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含8张CAD图纸、说明书 ZZ5600 25 47 支撑 掩护 液压 支架 设计 CAD 图纸 说明书

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ZZ5600-25-47支撑掩护式液压支架设计【含8张CAD图纸、说明书】,含8张CAD图纸、说明书,ZZ5600,25,47,支撑,掩护,液压,支架,设计,CAD,图纸,说明书

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毕业论文任务书任务下达日期： 20*年2月28 日毕业论文日期： 20*年3月07日至20*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主要内容和要求：主要内容：1、液压支架的原理、发展等；2、根据围岩性质、煤层赋存条件、初选配套设备的相关尺寸，确定支架基本架型及支架结构；液压支架的基本参数确定及其尺寸计算。3、对顶梁、底座、掩护梁、立柱、前后连杆等主要结构进行设计，并对其进行受力分析和强度校核。基本要求：工作阻力5600KN，最小高度2.5m，最大高度4.7，中心距1.5。完成主要部件、组件及主要零件工作图的设计，编写完成整机设计计算说明；设计图纸量折合成A0图纸不少于3张，并完成设计说明书，要有英文相关文章的翻译，翻译成中文后不少于3000字。院长签字： 指导教师签字： 摘 要本论文的内容是支撑掩护式液压支架的总体设计。论文主要阐述了一般支撑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。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、连接销轴进行强度校核,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 The content of my paper is the overall design of support-sheild Hydraulic support. This paper mainly expounds the design process of the general support-sheild hydraulic support . What contents of this design include: choose the type, overall design, the design of the mainly parts, the checking of the mainly parts and the design of the Hydraulic system . The support-shield combines the features of the support and the shields. So it possesses the advantages of both.As the equipment of support and protection in the mine,whether the hydraulic support works well bases on its support type, structure and relevant parameters.Firstly, the length of every pole of the leading four-bar mechanism are determined by painting, secondly, basing on the mechanic model , the reasonable computational formula of the support load is decided by analysing the mechanism of the top-beam and the load on shield-beam. Thirdly, with the of design of hydraulic support, the main mechanics of hydraulic support is analyzed and calculated by plane and spatial model. Finally, the maily structure and the connection pin shaft are checked by calculation. And draw out all the process drawings.Key words: support-shield hydraulic support; top-beam; four-bar