ZY3200-15-35液压支架设计【全套4张CAD图纸+毕业论文】

ZY3200-15-35液压支架设计
82页 27000字数+说明书+实习报告+开题报告+4张CAD图纸【详情如下】
36实习报告.doc
ZY3200-15-35液压支架设计开题报告.doc
ZY3200-15-35液压支架设计说明书.doc
加长杆A3.dwg
液压系统A2.dwg
立柱A2.dwg
装配图A0.dwg

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、校核以及液压系统设计。
支架的形式为掩护式支架。支架除了要有效的对顶板进行有效支撑，还要实现升、降、推移四个步骤。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合性的科学技术问题。本设计主要从支架的工作原理这手，然后进行总体结构设计以及校核。
关键词：液压支架；顶梁；底座；立柱；结构设计
ABSTRACT
The article mianly elaborate the hydraulic support design for top-caving. includes: the selection of hydraulic pressure support form, system design, main spar part design and examination of hydraulic system design
The support eliminates must realize effectively 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 uses the list expansion and contraction hydraulic cylinder, front end has legthens 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 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 technique problem of aspect of etc. of the best project of support. This design mainly this hand from the work principle of the support, then carry on the total structure design and school pits.
Keyword: Hydraulic pressure support；Top beam；Cradle；the column-type support；structure design
目录
摘要……………………………………………………………………………I
ABSTRACT ………………………………………………………………II
1绪  论………………………………………………………………………1
1.1 国内外液压支架的研究现状及发展…………………………………1
1.2 本课题的研究目的和意义……………………………………………3
2液压支架基本理论分析…………………………………………………5
2.1 液压支架的工作原理…………………………………………………5
2.2 液压支架的类型和结构………………………………………………8
2.3 对液压支架的基本要求………………………………………………9
2.4支架的选型设计………………………………………………………10
3液压支架的整体结构设计 ……………………………………………14
3.1支架高度、中心距的确定……………………………………………14
3.2底座长度的确定………………………………………………………15
3.3四连杆机构的设计……………………………………………………16
3.4顶梁长度计算…………………………………………………………22
4支架主要部件的设计……………………………………………………24
4.1支架主要部件的设计要求……………………………………………24
4.2顶梁的设计……………………………………………………………25
4.3底座的设计……………………………………………………………26
4.4支架技术参数和立柱的设计…………………………………………26
4.5力柱柱窝位置和受力计算……………………………………………33
4.6千斤顶技术参数的确定………………………………………………35
5支架受力分析与计算……………………………………………………41
5.1支架工作状态…………………………………………………………41
5.2受力计算………………………………………………………………42
5.3顶梁载荷分布…………………………………………………………45
6液压支架的强度校核 ………………………………………………… 47
6.1强度条件………………………………………………………………47
6.2主顶梁的校核…………………………………………………………47
6.3掩护梁强度校核………………………………………………………50
