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Z15000-24-48支撑掩护式液压支架【5张图/26000字】【优秀机械毕业设计论文】

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z15000 24 48 支撑 支持 掩护 液压 支架 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:
说明书一份,75页,26000字左右.
英文翻译一份.
任务书一份.

图纸共5张,如下所示
A0-总装图.dwg
A0-顶梁部件.dwg
A0-立柱部件.dwg
A1-底座部件.dwg
A1-后连杆部件.dwg

目 录

1支撑掩护式液压支架概述 1
1.1 液压支架的用途 1
1.2液压支架的工作原理 1
1.2.1支架升降 1
1.2.2 支架移动和推移输送机 3
1.3 液压支架的分类 4
1.4 液压支架的组成 6
1.4.1 顶梁 6
1.4.2 底座 6
1.4.3 立柱 6
1.4.4 掩护梁 7
1.4.5 活动侧护板 7
1.4.6 连杆 7
1.4.7操纵控制系统 7
1.5液压支架的设计 8
1.5.1 设计目的 8
1.5.2 对液压支架的基本要求 8
1.5.3 设计液压支架必需的基本参数 9
1.5.4坚硬顶板的液压支架设计 9
1.6 液压支架的设计动向 10
2 液压支架的结构设计 12
2.1 液压支架基本尺寸的确定 12
2.1.1 支架高度和伸缩比 12
2.1.2 支架中心距 13
2.1.3 支架的宽度 14
2.2 底座 14
2.2.1底座的结构选择 14
2.2.2底座长度的确定 15
2.3四连杆机构设计 15
2.3.1四连杆机构的作用 15
2.3.2四连杆机构的几何特征 15
2.3.3四连杆机构的几何作图法 18
2.4顶梁 22
2.4.1顶梁的结构选择 22
2.4.2顶梁长度的确定 24
2.5 液压支架的性能参数 26
2.5.1液压支架的支护强度 26
2.5.2液压支架的工作阻力 26
2.5.3液压支架的初撑力 27
2.5.4液压支架的移架力和推溜力 27
2.5.5 立柱布置 27
2.5.6 支架在工作面的通风断面积验算 28
2.6立柱和千斤顶确定 30
2.6.1 泵站压力确定 30
2.6.2立柱的尺寸 30
2.6.2立柱的初撑力 32
2.6.3立柱的工作阻力 32
2.6.4推移千斤顶的尺寸 33
2.6.5推移千斤顶的行程 35
3液压支架的受力分析及强度校核 35
3.1受力分析条件 35
3.2强度计算条件 36
3.3支架的工作阻力 38
3.4支架前连杆的受力 40
3.5支架后连杆的受力 40
3.6顶梁受力及强度计算 41
3.6.1顶梁受力情况 41
3.6.2 顶梁强度计算 43
3.7掩护梁受力及强度计算 44
3.7.1 掩护梁受力情况 44
3. 7.2掩护梁强度计算 46
3.8底座受力及强度计算 47
3.8.1 底座受力情况 47
3.8.2 强度计算 50
3.8.3 底座接触比压计算 51
3.9立柱强度计算 53
3.9.1 立柱参数 53
3.9.2 计算重叠长度 53
3.9.3各种系数的计算 54
3.9.4上活柱的强度核算 56
3.9.5下活柱的强度核算 57
3.9.6缸体强度核算 58
3.9.7立柱的稳定裕量验算 59
3.10销轴的设计 59
4 液压支架的液压系统 61
4.1 立柱和千斤顶 62
4.2 支架液压阀 63
4.2.1 液控单向阀 63
4.2.2 安全阀 64
4.2.3 操纵阀 64
4.3 液压系统安装 66
4.3.1液压管道的安装要求 66
4.3.2液压件安装要求 68
4.4 液压系统调试 69
5 液压支架的操作和维护 70
5.1液压支架的操作维护要求 70
5.2液压支架的操作管理事项 71
5.3液压支架维护和管理的具体内容 71
结 论 73
参考文献: 74
英文原文 76
中文译文 86
致 谢 93

毕业论文题目:支撑掩护式液压支架设计

毕业论文专题题目:

毕业论文主要内容和要求:
毕业设计以培养学生的独立工作能力、开发创造能力为主,兼顾所学知识的巩固、应用和扩大专业知识为目的。
本次主要设计的是大工阻液压支架,其中涉及到了尺寸的计算,四连杆机构的确定,顶梁、底座、掩护梁、立柱的选择,各部件位置的确定等等。
设计数据:支架高度 2.4-4.8 m
工作阻力 15000 KN
中 心 距 1.75 m

成 绩: 评阅教师签字:
年 月 日
中国大学毕业论文评阅教师评阅书

评阅教师评语(①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运用所学知识解决实际问题的能力;④工作量的大小;⑤取得的主要成果及创新点;⑥写作的规范程度;⑦总体评价及建议成绩;⑧存在问题;⑨是否同意答辩等):

成 绩: 评阅教师签字:
年 月 日

中国大学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

摘 要
我课题的研究内容是支撑掩护式液压支架的总体设计。
现代长壁工作面采煤已经在开采区使用液压支架。液压支架不仅支撑顶板,推动刮板输送机工作面和自移式支架本身,而且还为相关的采煤设备提供一个安全的工作环境。因此正确的选择和应用液压支架是长壁工作面采煤成功的先决条件。此外,由于对液压支架需求数量很大,对液压支架的投资经常要占到长壁采煤工作面初始投资的一半以上。因此,从技术和经济两方面的观点看,液压支架是长壁采煤工作面设备中十分重要的一部分。
支撑掩护式液压支架结合了垛式液压支架和掩护式液压支架的特点。所以,支撑掩护式液压支架具有以上两者所具有的优点。
液压支架作为回采工作面的一种支护设备,液压支架在工作过程中能否取得良好的支护效果,取决于支架的架型,结构和相关参数。首先,通过作图确定支架的四连杆机构各杆系的长度;然后,以力学模型为依据,分析了液压支架的顶梁、掩护梁上载荷的作用机理,得到了较为合理的支架载荷的计算公式;其次,结合设计的支架,从平面和空间两方面对支架主要结构件进行受力分析;最后对支架主要结构件、连接销轴进行强度效核,并画出所有的机械图。

