综采面中厚煤层ZY3600-25-50型掩护式液压支架设计【6张图纸-3A0】【优秀】

综采面中厚煤层ZY3600-25-50型掩护式液压支架设计

54页 22000字数+说明书+外文翻译+6张CAD图纸【详情如下】

侧护板A2.dwg

侧护板A2.exb

前梁A1.dwg

前梁A1.exb

后连杆A2.dwg

后连杆A2.exb

外文翻译--液压支架的发展与前瞻.doc

底座装配图A0.dwg

底座装配图A0.exb

总装配图A0.dwg

总装配图A0.exb

毕业实习报告.doc

综采面中厚煤层ZY3600-25-50型掩护式液压支架设计说明书.doc

顶梁装配图A0.dwg

顶梁装配图A0.exb

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。

　　　本论文主要阐述了一般掩护式液压支架的设计过程。设计内容包括：选架型、总体设计、主要零部件的设计和主要零部件的校核。

　　　由于该煤层厚度适中，选用掩护式液压支架。煤层厚度介于之间，煤层厚度变化较大，选用调高范围大且抗水平推力强且带护帮装置的掩护式支架。支架采用正四连杆机构，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    四连杆机构   支架选型   推溜   移架

Abstract

　　　The 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 article mainly elaborated the general shield type hydraulic pressure support design process. The design content includes: Chooses, the system design, the main spare part design, the main spare part examination and the hydraulic system design.

　　　Because this coal bed thickness is moderate, selects the shield type hydraulic pressure support. Coal bed thickness is situated between between the 2.5~3.8 rice, coal bed thickness change bigger, selects adjusts the high scope big also the anti- horizontal thrust is strong also the belt protects helps the equipment the shield type support. The support uses the four link motion gear, improves the support stress condition. The top-beam, caving shield, the foundation makes the packed in a box body structure; The column 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 support, uses the mushroom valve hydraulic system.

　　　Key word: The hydraulic pressure support ,  four-link mechanism , support shaping  push forwards the conveyer, advancing the powered support.

