 柱支撑，因此每根立柱的工作阻力为 00420001 。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 移式液压支架顶梁结构设计 梁形式的选择 支架常 用的顶梁形式有 两 种：整体顶梁 和 铰接顶梁。 整体顶梁特点是结构简单，可靠性好；顶梁对顶板载荷的平衡能力较强；前端支撑力较大；可设置全长侧护板，有利于提高顶板覆盖率，改善支护效果，减少架间漏矸。为改善接顶效果和补偿焊接变形，整体顶梁前端 8001000一般上翘 1 3 度 。 铰接顶梁 由前后两段组成， 前段称为前梁，后段为主梁，一般简称顶梁。 铰接式顶梁在前梁千斤顶的推拉下，前梁可以上下摆动，对不平顶板的适应性强。运输时可以将前梁放下与顶梁垂直，以减小运输尺寸，但前梁千斤顶必须有足够的支撑能力和连接强度，前 梁上不宜设置侧护板。为顺利移架，前梁一般要留有 100 150隙，从而增加了破碎顶板漏矸的可能性。 本课 题 所设计的分体顶梁液压支架 属于 轻型支架，适用于中小型工作面，因此顶梁应选择结构简单、成本低的整体顶梁。 顶梁 一般 是用钢板焊接而成的箱式结构， 又分为单腔室和多腔室两种。 本次设计的分体顶梁液压支架由于顶梁 为窄长型 ，并设置有 外 伸缩式伸缩梁，考虑梁体内需要安装伸缩千斤顶，因此顶梁选用单腔式的整体顶梁形式，其结构形式如图 3示 ，（ a）为顶梁的结构形式，（ b）为顶梁在柱窝处的断面图 。 图 3梁结构 ) 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 (a) 顶梁三维模型 （ b） 伸缩梁三维模型 缩梁结构设计 根据顶梁与煤壁的距离，伸缩梁的伸缩长度为 650长 据顶梁尺寸，伸缩梁的高度为 320度 500增加伸缩梁与顶梁的接触面积，在伸缩梁两个侧板底部焊接厚度为 12度为 70 梁结构的设计 1 托梁是由六块封闭的钢板焊接而成的，每块钢板的厚度 12据顶梁的宽度取托梁的长度为 1050度为 720度 180 2 托梁连接套 是由四块厚度为 15钢板焊接而成的，考虑到连接套与托梁的间隙取连接套的横向宽度为 184向宽度 184度为 194接套与托梁之间用销轴固定。 3 托梁连接杆是连接顶梁托梁的重要部件，它是由六块封闭的钢板焊接而成的，取每块钢板的厚度为 10梁上两托梁中心的距离是 1000取托梁连接杆的长度为 1170度为 180度是 50接杆与托梁之间用销轴固定。 窝的设计 1、前柱窝是固定焊接在顶梁上的，柱窝中心距离前梁端面 400窝购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 的高度取 37径 94窝耳板的高度是 83度 56度18窝一侧由两块厚度 12筋板焊接加强。 2、后柱窝中心距离前柱窝中心 1000螺母与顶梁连接、柱窝一侧由厚度为 12筋板加强。 矸板的设计 挡矸板是由钢板焊接而成的主板每块钢板的厚度是 12矸板的高度是 800度是 450板的宽度是 150强筋钢板的厚度是 12矸板由销轴连接在顶梁上。 柱 的选择与设计 立柱是支架的最重要的承压部件
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