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低位放顶煤液压支架的设计带CAD图,低位,放顶煤,液压,支架,设计,cad
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xx大学 毕业设计姓 名： 学 号： 学 院： 专 业： 论文题目： 低位放顶煤液压支架的设计 指导教师： 职 称： 20 年 月 毕业设计任务书学院机械与动力工程学院 专业年级 学生姓名 任务下达日期： 20 年 月 日设计日期： 20 年 月 日至 20 年 月 日设计题目：低位放顶煤液压支架设计设计专题题目：低位放顶煤液压支架顶梁及立柱设计主要内容和要求：1. 设计要求：完成液压支架总体方案确定及设计主要零部件设计完成设计图纸（折合0）3张2. 主要工作参数： 顶板条件：老顶 级 直接顶 2类 底板比压: 1.5MPa 工作阻力： 4000kN 推溜力： 150KN 拉架力： 300KN 泵站压力：32MPa 适应煤层倾角：150院长签字： 指导教师签字： 大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩： 指导教师签字： 年 月 日 毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩： 评阅教师签字： 年 月 日 毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩学院领导小组负责人： 年 月 日 毕业设计（论文）开题报告题目名称低位放顶煤液压支架的设计姓名 专业班级 学号一、 选题的目的和意义随着工业技术的不断发展，国民经济对煤炭需要量的日益增加，煤矿开采，特别是采煤工作免得生产技术面貌发生了巨大的变化。自1954年英国装备了世界上第一个液压支架工作满开始，采煤技术实现了综合机械化。综合机械化采煤，就是工作面采煤，运输和支护三大主要生产环节都实现机械化。也就是说，采用滚筒式或刨削式等采煤机械落煤与装煤；工作面重型可弯曲运输机，以及与之适应的顺槽转载机和可伸缩皮带运输机等运煤；自移式液压支架支护和管理顶板。这几种设备相互配合，组成了综合机械化采煤设备。液压支架是以高压液体为动力，由若干液压元件（油缸和滑件）与一些金属结构件组合而成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备，能实现支撑，降落移架和推移运输机等一整套工序。液压支架技术上先进，经济上合理，安全上可靠，当前世界各国都在不断地提高采煤工作面的综合机械化水平。二、 国内外研究综述我国目前液压支架与发达国家的差距：1.生成能力上的差距 我国目前大部分支架的可靠性与国外差距比较大。进口支架工作面开机率达到90%以上，日产达到了30000t，年产达到10Mt，支架大修周期为产煤15Mt以上。而我国目前综采工作面开机率平均为50%左右。支架大修周期为产煤量在45Mt左右。 2.支护性能参数的差距 发达国家在设计指导思想方面大多主张大马拉小车，支架的工作阻力与支护强度普遍较大。工作阻力一般都在7000KN以上，最高达到10000KN，而我国目前支架的工作阻力与国外相比普遍偏低，平均在40005000KN，相差30%左右。另外，国外支架中心距普遍采用1.75m，个别达到2m，我国支架中心距绝大多数为1.5m。3. 结构件材料的差距 目前国外s700800MPa的钢材以广泛应用，而我国普遍使用的是s450MPa以下的钢板，相差30%40%。4.控制系统方面的差距 目前世界上一些发达国家支架的控制系统已广泛采用电液控制系统，而我国目前很少采用电液控制，绝大部分为手动。液压支架的发展趋势：1.提高支架的可靠性，另外加大支架的中心距也是必然趋势；2.二柱支架将是主导架型，目前我国的四柱支架要比二支柱支架数量多，相比较而言二柱支架具有明显的优势；3.采用大采高支架；4.电液控制系统是液压支架发展的方向；5放顶煤支架将是未来的主导架型； 三、毕业设计（论文）所用的方法本次设计，是本人按照导师的要求，结合自己的兴趣爱好，通过收集大量的理论资料，参加生产实习的基础上，自主完成的毕业设计。其中，在设计过程中顶梁和立柱是设计的重点。另外，本论文还着重介绍了液压支架的结构，类型，工作原理，特点，液压支架的维护和管理，及其常见的故障及排除方法。目的是通过对支掩式液压支架进行深入细致的了解和研究，在一定的理论基础上，结合实践认识，巩固所学知识，完成自主实践与创新。在设计过程中遇到的问题我们一般通过自己查阅资料和小组讨论的方式解决，如确实有不能解决的问题我们就通过请教厂方技术人员和指导老师，争取解决在毕业设计过程中所有问题。四、主要参考文献与资料获得情况参考文献：1. 主编机械设计手册第三版 化学工业出版社1999 2. 武同振 赵宏珠 吴国华主编综采综掘高档普采设备选型配套图集中国矿大出版社19933. 杨振复 罗恩波 主编放顶煤开采技术与放顶煤液压支架煤炭工业出版社19954. 丁绍南编著采煤工作面液压支架设计世界图书出版社19925. 刘鸿文 主编材料力学第三版（上、下）高等教育出版社19926. 邢福康 蔡坫 刘玉堂主编煤矿支护手册煤碳工业出版社1993五、毕业设计（论文）进度安排（按周说明）1. 5-6周 毕业实习2. 6周 定出设计方案3. 7-9周 设计总体方案设计装配图4. 10-12周 零构件设计5. 13-14周 毕业设计说明书六. 指导教师审批意见指导教师： （签名）年 月 日 毕业设计论文 支撑掩护式液压支架支撑掩护式液压支架中文摘要中文摘要现代煤矿高效工作面的关键设备液压支架 ,是煤矿实现采煤、运输和支护等所有工序全部机械化的重要环节。支撑掩护式支架是以支撑为主 ,掩护为辅的液压支架 ,用来控制采场顶板下沉断裂及冒落 ,保证控顶距内顶板完整和必要的回采空间。对支撑掩护式液压支架的结构特点及合理应用等进行了简要介绍。为保证支架的合理工作状态 ,应尽量缩短降架时间 ,快速移架 ,及时支护 ,并保持足够的支架初撑力在详细分析液压支架初撑力与直接顶相互作用机理的基础上,对支架合理初撑力的确定进行了分析研究,并提出了合理支架初撑力的确定方法。