links; strength目 录1支撑掩护式液压支架概述1 1.1 液压支架的用途11.2液压支架的工作原理1 1.2.1支架自由度计算1 1.2.2支架升降1 1.2.3 支架移动和推移输送机3 1.3 液压支架的分类3 1.4 液压支架的组成4 1.4.1 顶梁4 1.4.2 底座5 1.4.3 立柱5 1.4.4 掩护梁5 1.4.5 活动侧护板5 1.4.6 连杆5 1.4.7操纵控制系统6 1.5 液压支架的设计6 1.5.1 设计目的6 1.5.2 对液压支架的基本要求6 1.5.3 设计液压支架必需的基本参数7 1.5.4坚硬顶板的液压支架设计7 1.6 液压支架的设计动向82 液压支架的结构设计10 2.1 液压支架基本尺寸的确定10 2.1.1 支架高度和伸缩比10 2.1.2 支架中心距11 2.1.3 支架间距的确定11 2.2 支架整体机构尺寸确定11 2.2.1底座长度11 2.2.2确定四连杆机构11 2.2.3确定顶梁的长度17 2.2.4液压支架的性能参数18 2.2.5立柱布置19 2.2.6覆盖率20 2.2.7支架立柱的计算20 2.3 立柱的参数计算21 2.3.1 立柱的初撑力21 2.3.2 立柱的工作阻力22 2.4 千斤顶参数确定22 2.4.1移架千斤顶的尺寸22 2.4.2前梁千斤顶参数23 2.4.3侧推千斤顶参数23 2.4.4护帮千斤顶参数24 2.5 底座接触比压的计算24 2.6 液压支架的主要技术参数253液压支架的受力分析及校核26 3.1液压支架整体受力分析27 3.2液压支架的底座分析304 液压支架部件的安全强度校核32 4.1 液压支架在强度设计时强度条件32 4.2 液压支架的强度校核33 4.2.1 顶梁强度的校核33 4.2.2 掩护梁强度的校核37 4.2.3 底座强度的校核38 4.2.4 立柱稳定性验算41 4.2.5 顶梁耳板的强度校核44 4.2.6 前连杆与底座的销轴校核45 4.2.7 掩护梁与顶梁的销轴校核45 4.2.8 后连杆与底座的销轴校核46 4.3 液压系统的控制方式465 液压支架的操作和维护47 5.1 液压支架的操作管理事项47 5.2 液压支架维护和管理的具体内容47结 论48参考文献49翻译部分 英文原文50 中文译文57致 谢631 支撑掩护式液压支架概述1.1 液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。1.2液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11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。1.2.1支架自由度计算低副是指两个构件参加接触而构成运动副的表面面接触的运动副。高副是指点接触或线接触的运动副。运动副是指两构件直接接触而构成的可动连接。式中n为机构中的活动构件数目。为机构的低副数目。为机构的高副数目。1.2.2支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。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。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12，即：开始升柱至单向阀关闭时的初撑增阻阶段，初撑后至安全阀开启前的增阻阶段，以及安全阀出现脉动卸载时的恒阻阶段，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。1.2.3 支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。1.3 液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利用立柱与顶梁直接支撑和控制工作面的顶板。其特点是：立柱多，支撑力大，切顶性能好；顶梁长，通风断面大，适用于中等稳定以上的顶板。支撑式支架有垛式和节式之分。（1）节式节式支架由24个框架组成，用导向机构互相联系，交替前进，（2）垛式整个支架为一整体结构，整体移动，通常有46根立柱，可以支撑坚硬与极坚硬的顶板。2、掩护式支架掩护式支架利用立柱、短顶梁支撑顶板，利用掩护梁来防止岩石落入工作面。其特点是：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。1.4 液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。1.4.1 顶梁用途：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。1.4.2 底座用途：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。