掩护式液压支架设计
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底座.dwg
底座结构图.dwg
掩护式液压支架装配图.dwg
掩护式液压支架设计论文.doc
立柱装配图.dwg
设计总结.doc
摘 要
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、主要零部件的校核和液压系统的设计。
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 液压 四连杆机构 采煤 支架选型 推溜 移架
Abstract
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 , hydraulic pressure , four-link mechanism , mining coal, support shaping push forwards the conveyer, advancing the powered support.
目 录
1 概述………………………………………………………………………………………5
1.1液压支架的组成和分类……………………………………………………………5
1.2液压支架的工作原理………………………………………………………………8
1.3液压支架的支护方式………………………………………………………………11
1.4支架选型的基本参数………………………………………………………………12
2 总体设计………………………………………………………………………………14
2.1选架型……………………………………………………………………………14
2.2液压支架基本参数的确定…………………………………………………………16
2.3采煤机、液压支架和输送机的配套………………………………………………19
2.4四连杆机构设计…………………………………………………………………21
2.5顶梁长度的确定…………………………………………………………………28
2.6立柱及柱窝位置的确定…………………………………………………………29
2.7平衡千斤顶位置的确定…………………………………………………33
2.8其它千斤顶位置的确定…………………………………………………36
3 支架的受力计算………………………………………………………………………39
3.1液压支架受力分析………………………………………………………39
3.2确定支架的支护强度……………………………………………………40
3.3底座接触比压计算………………………………………………………40
3.4支架支护效率……………………………………………………………40
4 液压支架的主要部件的设计………………………………………………………42
4.1前梁……………………………………………………………………………43
4.2主顶梁………………………………………………………………………………43
4.3掩护梁………………………………………………………………………………44
4.4前、后连杆…………………………………………………………………………45
4.5底座…………………………………………………………………………45
4.6立柱…………………………………………………………………………………46
4.7千斤顶………………………………………………………………………………47
5 主要零、部件的强度校核……………………………………………………………49
5.1校核的基本要求……………………………………………………………………49
5.2前梁的校核…………………………………………………………………………50
5.3主顶梁的校核………………………………………………………………………52
5.4掩护梁的强度校核…………………………………………………………………55
5.5底座强度校核………………………………………………………………………57
5.6销轴和耳座的强度校核……………………………………………………………59
5.7立柱强度校核………………………………………………………………………62
6 液压系统设计…………………………………………………………………………68
6.1液压支架的液压系统的简介………………………………………………………68
6.2液压支架的液压系统拟订…………………………………………………………69
6.3液压元件的选取……………………………………………………………………71
6.4液压控制系统………………………………………………………………………72
结束语………………………………………………………………………………………76
参考文献…………………………………………………………………………………77
1 概述
1.1 液压支架的组成和分类
1.1.1液压支架的组成
液压支架是综采工作面支护设备，它的主要作用是支护采场顶板，维护安全作业空间，推移工作面采运设备。