目录

摘  要I

AbstractII

第1章 液压支架概论1

1.1 液压支架的设计目的1

1.2 液压支架的使用现状1

1.3 国内外液压支架的差距及今后的发展趋势1

1.4 液压支架的应用和意义2

1.5 液压支架的组成和分类3

1.5.1 液压支架的组成3

1.5.2 液压支架的分类及特点3

1.6 液压支架的工作原理5

1.7 液压支架的支护方式8

第2章 液压支架整体结构设计8

2.1 液压支架的参数要求8

2.1.1 液压支架的原始数据8

2.1.2 液压支架的基本要求9

2.1.3 液压支架的基本参数9

2.1.4 液压支架的选型原则10

2.2 液压支架主要尺寸的确定11

2.2.1 液压支架的高度确定11

2.2.2 支架的伸缩比确定12

2.2.3 支架的支护强度12

2.2.4 支架的间距确定12

2.2.5 底座长度的确定13

2.3 液压支架四连杆机构的确定14

2.3.1 四连杆机构的作用14

2.3.2 四连杆机构设计的要求14

2.3.3 附加力对液压支架受力的影响16

2.3.4 两点之距对支架受力的影响16

2.3.5 后连杆与掩护梁长度比值对支架受力的影响16

2.4 液压支架四连杆机构的设计17

2.4.1 掩护梁和后连杆长度的确定17

2.4.2 几何作图法作图过程19

2.5 液压支架顶梁结构设计20

2.5.1 顶梁的基本概念和作用20

2.5.2 顶梁的结构形式21

2.5.3 对顶梁长度的影响23

2.5.4 顶梁的断面形状23

2.5.5 顶梁长度的计算24

2.5.6 顶梁宽度和底座宽度的确定26

2.6 液压支架掩护梁结构设计26

2.6.1 掩护梁的作用和用途26

2.6.2 掩护梁的结构型式26

2.6.3 掩护梁的参数确定27

2.7 液压支架侧护板结构设计27

2.7.1 侧护板的种类27

2.7.2 侧护板的结构形式27

2.7.3 侧护板尺寸的确定28

2.8 液压支架底座结构设计28

2.8.1 底座的设计要求28

2.8.2 底座的结构形式29

2.8.3 底座的参数确定29

第3章 液压支架受力分析与计算30

3.1 铰接式顶梁掩护式液压支架的整体受力分析30

3.2 液压支架顶梁和掩护梁的受力分析与计算31

3.2.1 取顶梁为分离体进行受力分析31

3.2.2 取顶梁和掩护梁为分离体进行受力分析32

3.2.3 取掩护梁为分离体进行受力分析32

3.2.4 顶梁的载荷分布33

3.2.5 顶梁的支护强度35

3.3 液压支架底座的受力分析与计算35

3.3.1 取底座为分离体进行受力分析35

3.3.2 底座接触比压计算36

第4章 液压支架的强度校核37

4.1 校核的材料选择和基本要求37

4.2 顶梁的强度校核38

4.2.1 顶梁的受力情况分析38

4.2.2 顶梁的强度校核计算38

4.3 掩护梁的强度校核40

4.3.1 掩护梁的受力情况分析40

4.3.2 掩护梁的强度校核计算40

4.4 底座的强度校核42

4.4.1 底座的受力情况分析42

4.4.2 底座的强度校核计算42

4.5 前后连杆的强度校核43

4.5.1 前连杆的强度校核计算43

4.5.2 后连杆的强度校核计算44

4.6 销轴和耳座的强度校核44

4.6.1 耳座的强度校核计算44

4.6.2 销轴的强度校核计算45

第5章  结 论47

参考文献48

致谢49

2.1 液压支架的参数要求

2.1.1 液压支架的原始数据

　　　基本（老）顶级别: Ⅰ级

　　　直接顶级别:2

　　　支撑高度:2.5m～5.0m

　　　工作阻力和初撑力3500～3600/2000～2500(kN)

1.1 液压支架的设计目的

　　　采用综合机械化采煤方法是大幅度增加煤炭产量、提高经济效益的必由之路。为了满足煤炭日益增长的需要，必须大量生产综合机械化采煤设备，迅速增加综合机械化采煤工作面（简称综采工作面）。而每个总裁工作面平均需要安装150台液压支架，可见对液压支架的需要量是很大的。

　　　由于不同采煤工作面的顶底板条件、煤层厚度、煤层倾角、煤层的物理机械性质等的不同，对液压支架的要求也不同。为了有效地支护和控制顶板，必须设计出不同类型和不同结构尺寸的液压支架。因此，液压支架的设计工作是很重要的。由于液压支架的类型很多，因此其设计工作量也是很大的。由此可见，研制和开发新型液压支架是必不可少的一个环节。

1.2 液压支架的使用现状

　　　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，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，其中厚煤层液压支架鼬分厚煤层一次采全高液压支架、厚煤层分层开采液压支架和放顶煤液压支架；从用途来看，有端头液压支架和中间液压支架。所以从液压支架的现状开看，液压支架已经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，随着时代的发展的进步，液压支架设计、制造和使用，将越来越完善、安全、可靠。

1.3 国内外液压支架的差距及今后的发展趋势

　　　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甚至班产万吨的记录，但总体水平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几，但有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、端头支架还有独到之处，但国产液压支架技术含量偏低，电液控制阀可靠性差，所以钢材的耐压能力一般为16MPa，最好的屈服极限才700MPa，液压系统压力在35MPa以下，流量在200L/min以内，供液管直径25～32mm，回液管直径25～50mm，最快移架速度为10～12s/架，工作阻力更是相对较低。

　　　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。

　　　今后，我国的液压支架的设计将朝技术含量大、钢板强度高、移架速度快和电液控制阀的方向发展，对有破碎带和断层的工作面将加大支架的移架里，尽量采用整体可靠推杆 和抬底座机构，并减少千斤顶的数量。另外，将普遍采用额定压力为40MPa、额定流量为400L/min的高压大流量乳化泵站，以适应快速移架的需要；系统采用环形或双向供液，以保证支架有足够的压力达到初撑力，以保证支架接顶位置准确。两柱掩护式支架的比重将大大增加，缸的直径将增至360mm，端头支架、轻放多用途支架将被广泛使用。

1.4 液压支架的应用和意义

　　　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，特别是采煤工作面的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面开始，采煤技术实现了综合机械化。综合机械化。就是工作面采煤、运输和支护三大主要生产环节都是现机械化。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（油缸和阀件）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。