关键词关键词：液压支架 支护 初撑力 毕业设计论文 ABSTRACTHydraulic Supporthe hydraulic support is the key equipment in todays high production faces underground,it is importantStanding shield hydraulic support can control the subsidence,rupture and inbreak of the stope roof,and assure the integrity of the roof and necessary extraction space.The structural feature and its rational application of standing shield hydraulic are introduced in brief.According to the paper,it is necessary to reduce the time of falling support,to move support quickly,to timber the roof in time and keep enough setting pressure. On the basis of analysis of the reciprocity mechanism of original pressure and direct roof, the author analyzes the setting methods of appropriate original pressure of powered support is put forward finally.Keywords: : hydraulic support shoring put forward finally液压支架分级分布式微机电磁阀液压控制系统 摘要以集散型控制理论为基础，论述了综采工作面液压支架分级分布式微机电液控制系统的原理，给出了液压支架的3种控制模型，设计了以MCS-51单片机为核心的液压支架控制器，进行了控制器的硬件设计和软件调试。关键词集散型控制系统；液压支架；单片机中图分类号TP273；TD355.4A Distributed Computer Control System of Mining Hydraulic SupportMa ChunyanLi GengxinYang Jiankang(College of Information Engineering of TUT)(Jin Cheng Mining Bureau)AbstractThis paper presents the principles of distributed computer control system of mining hydraulic support for the coalface with complex cutting equipment on the basis of the distributed computer control theory.Three control modes of the hydraulic support are supplied in the paper.It also deals with the design of the hydraulic support controller with the pricipal part of a MCS-51 single chip computer.In addition,the hardware circuits design and software program adjustment of the controller are also mentioned in the paper.Key wordsdistributed computer control system;hydraulic support;single chip microcomputer 采煤工作面综合机械化设备CCME(Coalface Complex Mechanical Equipements),主要由采煤机、液压支架和刮板运输机(俗称煤溜子)等设备组成。液压支架是综合机械化采煤工作面的主要设备之一，它分散布置在整个采煤工作面上。一个工作面一般装备100架左右或更多的液压支架。为了有效地提高综采工作面的生产效率和管理水平，本文以集散型控制系统DCCS(Distributed Computer Control Systems)理论为基础，设计了液压支架分级分布式微机电液控制系统。中文摘要 课题根据当前综合机械化采煤工作面所采用支护方式暴露出来的问题，提出采用自移式超前支护液压支架对综放面端头进行超前支护；考虑到现今液压支架生产企业在产品开发过程中存在的种种弊端，提出将虚拟样机技术应用到液压支架的设计开发中。在支架投入生产之前在计算机上仿真和修改数字样机，缩短了研发周期，提高了产品质量，减少了由于制造物理样机而增加的成本。本课题也为其他机械产品的开发提供了一个成功的范例。课题介绍了虚拟样机技术、国内外液压支架的发展状况以及利用虚拟样机技术进行自移式超前支架开发的意义；介绍了自移式超前支架的结构特点、承载原理以及应用MALTAB语言编写M文件的方式自动计算出自移式超前支架的主要技术参数；介绍了自移式超前支架液压控制系统的特点和常用的液压基本回路，设计出自移式超前支架的液压控制系统，提出基于虚拟样机技术的液压控制系统的实现方法。在UG-NX环境下完成了自移式超前支架零部件的三维造型设计并采用自底向上的装配方式，完成了支架的虚拟装配，查找设计不合理的因素，计算出自移式超前支架的质量、体积、转动惯量等物理特性，并且完成了从3D实体模型图到2D工程图的生成。将零部件的3D模型按照Parasolid标准输出“.x_t”文件，为ANSYS进行有限元分析做准备。介绍了有限元法的基本原理及其求解步骤，在研究CAE技术和CAD技术之间的数据传输的基础上，提出利用ANSYS和UG-NX的数据接口，将UG-NX环境下输出的“.x_t”文件导入ANSYS环境下，进行网格划分、约束加载求解、后处理，完成自移式超前支架主要承载部件（如顶梁等）的应变、应力分析，根据零部件在承载状态下变形量的大小验证零部件的设计是否合理。 