6.4底座强度校核…………………………………………………………52
6.5立柱强度校核…………………………………………………………56
7液压系统设计…………………………………………………………… 65
7.1液压支架的液压系统特点……………………………………………65
7.2液压系统的设计方法…………………………………………………66
7.3千斤顶系统……………………………………………………………66
7.4乳化液泵站系统………………………………………………………70
8技术经济分析 ……………………………………………………………76
9结论…………………………………………………………………………77
参考文献 ……………………………………………………………………78
致谢……………………………………………………………………………79
附录……………………………………………………………………………80
目    录
摘要……………………………………………………………………………I
ABSTRACT ………………………………………………………………II
1绪  论………………………………………………………………………1
1.1 国内外液压支架的研究现状及发展…………………………………1
1.2 本课题的研究目的和意义……………………………………………3
2液压支架基本理论分析…………………………………………………5
2.1 液压支架的工作原理…………………………………………………5
2.2 液压支架的类型和结构………………………………………………8
2.3 对液压支架的基本要求………………………………………………9
2.4支架的选型设计………………………………………………………10
3液压支架的整体结构设计 ……………………………………………14
3.1支架高度、中心距的确定……………………………………………14
3.2底座长度的确定………………………………………………………15
3.3四连杆机构的设计……………………………………………………16
3.4顶梁长度计算…………………………………………………………22
4支架主要部件的设计……………………………………………………24
4.1支架主要部件的设计要求……………………………………………24
4.2顶梁的设计……………………………………………………………25
4.3底座的设计……………………………………………………………26
4.4支架技术参数和立柱的设计…………………………………………26
4.5力柱柱窝位置和受力计算……………………………………………33
4.6千斤顶技术参数的确定………………………………………………35
5支架受力分析与计算……………………………………………………41
5.1支架工作状态…………………………………………………………41
5.2受力计算………………………………………………………………42
5.3顶梁载荷分布…………………………………………………………45
6液压支架的强度校核 ………………………………………………… 47
6.1强度条件………………………………………………………………47
6.2主顶梁的校核…………………………………………………………47
6.3掩护梁强度校核………………………………………………………50
6.4底座强度校核…………………………………………………………52
6.5立柱强度校核…………………………………………………………56
7液压系统设计…………………………………………………………… 65
7.1液压支架的液压系统特点……………………………………………65
7.2液压系统的设计方法…………………………………………………66
7.3千斤顶系统……………………………………………………………66
7.4乳化液泵站系统………………………………………………………70
8技术经济分析 ……………………………………………………………76
9结论…………………………………………………………………………77
参考文献 ……………………………………………………………………78
致谢……………………………………………………………………………79
附录……………………………………………………………………………80
1绪  论
1.1国内外液压支架的研究现状及发展
地下开采的煤产量主要是利用由液压支架配套的综采设备产出的。综采设备的研制和广泛的运用，对煤炭工业革新技木装备不仅有着重大的作用，而且对采煤工艺各个环节技术水平的发展和提高，是强有力的促进因素。
加速现代化进程，必须加速煤炭工业企业的建设、改造和革新技术装备的进程，增加地下开采和露天开采的煤产量。地下开采方法是最复杂和闲难的方法，但是，这种方法在工业发达国家和以煤作为—次能源的地区，仍然普遍应用。而且，开采优质煤，包括炼焦煤，都是采用地下开采方法。
综合机械化采煤是煤炭工业的一次技术革命，从根本上改变了煤炭工业的面貌，综合机械化采煤是20世纪人类科技发展的重要成果。 综合机械化采煤技术在我国的研究试验、使用、发展，彻底改变了我国煤炭工业的面貌，降低了工人的劳动强度，提高了产量、劳动生产率和企业效益，满足了国民经济建设对煤炭的需求，合理的集中生产简化了生产系统，提高了生产安全性。我国综采技术发展的30多年，使我国的煤炭生产技术水平跨进了世界先进行列，综放技术跃居世界领先地位。