1.4.3 立柱用途：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。1.4.4 掩护梁用途：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。1.4.5 活动侧护板用途：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。1.4.6 连杆 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。1.4.7操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。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。1.5 液压支架的设计1.5.1 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。1.5.2 对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左右；移架力按煤层厚度而定，薄煤层一般为100150，中厚煤层一般为150250，厚煤层一般为300400。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。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。1.5.3 设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。1.5.4坚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30左右，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=0.3时水平力对支架强度的影响。1.6 液压支架的设计动向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16Mn ，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2532 ，回液管2550 ， 最快移架速度1012 (井下实际应用有时在20 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(68) 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。ZY 两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SSTS液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。4、计算机辅助设计(CAD)有了较大发展。开发了CAD工作站和微机CAD系统，建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CAD化。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，提高到912。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2.1 液压支架基本尺寸的确定2.1.1 支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： 式中支架最大高度，；支架最小高度；煤层最大高度，；煤层最小高度，；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200300，取；顶板最大下沉量，一般100200mm，取；a移架时支架的最大可缩量，一般取；浮矸石，浮煤厚度，一般取； 支架伸缩比一般范围内采用单伸缩立柱。2.1.2 支架中心距 考虑液压支架配套使用SGZ-960/2*700型刮板输送机，我国刮板运输机溜槽每节长度为1.5，千斤顶连接块位置在每节溜槽中间，所以除节式和迈步式支架之外，支架间距一般为1.5。2.1.3 支架间距的确定所谓支架间距，就是相邻两支架中心线间的距离，按下式计算侧护板的行程一般为170200。2.2 支架整体机构尺寸确定2.2.1底座长度底座是将顶板压力传递到底板和稳定支架的部件。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，等等。通常，掩护式支架的底座长度取3.5倍的移架步距（一个移架步距为0.6）,既2.1左右；支撑掩护式支架的底座长度取4倍的移架步距，即2.4左右。因此，取底座长度为3500。2.2.2确定四连杆机构(1)四连杆机构的作用1) 梁端护顶 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）挡矸 鉴于组成四连杆机构的掩护梁既是连接件，又是承载件，为了承受采空区内破粹岩石所赋予的载荷，掩护梁一般作为整体箱型构件，具有一定的强度。