外文摘要 The thesis raises designing the automatic advanced hydraulic bracket to support the terminal of the working fields according to the problems exposed to the supporting method nowadays being used in mechanized coal cutting. Considering the hydraulic bracket company has many maladies during the development of the products, The thesis raises adopting Virtual Prototyping to design the product. By simulation and modifying digital prototyping on computer before product, we can reduce the costs and shorten the design interval and improve the quality of the products. The theme also provides a successful paradigm for the design of other machinery products. The thesis introduces Virtual Prototyping technology, development of the hydraulic supports and the significance of designing automatic advanced bracket based on Virtual Prototyping technology. The thesis introduces the structure features of the bracket, the principle for enduring the load and instructs a method of counting key technology parameters using MATLAB to edit M files. The features and the fundamental circuit of the hydraulic controlling system are also instructed, and the hydraulic controlling system of the automatic advanced bracket is designed, putting forward the method of emulating based on the Virtual Prototyping technology. The thesis achieves three dimension design for the parts of the bracket, and completes virtual assemble using Bottom-Up assembly, checking irrational factors in the design, counting the quality, volume and the retary inertia of the assembly solid and creating engineering drawing from 3D model to 2D view in UG-NX. “.x_t” files of the 3D models are exported by Parasolid standard and make ready for the analysis using ANSYS software. The thesis instructs the principle for the FEA and solving steps, put forward the method of guiding the “.x_t” file into ANSYS conditions based on the investigation of the interface between the CAE technology and CAD technology, making analysis of stress and strain for the main loading parts (ef. upper beam, etc) of the automatic advanced bracket by meshing, loading-solving and postprocessing, and verifying the result of the design of the parts in loading conditions according to the strain. 高强度结构钢的焊接试验及液压支架有限元分析/THE WELDING EXPERIMENTS OF HIGH STRENGTH STRUCTURAL STEEL AND THE FINITE ELEMENT STRENHTH ANLYSIS OF FLUID POWER BEARER中文摘要 本文对抗拉强度为800 高强钢WH80的焊接性能进行了研究，实验数据表明高强钢WH80可以用于支架设计。初步总结了一套焊接工艺，包括预热温度的确定、低强度匹配的可行性、焊接速度的选取以及线能量的确定等，这些研究方法与手段可以直接用于生产实践。对支架整架结构件装配体进行了应力分析，建立了具体的分析模型，对于外载荷的处理、边界条件的确定提出了具体的处理方法，建立了完整的支架简化结构模型。通过研究，可以得出如下结论： (1) 高强钢WH80属于低焊接冷裂纹敏感性钢，可用作支架设计板材。 (2) WH80钢可以选用比母材强度低的焊接材料J707RH进行焊接，以使接头强度与母材强度等强。 (3) 预热温度的确定除考虑材料化学成份外，还应考虑到晶向组织的变化。对于WH8O高强钢为防止脆化，预热温度应选定在120 左右。 (4) 支架在顶梁偏载工况下受力状况最为恶劣，表现为支架顶梁、斜梁、前后连杆和底座等处都有较大的应力分布。 (5) 最高Von Mises应力分布表现为区域性、局部性的存在，在实际设计中应考虑在该区域施以高强度板材，而无需整架采用高强度板材，以节省支架成本。 