工作面支护问题始终是困扰煤矿生产安全、产量和效率的重要问题。以液压支架为主要设备的综合机械化采煤(以下简称综采)的诞生和发展是煤矿生产发展史上的一次重大革命。不仅从根本上改善了劳动和安全条件，也为工作面产量和效率的迅速提高奠定了基础。但是综采设备初期投资高，特别是液压支架占综采设备总投资约60%，因此液压支架的合理选用特显重要。
30多年来在液压支架技术不断发展中，形成了以煤科总院专业研究所和骨干支架制造厂设计所为主的支架研究设计队伍，采用计算机CAD进行各种类型支架的设计，用有限元计算软件等进行计算，并普及计算机绘图。我国制订的缓倾斜工作面顶板分类及其它研究成果为支架设计、选型和使用提供了有力的指导依据。制造方面形成以原部属专业制造厂为主、机械工业部及船舶制造总公司等专业厂为辅的制造体系，以及以国家煤矿支护设备质量检测中心为骨干的检测队伍。制定有关支架检测标准11项，建立了各项支架检测手段，造就了一支研究、制造和使用液压支架的庞大队伍;形成了研制液压支架的雄厚基础。不仅能满足国内的需要，还向美国、俄罗斯、土耳其和印度等国家出口液压支架或成套综采设备。
为适应我国煤矿综采机械化的发展，国内综采设备科研设计和制造企业已研制开发出具有较先进技术水平的大功率电牵引采煤机、重型刮板输送机、电液控制强力液压支架和多点驱动大运力带式输送机。配套设备的生产能力达到1500~2 500 t/h， 在适宜的煤层和矿井条件下，综采工作面可实现年产300万吨以上。
新型矿用单体支护设备，采用悬浮式液压技术原理，生产矿用单体支护设备，技术水平达到了国际领先水平，填补了国际空白。DWX型液压支柱的柱塞悬浮，密封胀紧，密封补偿，无内泄漏、无圆弧焊缝等技术和安全特点，具有独创性。新型矿用单体支护设备的诞生，消除了五十年来国内外单体支护设备一直存在的内泄漏和圆弧焊缝脆断等安全隐患问题。解决了深部煤矿开采冲击地压条件下回采工作面顶板支护的关键技术，结束了由德国人发明的第二代单体支护设备的历史，开创了中国人发明的第三代单体支护技术设备的历史，并将会长期使用下去。该产品普遍适用于煤矿回采工作面的顶板支护和端头支护，可广泛应用于薄煤层、中厚煤层及较厚煤层工作面，是煤矿的重要支护设备。
1.2本课题的研究目的和意义
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。为了满足对煤炭增长的日益需要，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。由于采煤工作面的底顶板条件、煤层厚度、煤层的物理机械性质等的不同，对液压支架的要求也不同。为了有效的支护和控制顶板，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。
通过对液压支架的理论学习，完成液压支架的设计工作，加深对液压支架工作原理、工作性能、工作环境及其结构的认识和了解。通过对液压支架结构的分析，加深和巩固机械原理的相关内容；通过对液压支架受力的分析和强度的校核，加深对专业基础课理论力学和材料力学及专业课机械设计相关内容的巩固和理解。同样通过对液压支架的设计，能够更好的认识国内外液压支架的发展趋势和发现目前煤矿液压支架主要存在的问题，从而为以后更深认的了解和设计液压支架打下良好的基础。
通过自己独立地完成指定的课程设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名出色的机械工程师打好基础。
现代社会对人才提出了更高的要求，作为一名当代大学毕业生，不仅打好坚实的专业知识，还应具备工程技术人才应有的综合素质。为了适应这一发展趋势，我们应立足变传统的、僵化的、单纯的毕业设计为培养主动学习、提高创新能力、树立团结协作精神、强化计算机运用等多维兼容性毕业设计;同时通过完成毕业设计，锻炼学生解决实际工程问题的能力；在整个毕业设计的过程中，以我们的主动学习为主，教师适时指导为辅；将素质教育也毕业设计教学相融合，从根本上提高毕业设计的质量和水平 。
7.4.3乳化液泵站的元部件
1、泵用安全阀
  泵用安全阀是乳化浓泵的过载保护装置。安装于泵的高压排液口。当高压管路意外堵塞或系统自动卸载阀失灵时，泵压升高超道安全阀的弹簧调定压力时，使安全阀开启，释放出高压液体，使泵卸载。
2、自动即截阀
该阀是泵站的压力控制和过载保护元件。正常工作时泵排出的液体流经卸载阀的单向阀进入供液系统。在系统异常或工作面不需供液，系统压力超过卸载阀调定压力最高值并控制液流使卸载阀口自动打开，泵排出的液体流回乳化液箱，使泵处于空载循环远行，在系统压力低于卸载阀调它的恢复压力值时，卸载阀自动关闭，使泵恢复正常循环供液。
自动卸载阀往往还联通一个手动卸载阀组成卸载阀组可以起三个作用：
（1）保证泵组在排供液时，进入低压或空载运行。节省能量消耗，延长泵站使用寿命。
（2）在系统出现异常，压力超调时，起卸载保护作用。
（3）当起动时打开手动卸载阀，可零压起动。因此卸载阀在系统中是一重要元件，并且呈频繁动作状态，要求性能稳定、可靠。卸载阀的频繁动作给系统带来振动和冲击，一般应装于泵组上，与泵出口直接连接，并配以较大的系统蓄能器。