关键词:支撑掩护式支架;顶梁;四连杆;强度

ABSTRACT
My paper mainly foused on the problem which designs about a type of chock-shield support.
Modern longwall mining employs hydraulic powered supports at the face area. The supports not only holds up the roof, pushes the face chain conveyor, and advances itself, but also provides a safe environment for all associated mining activities. Therefore its successful selection and application are the prerequisite for successful longwall mining. Furthermore, due to the large number of units required, the capital invested for the power support usually accounts for more than half of the initial capital for a longwall face. Therefore both from technical and economic points of view, the powered support is a very important piece of equipment in a long wall face.
The chock shield combines the features of the chocks and the shields. As such it possesses the advantages of both.
The hydraulic support is a part of the mining industry equipment in the mine, is used for protection of working environment in the gallery. It works well or bad at work basing on its support mode, frame and some parameters. In the first, the length of every pole of the leading four-bar mechanism are determined by painting,secondly, the base of mechanic model of support-surrounding, the mechanism and loads on the support is decided. The next work, with the condition of the design, the main mechanics of hydraulic support is analyzed and calculated by plane and spatial model. Finally, the under frame, top beam cave shield, wrists and hydraulic column are analyzed by calculation. And draw out all the process drawings

Key words: chock-shield hydraulic support; canopy; four-bar links; strength




Z15000-24-48支撑掩护式液压支架[4A0









内容简介:
中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设 计 姓 名: 张小燕 学 号 : 21056322 学 院: 应用技术学院 专 业: 机械工程及自动化 设计题目: 支撑掩护式液压支架设计 专 题: 指导教师: 陈世其 职 称: 讲师 2009 年 6 月 徐州 中国矿业大学毕业论文任务书 学院 应用技术学院 专业年级 机械 05学生姓名 张小燕 任务下达日期: 2009 年 1 月 10 日 毕业论文日期: 2009 年 3 月 9 日至 2009 年 6 月 10 日 毕业论文题目: 支撑掩护式液压支架设计 毕业论文专题题目: 毕业论文主 要内容和要求: 毕业设计以培养学生的独立工作能力、开发创造能力为主,兼顾所学知识的巩固、应用和扩大专业知识为目的。 本次 主要设计的是 大工阻 液压支架,其中涉及到了尺寸的计算,四连杆机构的确定,顶梁、底座、掩护梁、立柱的选择,各部件位置的确定等等。 设计数据:支架高度 m 工作阻力 15000 心 距 m 立柱倾角 10 院长签字: 指导教 师签字: 中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书 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 中国矿业大学毕业论文评阅教师评 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 中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书 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 中国矿业大学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 摘 要 我 课题的研究内容是 支撑掩护式液压支架的总体设计。 现代长壁工作面采煤已经在开采区使用液压支架。液压支架不仅支撑顶板,推动刮板输送机工作面和自移式支架本身,而且还为相关的采煤设备提供一个安全的工作环境。因此正确的选择和应用液压支架是长壁工作面采煤成功的先决条件。此外,由于对液压支架需求数量很大,对液压支架的投资经常要占到长壁采煤工作面初始投资的一半以上。因此,从技术和经济两方面的观点看,液压支架是长壁采煤工作面设备中十分重要的一部分。 支撑掩护式液压支架结合了垛式液压支架和掩护式液压支架的特点。所以,支撑掩护式液压支架具有以上 两者所具有的优点。 液压支架作为回采工作面的一种支护设备,液压支架在工作过程中能否取得良好的支护效果,取决于支架的架型,结构和相关参数。首先, 通过作图 确定支架的四连杆机构各杆系的长度;然后,以力学模型为依据,分析了液压支架的顶梁、掩护梁上载荷的作用机理,得到了较为合理的支架载荷的计算公式; 其 次,结合设计的支架,从平面和空间两方面对支架主要结构件进行受力分析;最后对支架主要结构件、连接销轴进行强度效核 ,并画出所有的机械图。 