由于它处在隔空采空区的位置，故可以起到良好的挡矸作用。(2)四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21所示，顶梁端点运动轨迹的最大宽度，最好为30以下。图2-2 四连杆机构几何特征2、支架在最高位置时和最低位置时，顶梁与掩护梁的夹角P和后连杆与底平面的夹角Q，如图21所示，应满足以下要求：支架在最高位置时，P ，Q ；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：,求得；为了安全可靠在最低工作位置时，应使为宜，而Q角主要考虑掩护梁底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。在特殊情况下需要较小角度时，可提高后连杆下铰点的高度。3、由图2-1可知，掩护梁与顶梁铰点E和瞬时中心O之间的连线与水平线的夹角为Q，设计时，要使范围内，主要原因是Q角直接影响附加力Qy的数值大小。4、支架工作段要求曲线向前凸的一段，如图21所示的h段，其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。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22所示。 从图22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(3)四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23所示。掩护梁长度；后连杆长度；E点垂直线到后连杆下铰点之距；支架最高位置时的计算高度；支架最低位置时的计算高度；从几何关系可以列出:将以上两式联立解得：按四连杆机构的几何特征所要求的角度，选定：；。支架在最高位置时的值为：因此掩护梁的长度为：后连杆长度为： 前后连杆上铰点之间的距离为：一般，具体作图步骤如下： 1、确定后连杆下铰点O点的位置，使它大体比底座略高，一般为200250。2、过O点作水平线HH线与底座相平行。3、过O点作一条直线与水平线HH线相交其交角为。4、以O点为圆心，以为半径作圆，与该直线相交于A点，即为后连杆与掩护梁的上铰点。5、过A点作一条直线与水平线HH线相交其交角为。6、以A点为圆心，以L为半径作圆，与该直线相交于点，即为掩护梁、与顶梁的铰点。7、过点作一条直线与水平线HH平行的FF直线，则HH线与FF线的距离为h，即为液压支架最高位置的计算高度。8、以A点为圆心，以0.25倍的L为半径作圆，即为前连杆的上铰点。9、过点作FF线的垂线。假设在液压支架升降过程中，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。11、取 中点为点，为液压支架在降到中间位置时，掩护梁与顶梁的铰点。12、以O点为圆心，以为半径作圆弧。13、以点为圆心，以掩护梁长L为半径作圆，与圆弧相交于点，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、以点为圆心，以掩护梁长L为半径作圆，与圆弧相交于点，此点为液压支架在最高位置时，掩护梁与后连杆的铰点。15、并以点为圆心，以0.25倍的L为半径作圆，与 相交于点。以点为圆心，以0.25倍的L为半径作圆，与相交于点。即、 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、，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 和的垂直平分线交于点，即为前连杆的下铰点，为前连杆的长度。16、过点向HH线作垂线，交于点。则、为液压支架的四连杆机构。按以上步骤作图。 2.2.3确定顶梁的长度顶梁长度：式中：B液压支架的配套尺寸；液压支架的配套设备有：MG650/(500,400)/1630(1330,1130)-WD型采煤机，SGZ960/2*270型刮板输送机。A后连杆长度，；G掩护梁长度，；e支架由高到低顶梁前端最大位移量，；C梁端距, ；考虑由于工作面顶板起伏不平造成输送机和采煤机的倾斜，以及采煤机割煤时垂直分力使摇臂和滚筒向支架倾斜，为避免割顶梁而留的安全距。中厚煤层液压支架梁端距在280340，取；液压支架在最高位置时，后连杆与水平面的夹角。由前面知，液压支架在最高位置时，掩护梁与水平面的夹角。由前面知，取2.2.4 液压支架的性能参数(1)液压支架的支护强度支护强度：式中：K作用于支架上的顶板岩石厚度系数，一般为58。取M截割高度，m。取最大截割高度，岩石密度，一般取 =0.7 MPa(2)液压支架的工作阻力支架支撑顶板的有效工作阻力为：式中：Fc支架的支护面积，式中：L支架顶梁长度，；C梁端距，；B支架顶梁宽度，；K架间距，。