3、减压阀
为满足两种或两种以上的工作面支护设备所需要的工作压力，采用系统减压阀，使泵排出的高压液降到所需要的工作压力，同时供给使用。减压阀主要由主阀、调节装置及安全阀三部分组成。主阀通过间隙节流产生压降，成为减压部分，调节装置是靠弹簧或蓄能器及调节活塞来调定二次压力，并保持其压力稳定；安全阀起二次侧压力过压保护作用。
4、过露装置
液箱的过滤装置包括吸液过滤器(装于吸液断路器上)、过滤网槽、磁过滤器及高压过滤。    
5、蓄能器
   泵站系统由于工作介质近似于水，为保证密闭性，选用气囊式蓄能器。按用途和安装位置分为两类。一类是用以减缓泵的脉动冲击，一般安装于泵高压出口，容量约4L；另一类是用以稳定系统压力，补充液源，减少由于系统泄漏等原因造成泵的频繁工作，容量大(目前有16L、25L、或2xl6L、2x25L)，一般安装于系统高压入口(即单向阀、交替单向阀之后)。
蓄能器充气压力应大于、等于系统最大工作压力的25％或小于、等于最小工作压力的90％。对于不同泵站系统，一般以卸载阀恢复工作压力为调定压力70％计算。
6、自动配液装置
配液装置是混合乳化油与水溶液的装置。主要由阀体、喷嘴、内芯、节流螺杆及浸于乳化液中的断路阀等组成，装于乳化液箱上部。
8技术经济分析
本设计的液压支架经过多方面学习调查，综合国内外先进综采技术，根据市场需求，经济可靠的原则，在多个方案中进行选择，最后确定的方案。
该方案综合国家标准和机械设计标准所提出的一些问题，本着结构简单、费用低、可靠性高等原则设计的。特别是支架四连杆的设计，充分运用了计算机，数据准确可靠。
本次设计充分考虑人机关系、布局合理、操作方便，在工作中，利于观察，利于对应急情况的处理， 液压系统结构简单，各液压元件位置关系明确，操作方便。
由于液压支架是在地下工作的，安全是极其重要的，本设计本着这个原则进行了相关的强度校核，保证其在井下的安全可靠。另外，本设计的支架维修方便，零件共用率高；移架方便，降低了经济成本和工人的劳动强度，为企业带来了经济效益。
9结论
综采面中厚煤层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独立完成的最大的项目。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，综合运用了大学期间所学到的知识并学到了很多知识，也有很多感受。开始对液压支架等相关技术很不了解的状态，通过独立的学习，查看相关的资料和书籍和老师指导，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
虽然我的论文不是很成熟，还有很多不足之处，但这里面的每一个图、每一个数，都有我辛勤汗水的结晶。使我感觉到了知识充实带来的快乐。
这次做论文的经历也会使我终身受益，我感受到做研究是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破。希望这次的经历能让我在以后学习和工作得到更大的进步。
参 考 文 献
[1] 丁绍南.液压支架设计.北京：世界图书出版社，1992
[2] 邢福康，刘玉堂.煤矿支护手册.北京：煤炭工业出版社，1991
[3] 赵宏珠.综采面矿压与液压支架设计.徐州：中国矿业学院出版社，1987
[4] 杨振复，罗恩波.放顶煤开采技术与放顶煤液压支架.北京：煤炭工业出版社，1995
[5]《综采技术手册》编委会.综采技术手册.北京：煤炭工业出版社，2000
[6] 程居山.矿山机械.徐州：中国矿业大学出版社，2000
[7] 雷天觉.新编液压工程手册.北京：北京理工大学出版社，1998
[8] 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2004
[9] 曾正明.机械工程材料手册.北京：机械工业出版社，2003
[10] 陶驰东.采掘机械.北京：煤炭工业出版社，1993
[11] 张家鉴，陈文享.液压支架. 北京：煤炭工业出版社，1985
[12] 甘永立.几何量公差与检测.上海：上海科学技术出版社，2001
[13] 徐灏.机械设计手册.北京：机械工业出版社，2003
[14] 单辉祖.材料力学.北京：高等教育出版社，1999
[15] 王国法.液压支架技术.北京：煤炭工业出版社,1999
[16] 王国彪，饶明杰.液压支架优化设计与计算机模拟分析.北京：煤炭工业出版社，1994
[17] 白杰平，伍锋，潘英.机械工程科技英语.徐州：中国矿业大学出版社，1997
[18] 张艳.Visual Basic 程序设计教程.徐州：中国矿业大学出版社，2001
[19] Jaroslav Ivantysyn and Monika Ivantysynova.Hydrostatishe Pumpen and Motoren：Konstruktion and Berechnug.Aufl.-Wurzburg：Vogel,1993
[20]Yeaple F.Fluid Power Design Handbook.Znd Ed.Revised and Expanded.New York and Basel：Marcel Dekker lnc,1990