关键词: 支撑掩护式支架;顶梁;四连杆;强度 y on a of at up a to of of a of is a of in a of As it of is a of in is of in It or at on In of of by of of on is of of is by by 编号: ( )字 号 本科生毕业设计 题目: 姓名: 学号: 班级: 二 九 年六月 4/48支撑掩护式 液压支架 张小燕 21056322 机自 05 目 录 1 支撑掩护式液压支架概述 . 错误 !未定义书签。 压支架的用途 . 错误 !未定义书签。 压支架的工作原理 . 错误 !未定义书签。 架升降 . 错误 !未定义书签。 架移动和推移输送机 . 错误 !未定义书签。 压支架的分类 . 错误 !未定义书签。 压支架的组成 . 错误 !未定义书签。 梁 . 错误 !未定义书签。 座 . 错误 !未定义书签。 柱 . 错误 !未定义书签。 护梁 . 错误 !未定义书签。 动侧护板 . 错误 !未定义书签。 杆 . 错误 !未定义书签。 纵控制系统 . 错误 !未定义书签。 压支架的设计 . 错误 !未定义书签。 计目的 . 错误 !未定义书签。 液压支架的基本要求 . 错误 !未定义书签。 计液压支架必需的基本参数 . 错误 !未定义书签。 硬顶板的液压支架设计 . 错误 !未定义书签。 压支架的设计动向 . 错误 !未定义书签。 2 液压支架的结构设计 . 错误 !未定义书签。 压支架基本尺寸的确定 . 错误 !未定义书签。 架高度和伸缩比 . 错误 !未定义书签。 架中心距 . 错误 !未定义书签。 架的宽度 . 错误 !未定义书签。 座 . 错误 !未定义书签。 座的结构选择 . 错误 !未定义书签。 座长度的确定 . 错误 !未定义书签。 连杆机构设计 . 错误 !未定义书签。 连杆机构的作用 . 错误 !未定义书签。 连杆机构的几何特征 . 错误 !未定义书签。 连杆机构的几何作图法 . 错误 !未定义书签。 梁 . 错误 !未定义书签。 梁的结构选择 . 错误 !未定义书签。 梁长度的确定 . 错误 !未定义书签。 压支架的性能参数 . 错误 !未定义书签。 压支架的支护强度 . 错误 !未定义书签。 压支架的工作阻力 . 错误 !未定义书签。 压支架的初撑力 . 错误 !未定义书签。 压支架的移架力和推溜力 . 错误 !未定义书签。 柱布置 . 错误 !未定义书签。 架在工作面的通风断面积验算 . 错误 !未定义书签。 柱和千斤顶确定 . 错误 !未定义书签。 站压力确定 . 错误 !未定义书签。 柱的尺寸 . 错误 !未定义书签。 柱的初撑力 . 错误 !未定义书签。 柱的工作阻力 . 错误 !未定义书签。 移千斤顶的尺寸 . 错误 !未定义书签。 移千斤顶的行程 . 错误 !未 定义书签。 3 液压支架的受力分析及强度校核 . 错误 !未定义书签。 力分析条件 . 错误 !未定义书签。 度计算条件 . 错误 !未定义书签。 架的工作阻力 . 错误 !未定义书签。 架前连杆的受力 . 错误 !未定义书签。 架后连杆的受力 . 错误 !未定义书签。 梁受力及强度 计算 . 错误 !未定义书签。 梁受力情况 . 错误 !未定义书签。 梁强度计算 . 错误 !未定义书签。 护梁受力及强度计算 . 错误 !未定义书签。 护梁受力情况 . 错误 !未定义书签。 3. 护梁强度计算 . 错误 !未定义书签。 座受力及强度计算 . 错误 !未定义书签。 座受力情况 . 错误 !未定义书签。 度计算 . 错误 !未定义书签。 座接触比压计算 . 错误 !未定义书签。 柱强度计算 . 错误 !未定义书签。 柱参数 . 错误 !未定义书签。 算重叠长度 . 错误 !未定义书签。 种系数的计算 . 错误 !未定义书签。 活柱的强度核算 . 错误 !未定义书签。 活柱的强度核算 . 错误 !未定义书签。 体强度核算 . 错误 !未定义书签。 柱的稳定裕量验算 . 错误 !未定义书签。 轴的设计 . 错误 !未定义书签。 4 液压支架的液压系统 . 错误 !未定义书签。 柱和千斤顶 . 错误 !未定义书签。 架液压阀 . 错误 !未定义书签 。 控单向阀 . 错误 !未定义书签。 全阀 . 错误 !未定义书签。 纵阀 . 错误 !未定义书签。 压系统安装 . 错误 !未定义书签。 压管道的安装要求 . 错误 !未定义书签。 压件安装要求 . 错误 !未定义书签。 压系统调试 . 错误 !未定义书签。 5 液压支架的操作和维护 . 错误 !未定义书签。 压支架的操作维护要求 . 错误 !未定义书签。 压支架的操作管理事项 . 错误 !未定义书签。 压支架维护和管理的具体内容 . 错误 !未定义书签。 结 论 . 错误 !未定义书签。 参考文献: . 错误 !未定义书签。 英文原文 . 错误 !未定义书签。 中文译文 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 1 页 英文原文 he 950s in in to 35 is of of to of of a 2 5 a to a to of of a in to of to of of of at of in of of of of of of to of to to 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 2 页 in or of to of of of to of of of no a a of is in 950s,of In 87in a a of in of of of it be to of a to to a by or to By 960s,of up 80 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 3 页 to .5 of a to to a of of up 20 of in 970s SA in of in in in in to a of in of in of of of in SA is of is K to be in of a 3 P 980s of to up to to as of of to It is a of an 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 4 页 in of at at be in to to to of in to to as of of of or an it so in of in of to of to be by of a is to be 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 5 页 on to in 970s of of to it to a by to or a of by an on of of in an In by a of a if of to of in 970s,of to 