　　　我国于1964年开始研制液压支架，到目前已经取得可较好的效果。1974年以来，从西德、英国、苏联和波兰等国引进了许多不同类型的液压支架。实践证明，液压支架具有强度高、支护性能好、移设速度快、安全可靠等优点，能使采煤工作面达到高产量、高回采率和高工效，能大大减轻劳动强度，降低成本和掘进率，实现安全生产。

　　　综采面中厚煤层ZY3600/25/50型掩护式液压支架设计即将结束。几个月来，从开始接到论文题目到参数计算、作图，再到论文的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间完成的最大项目。通过本次毕业设计，我对掩护式液压支架的制造和使用有了进一步的了解和认识。

　　　ZY3600/25/50型液压支架由主梁，前梁和掩护梁组成，主梁和前梁成排支护采煤工作面顶板，掩护梁通过销轴与底座和主梁铰接，通过推移千斤顶实现移架工作。该支架的高度较大，立柱采用双伸缩立柱，以便于运输。为了提高稳定性，该支架的底座较中厚煤层支架的长。底座重量增加。后连杆下交接点到底座面的距离增大。

　　　采用综合机械化采煤方法是大幅度增加煤炭产量、提高经济效益的必由之路。为了满足煤炭日益增长的需要，必须大量生产综合机械化采煤设备，迅速增加综合机械化采煤工作面（简称综采工作面）。

　　　根据直接顶和老顶的等级，选择了掩护式的液压支架。

　　　在这段时间里，通过对液压支架的选型设计，总体设计，受力分析，强度校核等学习，综合运用了大学期间所学到的知识并学到了很多新的知识，使我深刻认识到了知识积累的重要性。开始对液压支架等相关技术很不了解的状态，也不能有效地把所学过的只是综合应用，通过查看相关的资料书籍和老师指导，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，又通过实习进一步了解了液压支架，为顺利的设计奠定基础。

　　　通过这次对液压支架的设计，使我不仅对液压支架有了更深的了解，还在运用所学知识及查阅相关资料方面有了很大程度上的提高。我们即将踏上自己的工作岗位，这次设计也算是工作之前的一次热身，使自己理解了哪方面还有些不足，哪些方面还需要加强，为我们更好的适用工作环境作好了准备。

　　　此次的毕业设计，对我以后的学习和工作打下了良好的基础，并对我后的工作起到很大的促进作用。

参考文献

[1]朱真才，韩振铎主编.采煤机械与液压传动[M].中国矿业大学出版社，2005.2

[2]杨振复，罗恩波主编.放顶煤开采技术放顶煤液压支架[M].煤炭工业出版社.1995.7

[3]张家鉴，陈享文，伊长德编著.液压支架[M].煤炭工业出版社.1985.10

[4]陶驰东编著.采掘机械[M].煤炭工业出版社.1981.1

[5]丁绍南编著.液压支架设计[M].世界图书出版公司.1992.4

[6]吴宗泽编著.机械设计[M].高等教育出版社.2005.7

[7]波诺马连科等著.液压支架液压传动的计算与设计[M].煤炭工业出版社，1985.10

[8]李昌熙，乔石主编.矿山机械液压传动[M].煤炭工业出版社，1985.10

[9]赵宏珠编著.综采工作面矿压与液压支架设计[M].中国矿业大学出版社.1987

[10]上海煤炭科学技术研究所编.液压传动设计手册[M].机械工业出版社.1979

[11]刘玉堂编著.煤矿支护手册[M].煤炭工业出版社.1991.11

[12]机械设计手册编委会编著.机械设计手册[M].机械工业出版社.2004.8

[13]工程力学学科组组编.工程力学[M].机械工业出版社.2007

[14]邓文英编著.金属工艺学[M].高等教育出版社.2005.11

[15]王伯平主编.互换性与测量技术基础[M].机械工业出版社.2009.6

[16]大连理工大学工程画教研室编著.机械制图[M].高等教育出版社.2004.5

[17]姚云英编著.公差配合与测量技术[M].机械工业出版社.2006.7

[18]ClavelR .Delta,a fast robot wth parallel geometry. The18Int.Symposium on in dustrial robots( ISIR),Sydney,Australia,1988,91-100

[19]John J.Craig,Introduction to Robotics Mechanics and Control,Second Edition,Addison-Wesley,Reading,MA,1989.24-124

[20]Durstewitz,M Kiefner,B Virtual collaboration environment for aircraft design,Information Visualisation,2002. Proceedings.Sixth International Conference on，10-12 July 2002,Page(s):502- 507