外文摘要 This topic research content was 800 high tensile steel WH80 welding performance conducts the research to the tensile strength, the empirical datum had indicated high tensile steel WH80 was allowed to use in the support design. This topic research initially summarized set of weldings crafts, including the preheating temperature determination, the low intensity match feasibility, the welding speed selection as well as the line energy indeed grades, these research techniques and the method may directly use in the production practice. Has carried on the stress analysis to the support entire frame structural element assembly body, has established the concrete analysis model, regarding outside load processing, the boundary condition determination proposed the concrete processing method, established the integrity support to simplify the structural model. Through the research, we may draw following conclusion: (1) High tensile steel WH80 belongs to the low welding cold crack sensitive steel and may serve as the support design plate. (2) The WH80 steel may select compared to parent metal intensity low welding material J707RH carries on the welding, causes the attachment intensity and the parent metal intensity and so on is strong. (3) Preheating temperature determination besides consideration material chemical composition, but also should consider the crystal to organizations change. For prevents the embrittlement regarding the WH8O high tensile steel, the preheating temperature should designate about 120. (4) The support carries under the operating mode in the top-beam the stress condition to be worst, displays for the support top-beam, Sloping beams, around the connecting rod and the foundation and so on place all has the bigger stress distribution. (5) Highest Von the Mises stress distribution performance for the regional characteristic, the partial existence, in the actual design should consider serves with the high strength plate in this region, but need not the entire frame to use the high strength plate, saves the support cost. 现代煤矿高效工作面的关键设备液压支架 ,是煤矿实现采煤、运输和支护等所有工序全部机械化的重要环节。结合多年的液压支架制造经验 ,分析了液压支架标准化现状及弊端 ,进而对液压支架标准化的实施途径提出了建议 ,以期对推动液压支架标准化的进程有所裨益 【英文摘要】 The hydraulic support is the key equipment in todays high production faces underground,it is important tache to realize the mechanisation of all process including mining,transport and shoring etc.Combining years experience of the hydraulic support production,author analysed hydraulic support standardization present situation and abuse,and then made suggestion about the implement channel of hydraulic support standardization,in order to for promote the process of hydraulic support standardization benifit.在详细分析液压支架初撑力与直接顶相互作用机理的基础上,对支架合理初撑力的确定进行了分析研究,并提出了合理支架初撑力的确定方法。 【英文摘要】 On the basis of analysis of the reciprocity mechanism of original pressure and direct roof, the author analyzes the setting methods of appropriate original pressure of powered support is put forward finally.综合分析了国产液压支架与国外先进国家支架间在技术性能、控制系统、元件制造以及工作介质等诸方面的差异,设计了以插装阀为控制元件的液压系统,研究了以水为工作介质的支架液压元件制造技术。 