4 P 980s As 964 it to A to a in of A 970s of an a of of to 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 6 页 of a nd a of in to to in to 970s in a no as by on a in a to of of 5 P he at be 1. of 2. to be at to of 3. to be of 4. a of is by . It a of of at 0984 0 0 5 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 7 页 to a 20 a to of to be at of to be to a in a in FU,a as 984,a of 985 SA is in up 988. in of be a or be so a of to 988,it or 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 8 页 to to to of to a 1.A of 2.A to by or be to,a to in of it to of to of of to 1. . . . On of . of is of in to 984 to 970s. of up a 5 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 9 页 As as of be is to in a 978. So of in 960s of 6 N to a on to of as to of of to to be to of is on is no on As in in be to of is to of of In it 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 1 页 1 支撑掩护式液压支架概述 压支架的用途 在采煤工作面的煤炭生产过程中,为了防止顶板冒落,维持一定的工作空间,保证工人安全和各项作业正常进行,必须对顶板进行支护。而液压支架是一高压液体作为动力,由液压元件与金属构件组成的支护和控制顶板的设备,它能实现支撑、切顶、移架和推移输送机等一整套工序。实践表明液压支架具有支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等优点。液压支架与可弯曲输送机和采煤机组成综合机械化采煤设备,它的应用对增加采煤工作面产量、提高劳动生产率、降低成本、减轻工人的体力劳动和保证安全生产是 不可缺少的有效措施。因此,液压支架是技术上先进、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。 压支架的工作原理 液压支架的主要动作有升架、降架、推移输送机和移架。这些动作是利用乳化液泵站提供的高压液体,通过液压控制不同功能的液压缸来完成的。每架支架的液压管路都与工作面主管路并联,形成各自独立的液压系统,如图 1 1 所示,其中液控单向阀和安全阀设在架内,操纵阀可设在本架或邻架内,前者为本架操作,后者为邻架操作。 架升降 支架的升降依靠立柱 2的伸缩来实现,其工作过程 如下: 1、初撑 操纵阀 8处于升柱位置,由泵站输送来的高压液体经液控单向阀 6进入立柱的下腔,同时立柱的上腔排液,于是活柱和顶梁升起,支撑顶板。当顶梁接触顶板,立柱下腔的压力达到泵站的工作压力后,操纵阀置于中位,液控单向阀 6关闭,从而立柱下腔液体被封闭,这就是支架的初撑阶段。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 2 页 顶 梁 ; 2 立 柱 ; 3 输 送 机 ; 4 安 全 阀 ; 5 液 控 单 向 阀; 6 , 7 操 纵 阀 ; 8 乳 化 液 泵 ; 9 推 移 液 压 缸 ; 1 0 底 座; 1 1 后 连 杆 ; 1 2 前 连 杆 ; 1 3 掩 护 梁图 1 1 液 压 支 架 工 作 原 理2、承载 支架初撑后,进入承载阶段。随着顶板的缓慢下沉,顶板对支架的压力不断增加,立柱下腔被封闭的液体压力将随之迅速升高,液压支架受到弹性压缩,并由于立柱缸壁的弹性变形而使缸 径产生弹性扩张,这一过程就是支架的增阻过程。当下腔液体的压力超过安全阀 5的动作压力时,高压液体经安全阀 5泻出,立柱下缩,直至立柱下腔的液体压力小于安全阀的动作压力时,安全阀关闭,停止泄液,从而使立柱工作阻力保持恒定,这就是恒阻过程。此时,支架对顶板的支撑力称为工作阻力,它是由支架安全阀的调定压力决定的。 3、卸载 当操纵阀 8 处于降架位置时,高压液体进入立柱的上腔,同时打开液控单向阀 6,立柱下腔排液,于是立柱卸载下降。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 3 页 图 1 2 液 压 支 架 工 作 特 性 曲 线由以上分析可以看出,支 架工作时的支撑力变化可分为三个阶段,如图1 2,即:开始升柱至单向阀关闭时的初撑增阻阶段0t,初撑后至安全阀开启前的增阻阶段1t,以及安全阀出现脉动卸载时的恒阻阶段2t,这就是液压支架的阻力时间特性。它表明液压支架在低于额定工作阻力下工作时,具有增阻性,以保证支架对顶板的有效支撑作用,在达到额定工作阻力时,具有恒阻性;为使支架恒定在此最大支撑力,又具有可缩性 ,即支架在保 持恒定工作阻力下,能随顶板下沉而下缩。增阻性主要取决于液控单向 立柱的密封性能,恒阻性与可缩性主要由安全阀来实现,因此安全阀、液控单向阀和立柱是保证支架性能的三个重要元件。 架移动和推移输送机 支架和输送机的前移,由底座 3 上的推移液压缸 4来完成。 需要移架时,先降柱卸载,然后通过操纵阀使高压液体进入推移液压缸 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 4 页 4 的活塞杆腔,活塞腔回液,以输送机为支点,缸体前移,把整个支架拉向煤壁。 需要推移输送机时,支架支撑顶板,高压液体进入推移活塞缸 4 的活塞腔,活塞杆腔回液,以支架为支点,活塞杆伸出 ,把输送机推向煤壁。 压支架的分类 液压支架按结构形式划分,可分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三类。 1、支撑式支架 支撑式支架 的立柱支撑在顶梁上,没有掩护梁。 利用立柱与顶梁直接支撑和控制工作面的顶板。 支撑式支架按结构分 垛式 支架 和节式 支架 。 ( 1)节式 节式支架 由有两个以上机械联接的架节构成,并通过架节间相互交替移动实现前移。架节分主架和副架 ,有千斤顶和导向机构连接。主、副架互为支点 依 次前移,先行走的为主架, 后行走的为副架。支架动作过程为:副架支撑顶板,主架降架,利用移架千斤顶以副架为支点通过导向机 构导向将主架前移一个步距;然后主架支撑顶板,副架降架,以 主架为支点沿导向方向将副架移近一个步距在支撑顶板,从而完成一个工作循环。 ( 2)垛式 垛式 支架 底座 为 箱式 , 内装复位机构, 整体移动 。 通常有 4 6根立柱,大多数在主底座上布置四根立柱 ,构成一稳定的支撑垛, 可以支撑坚硬与极坚硬的顶板。 复位机构设置 在底座箱内,通过橡胶或复位千斤顶扶定立柱缸体,同时允许缸体轴向微量窜动。当顶梁受到水平推力时,立柱出现倾斜,复位机构在立柱倾斜力作用下发生变形,使立柱对顶板的水平推力有一定抵抗能力。当降架后立柱随橡胶或复位千斤顶作 用而正位,保证立柱在升架时能以正常状态撑紧 顶板。支架前移由推移液压缸实现。 支撑式支架的结构特点是 :顶梁较长 ,其长度多在 4m 左右;立柱多,一般 4到 6根,且垂直支撑;支架后部设置复位装置和挡矸装置,以平衡水平推力和防止矸石窜入支架的工作空间内。 支撑式支架的支护性能是: 支撑力大,且作用点在支架中后部,故切顶性能好;对顶板重复支撑的次数多,容易把本来完整的顶板压碎;抗水平载荷的能力差,稳定性差;护矸能力差,矸石易窜入工作空间; 支架的工作空间和支护面积大。适用于缓倾斜、顶板稳定的薄或中厚煤层。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 5 页 2、掩护式支架 掩 护式支架是以单排立柱为主要支撑部件并带有掩护梁的液压支架。 掩护式支架利用立柱、短顶梁支撑顶板,利用掩护梁来 防止 石落入工作面。 一般用于直接顶中等稳定以下、顶板周期来压不强烈的才没工作面。 根据立柱布置和支架结构特点,掩护式支架分为支掩掩护式支架和支顶掩护式支架两种。 掩护式支架的结构 特点是:立柱少,切顶能力弱;顶梁短,控顶距小;由前后连杆和底座铰接构成的四连杆机构使抗水平力的能力增强,立柱不受横向力;而且使板前端的运动轨迹为近似平行于煤壁的双纽线,梁端距变化小;架间通过侧护板密封,掩护性能好;调高范围大,适用于 松散破碎的不稳定或中等稳定的顶板。 3、支撑掩护式支架 支撑掩护式支架具有支撑式的顶梁和掩护式的掩护梁,它兼有切顶性能和防护作用,适于压力较大、易于冒落的中等稳定或稳定的顶板。 根据支架特点,支撑掩护式液压支架可分为支顶支撑掩护式支架和支顶支掩支撑掩护式支架两种。 支顶支撑掩护式支架的 两排立柱都支撑在顶梁上,按其立柱布置和架体结构的不同分为一般型、 摆杆型和短尾型等。 支顶支掩支撑掩护式支架前排立柱支撑顶梁,后排立柱支撑掩护梁。支架结构单一,前排立柱向前倾斜,后排立柱向后倾且工作阻力多小于前排,工作中有时承受拉力,故活柱腔使用液压闭锁控制 ;柱头与柱底用直接销轴连接于掩护梁与底座之间;顶梁与底座较支顶支撑掩护式的短,结构较紧凑,整体刚性好,支撑合力更靠近顶梁后部;底座前端比压小,便于移架,更适用于较软的底板。 支撑掩护式液压支架的主要技术性能是:顶梁长,有整体顶架和铰接式顶梁两种;有些顶梁带外伸或内伸的伸缩梁。多数支架有双人行通道,通风断面大;支撑合力在顶梁后部, 切顶能力强;底座为整体刚性结构件 , 有底开式和底封式两种;支架的立柱倾斜度好,支撑效率高,但调高范围较小,适应每层厚度的变化能力不如掩护式支 架;工作中前后排立柱受载经常不均,在同样煤层地质条件下要求其工作阻力和支护强度高于掩护式液压支架,液压系统中的控制元件和动力缸多,操作较复杂,影响移架速度。 根据使用条件,支撑掩护式支架的前、后排立柱可前倾或后倾,倾角大小也可不同。前、后立柱交叉布置的支架适用于薄煤层。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 6 页 压支架的组成 液压支架由以下六个主要部分组成: 顶梁、底座、立柱、掩护梁、活动侧护板、推移机构、操纵控制系统 梁 用途: 1、用于支撑维护控顶区的顶板; 2、承受顶板的压力; 3、将顶板载荷通过立柱、掩护梁、前后连 杆经底座传到底板。 要求: 1、顶梁应有足够的强度,即使在接触应力分布不均匀的情况下也不致 被压坏; 2、 顶梁应有足够的刚度,以承受扭力; 3、顶梁对顶板的覆盖率高; 4、顶梁能适应顶板的起伏变化。 座 用途: 1、为支架的其他结构件和工作机构提供安设的基础; 2、与前后连杆和掩护梁一起组成四连杆机构; 3、将立柱和前后连杆传递的顶板压力传递给底板。 要求: 1、底座应有足够的强度和刚度; 2、底座对底板的起伏变化适应性好; 3、底座与底板的 接触面积大,以减小底座对底板的接触比压,避免支架陷入底 板; 4、底座应有足够的地方来安设立柱、推移装置以及液压控制装置; 5、底座要能把落入支架内的碎矸排弃到老塘中。 柱 用途: 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 7 页 1、支撑顶梁,承受载荷的作用; 2、调节支架的高度,使支架的高度满足工作面的要求; 3、立柱 设置有大流量安全阀,以避免顶板冲击压力造成支架过载较大。 护梁 用途: 1掩护梁承受顶梁部分载荷和掩护梁背部载荷并通过前后连杆传递给底座; 2掩护梁承受对支架的水平作用力及偏载扭矩; 3掩护梁和顶梁(包括活动侧护板)一起 ,构成了支架完善的支撑和掩护体, 完善了支架的掩护和挡矸能力。 动侧护板 用途: 1、消除相邻支架掩护梁和顶梁之间的架间间隙,防止冒落的矸石进入支护空间; 2、作为支架移架过程中的导向板; 3、防止支架降落后倾倒; 4、调整支架的间距。 杆 前后连杆是四连杆机构中重要的运动和承载部件,与掩护梁和底座的一部分共同组成四连杆机构,使支架能承受围岩载荷、水平作用力和保持稳定。其四连杆机构的作用: 1、通过四连杆机构,使支架顶梁端点的运动轨迹呈近似双纽线,从而使用使支架前端头离煤距离大大减小,提高了管理顶板性能; 2、 能承受较大的水平力。 纵控制系统 液压支架由不同数量的立柱和千斤顶组成,采用不同的操纵阀以实现升柱、降柱、移架、推溜等动作。虽然支架的液压缸(立柱和千斤顶)种类、数量很多,但其液压系统都是采用多执行元件的并联系统。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 8 页 对于液压支架的操纵控制系统传动装置,应具有以下基本要求:采用结构比较简单,设备外形尺寸小,能远距离的传送大的能量;能承受较大载荷;没有复杂的传动机构;在爆炸危险和含尘的空气里保证安全工作;动作迅速;操作调节简单;过载及损坏保护简单。 容积式液压传动可最大限度的满足这些要求,因此,所有 液压支架均采用这种传动。 压 支架的设计 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。为了满足对煤炭日益增长的需求,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)。而每个综采工作面平均需要安装 150台液压支架,可见对液压支架的需求量是很大的。 由于不同采煤工作面的顶板条件、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。 液压支架的基本要求 1为了满足采煤工艺及地质条件的要求,液压支架要有足够的初撑力和工作阻力,以便有效的控制顶板,保证合理的下沉量。 