液压支架的种类很多，但其基本功能是相同的。液压支架按其结构特点和与围岩的作用关系—“般分为三大类，即支撑式、掩护式(图1-2)和支撑掩护式(图1-3) 根据支架各部件的功能和作用，其组成可分为4个部分：
(1) 承载结构件，如顶梁、掩护梁、底座、连杆、尾梁等。其主要功能是承受和传递顶板和垮落岩石的载荷。
(2) 液压油缸，包括立柱和各类千斤顶。其主要功能是实现支架的各种动作，产生液压动力。
(3) 控制元部件，包括液压系统操纵阀、单向阀、安全阀等各类阀，以及管路、液压、电控元件等。其主要功能是操作控制支架各液压油缸动作及保证所需的工作特性。
图1-2 掩护式液压支架结构 图1-3 支撑掩护式液压支架结构
(4) 辅助装置，如推移装置、护帮(或挑梁)装置、伸缩梁(或插板)装置、活动侧护板、防倒防滑装置、连接件等。这些装置是为实现支架的某些动作或功能所必需的装置。
1.1.2液压支架的分类及特点
按液压支架在采煤工作面的安置位置来划分，有端头液压支架和中间液压支架。端头液压支架简称端头支架，专门安装在每个采煤工作面的两端。中间液压支架是安装在除工作面端头以外的采煤工作面所有位置的支架。
中间液压支架按其结构形式来划分，可分为三种基本类型，即：支撑式、掩护式和支撑掩护式。
1 支撑式支架
支撑式支架是出现最早的一种架型，按其结构和动作方式的不同，支撑式支架又分为垛式支架（图1-4 a）和节式支架（图1-4 b）两种结构型式。垛式支架每架为一整体，与输送机连接并互为支点整体前移。节式支架由 个框节组成，移架时，各节之间互为支点交替前移，输送机用于支架相连的推移千斤顶推移。节式支架由于稳定性差，现已基本淘汰。支撑式支架的结构特点是：顶梁较长，其长度多在 左右；立柱多，一般是 根，且垂直支撑；支架后部设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；支架的的工作空间和通风断面大。
由上可知，支撑式支架适用于直接顶稳定、老顶有明显或强烈周期来压，且水平力小的条件。
此种支架在现阶段的综采工作面的生产时都已基本不再采用。
2 掩护式支架（如图1-2）
其主要由前梁、主梁、掩护梁和侧护板、底座、前后连杆、前梁千斤顶、推移千斤顶、操纵阀等组成。
1-操纵阀、2-双向锁、3-平衡千斤顶、4-双向锁、5-侧护板千斤顶、6-护帮千斤顶、7-立柱千斤顶、8-液控阀、9-推移千斤顶
油液经油管回到油箱，侧护板千斤顶伸出；操纵手柄，使三位四通阀处于右位，侧护板千斤顶的活塞腔接低压油液回油，侧护板千斤顶被收回。
(5) 推溜与移架
操纵手柄，使三位四通阀处于右位，推移千斤顶的活塞腔接低压油液回油，使推移千斤顶的缸体推动支架前移。
结束语
经过近三个月的毕业设计，我系统的熟悉并亲自实践了液压支架的设计。由于以前没有接触过此类设计，在设计过程中遇到了许多困难，包括设计理念、思想、思路和设计方法等很多方面，不过在自己的艰苦探索和老师的悉心指导下，终于一步步克服了这些困难，正是在这样不断的探索中，学到了许多宝贵的知识和许多设计思想。
在这次设计中，我们系统地练习运用了大学四年中所学的基础课程和专业知识。本次设计运用了机械原理、机械设计、机械制造、理论力学、材料力学、液压传动、机械制图等一系列知识，通过理论和实践的结合，使我对所学知识有了更近一步的认识和理解。
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。
本次设计总体来说任务很重,其中有大量的计算分析与强度的校核,以及结构的设计,查一些资料来获取一些经验值。本次设计对我今后的学习和工作打下了一个良好的基础。对我的成长起到了巨大的促进作用。
参考文献
1 武同振、赵宏珠、吴国华，液压支架配套图集[M]，北京：中国农业大学出版社，1993，Pg261~268。
2 丁绍南，液压支架设计[M]，世界图书出版社，1996，Pg43~243。
3 《液压支架图册》
4 刘延俊，液压与气压传动[M]，机械工业出版社，1999，Pg141~191。
5 蔡春源主编，机电液设计手册：中册[M]，沈阳，东北大学出版社，1997，Pg65~137。
6 程居山，矿山机械[M]，机械工业出版社，1995，Pg165~206。
7 吴宗泽，罗圣国，机械工业设计手册[M]，高等教育出版社，1999，Pg29~54。
8 雷天觉主编，新编液压工程手册[M]，北京，机械工业出版社，1996，Pg203~251。
9 吴相宪 王正为 黄玉堂主编《实用机械设计手册》.中国矿业大学出版社，1997
10 林建业主编.《液压传动设计手册》.上海人民出版社， 1995
11 李玉琳主编.《液压元件与系统设计》.北京航空航天大学出版社，2002
12 雷中范主编.《液压传到系统》.机械工业出版社， 1989
13 陆元章主编.《现代机械设备设计手册》.机械工业出版社，1996
14 蔡春源主编.《机电液设备手册》.机械工业出版社，1990
15 濮良贵 纪名刚主编.《机械设计》.第七版.高等教育出版社，2001
16 孙恒 陈作模主编.《机械原理》.第六版.高等教育出版社，2000
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