(3)液压支架的初撑力初撑力的大小对支架的支护性能和成本都有很大影响。较大的初撑力能使支架较快达到工作阻力，减慢顶板的早期下沉速度，增加顶板的稳定性。但对乳化液泵站和液压元件的耐压要求提高。一般取初撑力为（0.60.8）倍的工作阻力。(4)液压支架的移架力和推溜力移架力与支架结构、质量、煤层厚度、顶板性质等有关。一般中厚煤层支架的为移架力150300 ，取移架力为 250 ；推溜力一般为100150 ，取推溜力为150 。 2.2.5 立柱布置该液压支架采用单伸缩机械加长杆立柱，立柱数目为4。立柱间距指支撑式和支撑掩护式支架而言即前、后柱的间距。立柱间距的选择原则为：有利于操作、行人和部件合理布置。支撑式支架和支撑掩护式支架的立柱间距为11.5。本支架立柱间距选1.5。2.2.6覆盖率支架覆盖率是顶梁接触顶板的面积与支架支护面积之比值，即=86 （合适）覆盖率的大小与顶板性质有关。对于不稳定顶板不小于8595；中等稳定顶板不小于7585；稳定顶板不小于6070。否则会引起冒顶。2.2.7支架立柱的计算在液压支架的总体设计中，除了顶梁、掩护梁、底座的长度与宽度，立柱布置和连杆机构尺寸，从而形成支架的总体框架结构外，为保证支架安全、可靠地工作和良好的支护性能，还必须根据工作和支护要求，设置相应的立柱和液压千斤顶。(1)单伸缩立柱缸径的确定立柱的缸体内径按下式进行计算：式中：D立柱缸体内径（） F1支架承受的理论总载荷力（） n每架支架立柱数 Pa安全阀调正压力（） 立柱最大倾角（）本支架中，=4000kN，=4，=40MPa， =6，带入数据得：所以，立柱缸径取220。根据计算值，依据MT/T94-1996液压支架立柱及活塞杆外径系列，从表4-1中选取比计算值大的标准作为内径。单伸缩立柱尺寸如下：外缸内径：220；活柱内径：170；缸筒材料采用27SiMn无缝钢管。(2)泵站压力和立柱安全阀的调整压力本设计选用XXB2B型乳化液压泵，泵站的压力确定按产品目录规定的泵站压力，一般选31.5Mpa，计算时考虑损失按31 Mpa进行计算。安全阀的调整压力，按选定后的立柱缸体内径和支架承受的理论支护阻力；来确定。即： 式中的按下式计算： 式中： 支架在最高位置时立柱的倾角（）带入数据得： (KN) 则： （MPa）Pa求出后，即可选出与相近得安全阀，此安全阀得动作压力即支架安全阀得调整压力。这里选取YF1B型安全阀。安全阀的调整压力40MPa。2.3立柱的参数计算2.3.1立柱的初撑力立柱的初撑力：式中：一级缸内径，；泵站压力，。2.3.2立柱的工作阻力立柱的工作阻力：式中：一级缸内径，；安全阀额定工作压力， 。在0.350.7之间满足要求。2.4千斤顶参数确定2.4.1移架千斤顶的尺寸推移千斤顶装在底座内，可直接或间接与支架底座和输送机相连，是实现移架和推溜的主要装置。为了保证推移千斤顶的移架力大于推溜力，可采用活塞式推移千斤顶、差动控制回路或千斤顶两腔不同供液来实现。此时，推移千斤顶活塞杆 (或缸筒)、缸筒 (或活塞杆)可直接与输送机和支架底座相连。也可采用在底座和输送机间增设一框架的间接连接形式。从结构简单、操作使用维修方便的观点看，浮动活塞式与差动控制式较好。在正常工作状况下，当采用先移架、后推溜的即时支护的工作方式时，浮动活塞式、差动回路式和双供液式的千斤顶活塞杆均处于伸出状态，而框架连接的千斤顶活塞杆则处于缩回状态；反之，当采用先推溜、后移架的滞后支护时，前三种推移装置的千斤顶活塞杆则处于缩回状态，而框架连接的千斤顶活塞杆则处于伸出状态。 推移千斤顶采用平面短推杆式方式，其缸体内径为： （2-12）式中 推移千斤顶缸体内径() 推移千斤顶推力(kN),取=485则有： ()查表2-13：取=140，杆径:85，缸体材料规格：168*32（）。杆选用85号钢。推移千斤顶的行程与推移步距有关，当推移步距为1000时，推移千斤顶的行程为1100。2.4.2 前梁千斤顶参数当顶梁较长，采用前、后梁的铰接结构时，需在前、后梁之间装设前梁千斤顶，以保持一定的梁端支撑力。通常，前梁千斤顶的活塞杆与前梁上的支座铰接，缸筒与后梁上的支座铰接，利用杠杆作用使前梁绕前、后梁之间的铰点上、下摆动。千斤顶的结构长度可按布置型式和结构确定。缸体内径： 查千斤顶缸体内径标准表 活柱外径 2.4.3 侧推千斤顶参数缸体内径 查缸体内径 ，活柱外径 。 2.4.4 护帮千斤顶参数缸体内径 查缸体内径 ，活柱外径 。 2.5 底座接触比压的计算顶板对支架的巨大载荷经由整台支架传到底板，在支架底座与底板接触处将具有一定的比压。由于底板岩性不同，含水量不同等因素，使底板具有不同的抗压强度。则在设计支架时，应验算底板的比压。底座对底板的比压值应小于底板的抗压强度，否则底座会陷入底板，造成移架困难，顶底板移近量增大，支架失稳以及支撑力降低等现象。计算底板比压时，首先要计算底板与底座的接触面积。