2液压支架要有足够的推溜力和移架力。推溜力一般为 100右;移架力按煤层厚度而定,薄煤层一般为 100 150中厚煤层一般为150 250厚煤层一般为 300 400 3防矸性能要好。 4排矸性能要好。 5要求液压支架能保证采煤工作面有足够的通风断面,从而保证人员呼吸、稀释有害气体等安全方面的要求。 6为了操作和生产的需要,要有足够宽的人行道。 7调高范围要大,照明和通讯方便。 8支架的稳定性要好,底座最大比压要小于规定值。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 9 页 9要求支架有足够的刚度,能够承受一定的不均匀载荷。 10在满足强度条件下,尽可能减轻支架的重量。 11要易于拆卸,结构简单。 12液压元件要可靠。 计液压支架必需的基本参数 1顶板条件 根据老顶和直接顶的分类,对支架进行选型。 2最大和最小采高 根据最大和最小采高,确定支架的最大和最小高度,以及支架的支护强度。 3瓦斯等级 根据瓦斯等级,按保安规程规定,验算通风断面。 4底板岩性和小时涌水量 根据底板岩性和小时涌水量验算底板比压。 5工作面煤壁条件 根据工作面煤壁条件,决定是否用护帮装置。 6煤层倾角 根据煤层倾角,决定是够选用防滑防倒装置。 7井筒罐笼尺寸 根据井筒罐笼尺寸,考虑支架的运输外形尺寸。 8配套尺寸 根据配套尺寸及支护方式来计算顶梁长度。 硬顶板的液压支架设计 坚硬顶板工作面顶板不易冒落,直接顶或基本顶悬顶时间长。一但冒落,瞬间顶板压力显著增大,支架立柱安全阀来不及释放,立柱可能遭破坏。因此,对坚硬顶板液压支架设计的要求是: 1、根据直接顶和基本顶的岩性、分类级 别、截高及配套设备,确定支护强度和工作阻力,支架要有足够切顶能力。 2、应尽量减小掩护梁长度,增大掩护梁与水平夹角,减小掩护梁在水平线上的投影长度。如有的支架在低位状态时,掩护梁与垂线夹角仍有 300 左 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 10 页 右,相当于一般支架在高位状态时的掩护梁夹角。如果在工作高度时,掩护梁大部分都能 被顶梁所遮盖是较为理想的。另外,掩护梁结构设计,除保证必要的强度和刚度之外,还要具有抗冲击能力。 3、支架掩护梁间的密封可严些,顶梁架间密封要求不十分严格,因为顶梁间漏矸的可能性较小。 4、支 架立柱应设置大流量安全阀,以避免顶板冲击压力造成支架过载较大。为此,安全阀流量的选择应考虑立柱缸径、冲击载荷来压程度。对于有冲击载荷的顶板,如不采取顶板处理措施,立柱应安设置一大一小两个安全阀以确保支架的安全 5、考虑冲击载荷影响,支架结构件安全系数应提高,至少应比通常支架安全系数提高 20%。 6、应考虑支架可能承受的水平方向冲击力。支架结构件设计时,摩擦系数取值应考虑 f= 压支架的设计动向 21 世纪是以网络信息为代表高科技迅猛发展的新时期,也是是煤矿以高效集约化 生产为特征的新时期 , 为了满足高产综采工作面生产发展的需要 , 就煤炭综采而言 , 国外主要产煤国家从未停止过依靠更大的技术投入取得采煤更高经济效益的努力。我们也必须抓紧研制和推广电液控制系统。液压支架实现自动控制后 , 就可有效地克服上述缺点 , 实现对支架的电液控制 ,而且有多种控制方式可供选择 , 人员可在较安全的地方集中对整个工作面的支架进行远程控制或程序控制。现在世界上已经有 70 多个电液自动化控制工作面。工作面的技术设备又正在以迅猛之势向前发展。我们不能依赖老实进口 , 我们要自己研制,否则和我国产煤大国的地位也是极不相称 的。 我国液压支架经过 20 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、甚至班产超万吨的记录 , 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 , 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 , 所用钢材一般为 16 最好的屈服极限才 700, 液压系统压力在 35以下 , 流量在 200 /以内 , 供液管 25 32, 回液管 25 50, 最快移架速度 10 12 /s 架 (井下实际应用有时在 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 11 页 20s 以上 ) , 工作阻力更是相对较低。 今后 10 年 , 我国的液压支架将朝技术含量大、钢板强度高、移架速度快 (6 8 /s 架 ) 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力 , 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 40、额定流量为 400 /的高压大流量乳化液泵站 , 以适应快速移架的需要 ; 系统采用环形或双向供液 , 保证支架有足够的压力达到初撑力 , 保证支架接顶位置准确。 柱掩护式支架的比重将 大大增加 , 缸径将增至 360, 端头支架、轻放多用途支架将被广泛使用。所以 , 今后除应继续针对我国国情和煤层具体条件 , 开发一些新架型、新品种外 , 还应在改进支架控制系统和提高支架的工作可靠性方面下功夫。 作为一种回采工作面的支护设备,液压支架的架型、结构与相关参数,必须与回采工作面的顶、底板条件和煤层条件相适应,才能取得良好的支护效果。由于地下开采条件的复杂性和多样性,因此,尽管国内外对液压支架己经过了近半个世纪的研究和应用,出现了数十种不同的结构架型, 但至今为止,也仅能在缓倾斜中厚以下煤层中获得了较为成功的应用,对于倾斜、急倾斜或厚煤层中的液压支架尚处在研究和试验阶段。即使对于缓倾斜中厚煤层的液压支架,其结构、性能与控制方式如何更适应不同的生产条件,仍需不断的改进和研究。目前,液压支架设计研究取得重要进展,主要在以下方面: 1、 设计理论和方法有了突破。煤炭科学研究总院北京开采研究所对支架力学持性进行了深入的研究,提出了液压支架三维力学模型的计算方法,克服了传统平面力系计算方法的缺陷,提出了液压支架总体结构参数优化设计方法,开发出液压支架设计计算通用软 件系统,并广泛应用,使我国液压支架设计计算提高到一个新水平。 2、 完成液压支架计算机模拟试验的研究。把有限元方法成功地用于液压支架的研究,建立了液压支架整体有限元模型,开发出 压支架模拟试验计算机仿真软件系统,大大提高了液压支架设计的可靠性,广泛应用于液压支架设计研究,达到国际先进水平, 为我国液压支架打入国际市场发挥了重要作用。 3、 技术规范和标淮化建设取得重要进展。我们已先后制定液压支架系列技术标准 17 项,成为国际上液压支架标准较完善的国家之一,促进了液压支架技术的发展。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 12 页 4、 计算机 辅助设计 (了较大发展。开发了 作站和微机 成了较完整的液压支架数据库和通用件国库,并正在逐步实现支架设计 5、液压支架控制系统有了重大进步。