【英文摘要】 The paper gives a synthetic analysis to the difference between homemade hydraulic timbering and imported one from advanced country on technical properties, control system, parts manufacture and working medium etc., designs the hydraulic system which is used plug-in valve as controlling part and researches the manufacturing technique of hydraulic part in timbering which is working by the medium of water课题根据当前综合机械化采煤工作面所采用支护方式暴露出来的问题，提出采用自移式超前支护液压支架对综放面端头进行超前支护；考虑到现今液压支架生产企业在产品开发过程中存在的种种弊端，提出将虚拟样机技术应用到液压支架的设计开发中。在支架投入生产之前在计算机上仿真和修改数字样机，缩短了研发周期，提高了产品质量，减少了由于制造物理样机而增加的成本。本课题也为其他机械产品的开发提供了一个成功的范例。课题介绍了虚拟样机技术、国内外液压支架的发展状况以及利用虚拟样机技术进行自移式超前支架开发的意义；介绍了自移式超前支架的结构特点、承载原理以及应用MATLAB 语言编写M 文件的方式自动计算出自移式超前支架的主要技术参数；介绍了自移式超前支架液压控制系统的特点和常用的液压基本回路，设计出自移式超前支架的液压控制系统，提出基于虚拟样机技术的液压控制系统的实现方法。在UG-NX 环境下完成了自移式超前支架零部件的三维造型设计并采用自底向上的装配方式，完成了支架的虚拟装配，查找设计不合理的因素，计算出自移式超前支架的质量、体积、转动惯量等物理特性，并且完成了从3D 实体模型图到2D 工程图的生成。将零部件的3D 模型按照Parasolid 标准输出“.x_t”文件，为ANSYS 进行有限元分析做准备。介绍了有限元法的基本原理及其求解步骤，在研究CAE技术和CAD技术之间的数据传输的基础上，提出利用ANSYS 和UG-NX 的数据接口UG-NX 环境下输出的“.x_t”文件导入ANSYS 环境下，进行网格划分、约束加载求解、后处理，完成自移式超前支架主要承载部件（如顶梁等）的应变、应力分析，根据零部件在承载状态下变形量的大小验证零部件的设计是否合理。关键词：虚拟样机，自移式超前支架，Parasolid，ANSYSABSTRACTThe thesis raises designing the automatic advanced hydraulic bracket to support theterminal of the working fields according to the problems exposed to the supporting methodnowadays being used in mechanized coal cutting. Considering the hydraulic bracket companyhas many maladies during the development of the products, The thesis raises adopting Virtual Prototyping to design the product. By simulation and modifying digital prototyping oncomputer before product, we can reduce the costs and shorten the design interval and improvethe quality of the products. The theme also provides a successful paradigm for the design ofother machinery products.The thesis introduces Virtual Prototyping technology, development of the hydraulicsupports and the significance of designing automatic advanced bracket based on VirtualPrototyping technology. The thesis introduces the structure features of the bracket, theprinciple for enduring the load and instructs a method of counting key technology parametersusing MATLAB to edit M files. The features and the fundamental circuit of the hydrauliccontrolling system are also instructed, and the hydraulic controlling system of the automaticadvanced bracket is designed, putting forward the method of emulating based on the VirtualPrototyping technology. The thesis achieves three dimension design for the parts of thebracket, and completes virtual assemble using Bottom-Up assembly, checking irrationalfactors in the design, counting the quality, volume and the retary inertia of the assembly solidand creating engineering drawing from 3D model to 2D view in UG-NX. “.x_t” files of the3D models are exported by Parasolid standard and make ready for the analysis using ANSY
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