如图5-7所示，液压支架底座底板的接触面积为：式中 底座的长度； 底座的宽度；图5-7 底座面积然后计算底座对底板的平均比压如下：2.6液压支架的主要技术参数液压支架主要技术参数如表2-1所示：表2-1 ZZ5600/25/47液压支架性能参数一览表部 件项 目技 术 参 数支架总体性能支架高度（m）2.54.7支架宽度（m）1.41.6支架中心距 (m)1.5工作阻力 (kN)5600初撑力 (kN)4980支护强度 (MPa)0.752对底板比压 (MPa)1.9工作压力 (MPa)31.5立柱型式单伸缩加机械加长杆缸/柱径 (mm)280/210行程 (mm)1365工作阻力 (kN)1520初撑力 (kN)1216推移千斤顶型式普通缸/杆径 (mm)140/85行程 (mm)1100推输送机力 (kN)485拉架力 (kN)360侧推千斤顶型式普通缸/杆径 (mm)80/50行程 (mm)150推力 (kN)158拉力 (kN)108护帮千斤顶型式普通缸/杆径 (mm)100/70行程 (mm)300推力 (kN)247拉力 (kN)126前梁千斤顶型式普通缸/杆径 (mm)100/70行程 (mm)300推力 (kN) 247拉力 (kN)126配 套设 备采煤机MG650/（500.400）-WD刮板输送机SGZ960/2*7003液压支架的受力分析与校核支架的受力分析与计算，是按理论力学中一物体受几个力作用下处于平衡状态时，所受的合力矩之和为零的原理来进行分析和计算得。所以当支架支撑后在处于平衡状态时，取整体或某一部件为分离体也处于平衡状态，其合力和合力矩为零。即：满足静力平衡的充分必要条件为，各力在x轴上的投影之和为零，各力在y轴上的投影之和为零，各力对某点取矩之和为零，下面根据这一理论对支架进行受力分析和计算。在支架撑牢在顶底板之间时，取其整体或某一部件为分离体，皆处于平衡状态。据此把支架简化为平面杆系进行受力分析和计算。3.1液压支架的整体受力分析当支架撑牢在顶底板之间时，取其整体或某一部件为分离体，皆处于平衡状态，据此，把支架简化成平面杆系进行受力分析和计算。取顶梁为分离体进行受力分析，如下图式中： 顶梁所受集中力，KN；顶梁千斤顶板摩擦系数，=0.3；前排立柱的合力，=3039.6 KN；后排立柱的合力，=3039.6 KN；顶梁A点所受水平分力，KN；顶梁A点所受垂直分力，KN；整理得： =6715.68 （KN） =1803.06 （KN） （）式中：x后梁集中作用点与顶梁后端之距，； 掩护梁与顶梁铰点与顶梁上表面之距， ； 前排立柱上铰点与顶梁上表面之距， ； 后排立柱上铰点与顶梁上表面之距， ； 后排立柱上铰点与顶梁后端之距， ； 前排立柱上铰点与顶梁后端之距， 。 取掩护梁为分离体进行受力分析式中： 后连杆力，KN； 后连杆与水平面的夹角，61 前连杆与水平面的夹角，80 ， ，的反作用力。 顶梁载荷分布在把顶梁所受顶板的载荷求出后，就可以进一步计算出载荷在顶梁上面的分布情况。由于顶板与顶梁接触情况不同，载荷实际分布很复杂。为计算方便，假设顶梁与顶板均匀接触且载荷为线性分布。设顶梁长为顶板的集中载荷为，其作用点距顶梁一端为x。 图 顶梁三角形载荷分布当时，载荷分布为三角形顶梁前端比压为零，后端比压为顶梁后端比压，MPa；顶梁宽度，。代人得： 3.2 液压支架的底座分析底座主要尺寸的确定：底座长度 通过比较，取底座长度为3500。底座宽度 通过比较，取底座宽度为1300。底座其它尺寸的确定通过比较，确定立柱下铰点，连杆下铰点位置（水平与垂直方向距离）。取底座为分离体进行受力分析，如图，可求出底板的支撑反力及作用点的位置如下： 式中： 底座集中力大小， （KN）； 前连杆与水平面的夹角，61； 后连杆与水平面的夹角，80； 底座集中力距底座后端距离，（mm）； 前后立柱下铰点距底座下平面之距， （）； 前连杆下铰点距底座下平面之距， （）； 后连杆下铰点距底座下平面之距， （）； 前后连杆下铰点水平距离， （）； 前后立柱下铰点之距， （）； 后排立柱下铰点与底座后端之距， （）4 液压支架部件的安全强度校核根据不同顶板的载荷分布，为保证液压支架能正常工作，首先必须确定液压支架的合理工作阻力，然后对各种支架进行受力分析，在受力分析的基础上，要对液压支架的各种部件进行强度计算，确保液压支架所有部件的强度安全。底座等部件都属于箱体式焊接结构件，它们的强度都取决于液压支架工作阻力和钢板及焊接的许用应力。为了保证它们具有足够的强度，就必须根据力学原理进行强度校核。4.1 液压支架在强度设计时强度条件在液压支架的研制、试验过程中，各构件的强度计算是极为必要的。前面的内容已经给出了支架主要零部件受力分析和负荷的计算方法，但是由于液压支架的结构特点、外载荷特点以及其使用条件的特殊性，在强度计算中的强度条件也是有其特殊性的。当然强度条件要以现阶段液压支架所选用的材料、制造工艺以及失效形式等为依据，随着时间的推移，如果上述诸点有变化，强度条件也必须作相应调整。下面简单介绍我国液压支架强度计算中的强度条件：1 强度校核均以材料的屈服极限计算安全系数。