根据我国国情研制的全液压手动控制快速移架系统的广泛应用,使支架降、移、升速度大幅度提高,由过去的 20 30 /s 架 ,提高到 9 12 /s 架 。 6、 新架型研制成绩显著,架型结构进一步完善。新型高可靠性支架,反向四连杆高产高效低位放顶煤支架 ,适应中小煤矿的单一煤层开采用轻型支架和轻型单摆杆放顶煤支架均取得成功。 基于以上进展,液压支架的研究与发展方向是: 1、 在己有支架设计与应用经验的基础上,研究支架的智能化设计方法和结构与参数的优化,进一步提高支架设计的科学性、可靠性和结构性能的优化性。 2、 研究特殊煤层使用的液压支架,以适应不同的开采条件。 3、 研究新型元件与材质,以减轻支架重量,提高支架的性能和使用寿命。 4、 研究支架的遥控、程序控制和性能自动监测,为回采工作面的半自动化与自动化创造条件。 2 液压支架的结构设计 压支架基本尺寸的确定 架高度和伸缩比 支架高度的确定原则,应根据所采煤层的厚度,采区范围内地质条件的变化等因素来确定,其最大和最小高度为: 1 m i nm i n 式中 支架最大高度, 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 13 页 支架最小高度 , 煤层最大高度, 4500h 煤层最小高度, 2700h 1s 考虑伪顶,煤皮冒落后,仍有可靠初撑力所需要的支 撑力高度,一般最 200 300取 2001 s 2s 顶板最大下沉量,一般 100 200 2002 s a 移架时支架的最大可缩量,一般取 50a 浮矸石,浮煤厚度,一般取 50 13004500 4800 m i nm i n 50502002 7 0 0 2400 支架伸缩比 224004800m 一般 7.0k 范围内采用单伸缩立柱, 所以应采用双伸缩立柱。 架中心距 考虑液压支架配套使用 00 型刮板输送机,该刮板运输机溜槽 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 14 页 每节长度为 因此,取中心距为 架的宽度 支架的宽度应考虑支架的运输,安装和调架要求,支架顶梁上装有活动侧护板,侧护 板的行程一般为 170 200取 200 支架的最小宽度,一般为 1400 1430取 1400 支架的最大宽度,一般为 1570 1600取 1600 座 座的结构 选择 支架的结构型式通常有三种类型。 ( 1) 整体刚性 整体刚性底座的特点与适用条件:底座用钢板焊接成箱形结构,底部封闭,具有整体性强、强度高、稳定性好,对底座比压小的特点;排矸性能差,容易堵卡,损坏推移机构部件;多用于支撑掩护式、掩护式或垛式支架;适用于顶板比较松软,采高与倾角大以及顶板稳定顶板来压较强烈等条件。 ( 2) 分式刚性 分式刚性底座的特点与适用条件:底座左右对称的两部分,上部用过桥或箱形结构固定连接;这种底座在刚性、稳定性和强度等方面基本上与整体刚性底座相同;安装推移装置通道的底板不封闭, 排矸性能好,有利于保证推移装置的正常工作;底座面积小,一般不宜用在底板松软条件;适用于支撑掩护式、掩护式或垛式等各类支架,在底板比压允许的条件下,广为采用。 ( 3) 左右分体 左右分体支架的特点与适用条件:由左右两个独立而对称的箱形结构件组成,两部分之间用铰结过桥或连杆连接,并可在一定范围内摆动,对不平底板适应性较好;底座中部的排矸性能好;底座底面积小,底座比压较大,不宜用在松软底板;稳定性差,不宜用在大高度、大倾角液压支架;多用于掩护式或支撑掩护式支架。 此外,还有前后分体、带铰结底靴板和柱靴式底座,不 再详述。 本设计选用了整体式刚性底座,并在底座之间下部加焊了两块钢板,以增强底座的适应性,具体结构详见设计图纸。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 15 页 座长度的确定 底座是将顶板压力传递到底板和稳定支架的作用。在设计支架底座的长度时,应考虑如下方面:支架对底板的接触比压要小;支架内部应有足够的空间用于安装立柱、液压控制装置、推移装置和其他辅助装置;便于人员操作和行走;保证支架的稳定性。 因此,取底座长度为 3430 连杆机构 设计 连杆机构的作用 1、通过四连杆 机构,使支架顶梁端点的运动轨迹呈近似双曲线,从而使支架顶梁前端的端头离煤壁距离大大减小,提高了管理顶板的性能。 2、能承受较大的水平力。 连杆机构的几何特征 1、支架从最高高度降到最低高度时,如图 2 1所示,顶梁端点运动轨迹的最大宽度 70e 最好为 30下。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 16 页 图 2连杆机构几何特征图 2、支架在最高位置时和最低位置时,顶梁与掩护梁的夹角 ,如图 2 1所示,应满足以下要 求: 支架在最高位置时, P 52o 62o , Q 75o 85o ;支架在最低位置时,考虑矸石便于下滑,以防矸石停留在掩护梁上,根据物理学摩擦理论可知, ,如果按钢和矸石的摩擦系数为 ,即: ,;为了安全可靠在最低工作位置时,应使 25为宜,而 部距底板要有一定的距离,防止支架后部冒落的岩石卡住后连杆,使支架 不能降下来,一般取 25 30 。 3、由图 2知,掩 护梁与顶梁铰点 E 和瞬时中心 ,设计时,要使 范围内,主要原因是 Q 角直接影响附加力 4、支架工作段要求曲线向前凸的一段,如图 2 1所示的 原因为当顶板来压时,立柱让压而下缩,使顶梁有前移的趋势防止岩石向后移动,又可以使作用在顶梁上的摩擦力指向老塘,同时底板阴止底座向后移;使整 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 17 页 个支架产生顺时针转动的趋势,从而增加了前梁端部的支护力,防止顶梁前端顶板冒落又可以使底座前端比压减小,可防止啃底,有利移架,再则减少了 水平力的合力,由于支架所承受的水平力由掩护梁来地 克服,所以减轻了掩护梁的受力。 2 掩 护 梁 和 后 连 杆 构 成 的 曲 柄 滑 块 机 构掩护梁和后连杆组成的曲柄滑块机构 从以上分析得知,为使支架受力合理和工作可靠,在设计四连杆机构的曲线运动轨迹时,应尽量使支架的工作段要取曲线向前凸的一段,所以当已知掩护和后连杆的长度后,从这个观点出发,在设计时,只要把掩护梁和后连杆简化成曲柄滑块机构,进行作图计算就可以了,其掩护梁和后连杆构成的曲柄滑块机构如图 2 2所示。 从图 2 2 可以看出,当掩护梁和 后连杆已知,只要找到前连杆的长度和位置就可以了,其具体作法是顺时针转动后连杆,使支架最高位置时的 E点向下作近似直线运动,在掩护梁上定有一点在运动中有一段近似圆弧轨迹。只要找到这个圆弧轨迹的曲率半径和曲率中心,就可以找到前连杆的位置和长度了。从这个观点出发,只要按支架在工作段,支架由高到低,在掩护梁上前连杆上铰点所作的运动轨迹上,任找几点,把掩护梁上前连杆上铰点连线的 垂直平分线所交的点为前连杆的下铰点,这样四连杆机构就可以确定了 。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 18 页 连杆机构的几何作图法 首先用解析法确定掩护梁和后连杆的长度,如图 2 3所示。 L 掩护梁长度 ; 1L 后连杆长度; 2L E点垂直线到后连杆下铰点之距 ; 1h 支架最高位置时的计算高度 ; 1 4 5 0 0 2 5 0 4 2 5 0h 支架最低位置时的计算高度; 2h = 2700 250 = 2450图 2 3 掩 护 梁 和 后 连 杆 计 算 图E从几何关系可以列出 : 2111 c o sc o s 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 19 页 2212 c o sc o s 将以上两式联立解得: 12121 c o sc o s c o sc o s 按四连杆机构的几何特征所要求的角度, 选定: 21 ; 21 ; 52 ; 52 。 21121 c o sc o s c o sc o s o o o o s 支架在最高位置时的值为: 1111 s 因此掩护梁的长度为: 1111s 2s 2583 取: 2600L 后连杆长度为: 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 20 页 11 2002 取:1 2000L 前后连杆上铰点之间的距离 L为: 一般, 0 . 2 5 2 6 0 0 6 5 0L 具体作图步骤如下: 图 2 4 四 连 杆 几 何 作 图 法 原 理 图L A AA B E EP 1Q 1定后连杆下铰点 它大体比底座略高,一般为 200250考虑太低国 安装销子困难,太高底座又笨重。 2、过 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 21 页 3、过 Q 。 4、 以 1L 为半径作圆,与该直线相交于 为后连杆与掩护梁的上铰点。 5、过 P 。 6、 以 该直线相交于 E 点,即为掩护梁、与顶梁的铰点。 7、过 E 点作一条直线与水平线 H H h,即为液压支架最高位置的计算高度。 8、 以 为半径作圆,即为前连杆的上铰点。 9、过 E 点作 F 设在液压支架升降过程中, E 点近似在此直线上滑动。 10、在垂线上作液压支架在最低位置时,顶梁与掩护梁的铰点为E 。 11、取 EE 中点为 E 点,为液压支架在降到中间位置时,掩护梁与顶梁的铰点。 12、 以 1L 为半径作圆弧。 13、 以 E点为圆心,以掩护梁长 圆弧相交于 A 点,此点为液压支架在降到中间位置时,掩护梁与后连杆的铰点。 14、以 E点为圆心,以掩护梁长 圆弧相交于 A点,此点为液压支架 在最高位置时,掩护梁与后连杆的铰点。 15、。并以 A 点为圆心,以 的 E A 相交于B 点。以 A 点为圆心,以 的 E A 相交于 B 点。即 B、 B 、 B 三个点为液压支架在三个位置时的前连杆的上铰点。 16、连接 AO 、 A O,为液压支架降到中间位置和最低位置时,后连杆的位置。 17、分别作 和 BB 的垂直平分线交于 为前连杆的下铰点, 16、过点 C 向 H H 线作垂线,交于 D 点。则 液压支架 的四连杆机构。 按以上步骤作图,结果如图 2示。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 22 页 BAEE880840192020006502600图 2 - 5 四 连 杆 机 构 的 作 图 结 梁 梁的结构选择 顶梁是顶板直接接触的部件,除要满足一定的刚度和强度要求外,还要保证支护顶板的需要,如:足够的顶板覆盖率;同时要适应顶板的不平整性,避免因局部应力而引起损坏。 顶梁的结构型式 顶梁的结构型式主要有支撑式支架顶梁、掩护式支架顶梁、支撑掩护式支架顶梁,结构型式。本设计支架是掩护式支架,选用掩护式支架顶梁。 掩护式支架顶梁又可分为平衡式顶梁、潜入式顶梁、铰结式顶 梁带、带 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 23 页 前梁的铰结式顶梁和带伸缩前梁的铰结式顶梁。 各顶梁特点:平衡式顶梁,能在顶板凹凸变化时自取平衡,单顶梁后部和掩护梁形成三角区,易被冒落矸石堵住,影响支护效果;潜入式顶梁,顶梁后端为扇形结构,掩护梁可潜入扇形结构内,消除了三角区;铰结式顶梁取消了三角区,用平衡千斤顶调解与顶板的接触面积;带前梁的铰结式顶梁,可提高前梁的支护能力,改善前梁前端的支护效果;带伸缩前梁的铰结式顶梁,可及时支护顶板,减少顶板的暴露时间。 本设计采用铰结式顶梁。 顶梁结构和断面形状 各类顶梁都为箱式结构,一般由钢板焊接而成。为加 强结构的刚度,在 上下盖板之间焊有加强筋板,构成封闭式棋盘型。顶梁前端呈滑撬式或圆弧, 形,以减少移架阻力。在顶梁下面焊有铸钢柱窝,柱窝两侧有孔,用钢丝绳或销轴把立柱和顶梁连接起来。掩护式支架在顶梁后端有销孔,通过销轴与掩护梁上的销孔相连。 顶梁是与顶板直接接触的构件,除满足一定的刚度和强度要求外,还要保证支护顶板的需要,如:有足够的顶板覆盖率;同时要求适应顶板的不平衡性,避免因局部应力而引起损坏。 本支架为 支顶掩护 式支架,故采用刚性 整体 顶梁,如下图 2示,各类顶梁都为箱式结构,一般有钢板焊接而成。为加 强结构的刚度,在上下盖板之间焊有加强筋板,构成封闭式棋盘形。顶梁前端呈滑撬式或圆弧形,以减少移架阻力。 在顶梁下面焊有铸钢柱窝,柱窝两侧有孔,用钢丝绳或销轴把立柱和顶梁连接起来。掩护式支架在顶梁后端有销孔,通过销轴与掩护梁上的销孔相连。 按顶梁的断面形状可以把顶梁分成如下结构形状: ( 1) 闭式顶梁 闭式顶梁为顶梁上下盖板与筋板焊接成封闭型,如图 2 3 所示。 2 6 顶梁筋板焊接图 一种为立筋突出型,如图 2 3a 所示,增加了焊接强度;另一种为 立筋凹下, 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 24 页 焊接后使顶梁平整,单焊接强度不如前一种,如图 2 3b 所示。 ( 2)开式顶梁 开式顶梁结构如图 2 4 所示。 图 2 7 顶梁开式立筋型式 开式顶梁的特点,可减轻顶梁重量,增强顶梁的抗弯强度。 对于 支撑 掩护式支架,为便于侧护板能自由伸缩,要在顶梁顶板上加焊一块比侧护板钢板厚的钢板,称为顶板。加强了顶梁的结构刚度。 梁长度的确定 顶梁长度: 1 1 1c o s c o L A G P C e 式中: B 液压支架的配套尺寸; 液压支架的配套设备有: 300 型采煤机, 64 型刮板输送机。其配套尺寸如图 2 6所示。 中国矿业大学 2009 届本科生毕业设计 第 25 页 图 2 - 6 液 压 支 架 与 配 套 设 备 的 关 系 图1 3 5 2 5 0 7 6 4 4 4 3 8 5 03 0 0图 2 液压支架与配套设备的
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本文标题:Z15000-24-48支撑掩护式液压支架【5张图/26000字】【优秀机械毕业设计论文】
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