2 结构件、销轴、活塞杆的屈服极限及强度条件：（1） 各结构件通常采用15CrMo，并由具有保证厚度的钢板焊接而成，按手册中的屈服极限取值。（2） 主要销轴均采用CrMo或40Cr等合金结构钢，按手册中的屈服极限取值。（3） 活塞杆均采用45号钢，取屈服极限 。（4）结构件、销轴和活塞杆的强度条件为： （320）式中 危险断面计算出的最大应力，MPa； 许用安全系数。3 缸体材料采用27SiMn无缝钢管，取抗拉强度，强度条件为： （3-21）式中 缸体许用应力，MPa；许用安全系数，取3.54。4 焊条抗拉强度取，其强度条件为： （2-22）式中 计算出的焊缝许用应力；按焊条类型来定。5 许用挤压应力按下式计算： （3-23）6 安全系数安全系数如表31所示表31 安全系数表安全系数前梁顶梁底座掩护梁前连杆后连杆1.11.11.11.31.31.3安全系数主要轴缸体焊缝活塞杆1.33.343.341.44.2 液压支架的强度校核4.2.1顶梁强度的校核顶梁采用15CrMo等普通低合金结构钢，并由具有标准厚度的钢板焊接而成，取屈服极限 MPa。画出顶梁结构简图、受力图、剪力图和弯矩图。 对各点左右的剪力计算如下：A点： B点： C点： D点： 弯矩图 从A点向C点取矩A点：B点：C点：从D点向C点取矩D点：C点： 截面积A及截面形心至顶面的距离yc 。截面图如下： 每个零件中心到截面形心的距离为： 计算截面中心惯性距Ji矩形截面的惯性短为：式中 b截面宽度； h截面高度。计算每个零件对截面形心的惯性距Jzi 计算弯曲应力和安全系数： 安全系数：故顶梁的弯曲强度符合设计要求。4.2.2掩护梁强度的校核 取掩护梁为分离体进行坐标转换 首先对每块钢板编号，把位置状态相同和截面积相同的钢板编成1个号，再计算截面积A及截面形心至顶面的距离yc 。截面图如下：计算截面积F和截面形心距 每个零件中心到截面形心的距离为： 计算截面中心惯性距Ji矩形截面的惯性短为：式中 b截面宽度； h截面高度。计算每个零件对截面形心的惯性距Jzi 计算弯曲应力和安全系数： 安全系数：4.2.3底座强度的校核取底座进行受力分析，如下图因为后柱窝、前连杆、Fn受力处的弯距都比较大，所以都要校核它们的截面，其过程如下：后柱窝处的受力分析首先对每块钢板编号，把位置状态相同和截面积相同的钢板编成1个号，再计算截面积A及截面形心至底面的距离yc 。截面图如下：计算截面积F和截面形心距 每个零件中心到截面形心的距离为： 计算截面中心惯性距Ji矩形截面的惯性短为：式中 b截面宽度； h截面高度。计算每个零件对截面形心的惯性距Jzi 计算弯曲应力和安全系数： 安全系数：4.2.4立柱稳定性验算验算活柱全部伸出并受最大同心载荷的稳定性立柱稳定性条件按下式进行验算 式中：立柱的稳定极限力 立柱的最大工作阻力 活塞杆断面惯性矩 稳定条件适用范围 式中： 活塞杆头部 到最大绕度处的距离。为了利用上面两式，要先计算活塞杆和油缸的惯性矩和 式中 缸体外径280 缸体内径220 活塞杆直径210 活柱采用27SiMn，端部接小头球直径为 式中 材料许用应力 255 立柱推力 活柱空心直径 取 立柱行程（立柱伸缩长） 立柱最小导向长度 缸底厚度 mm 圆整取80 mm缸体壁厚应满足厚度要求：当时，按中等壁厚缸体公式进行计算 式中 刚体最大承压安全系数为缸体材料27SiMn 1020MPa许用安全系数取3.5与4之间所以缸体壁厚满足强度要求。立柱高： 式中：缸筒内径 稳定条件适用范围 式中：活塞杆部销孔至最大绕度处距离 2080 mm 缸底销孔至最大绕度处的距离 2305 mm根据及查极限力计算图可得值，将该值代入可得值。查极限阻力计算图知将此值代入得 所以设计的立柱满足稳定性条件。4.2.5顶梁耳板的强度校核耳板在挤压力F作用下销轴向耳板销孔挤压，挤压应力按下式计算。式中： 挤压力 耳板数量 偏载系数 耳板厚度 销孔直径 耳板受挤压投影面积 挤压安全系数 耳板受拉的危险断面为销轴直径外拉力为安全系数 4.2.6前连杆与底座的销轴校核设销轴截面积为、抗弯模数为、销轴所受的弯矩为，收受剪切力为。销轴弯曲应力，剪应力分别为： 弯矩 安全系数4.2.7掩护梁与顶梁的销轴校核设销轴截面积、抗弯模数为，销轴所受弯矩，所受剪切力为，销轴弯曲应力剪应力 弯矩 安全系数4.2.8后连杆与底座的销轴校核耳板在挤压力作用下，销轴向耳板孔挤压。耳板所受挤压应力按下式计算：式中： 挤压力 耳板数量 偏载系数 耳板厚度 销孔直径 耳板受挤压投影面积 挤压安全系数 耳板受拉的危险断面为销轴直径外拉力为安全系数 4.3 液压支架的控制方式采用自动控制的控制方式，由于手动控制的操作速度受到人员在工作面行走速度限制。特别是在薄煤层工作中，操作人员花费在从一个支架行走到另一个支架的时间较长，体力消耗也很大。因此，手动控制液压支架使高效采煤机械的工作能力不能充分发挥出来。所以，研制和开发自动控制系统是液压支架进一步发展的方向之一。因为地下工作条件复杂多变，在工作条件的监控方面，在人机之间和采煤机与支架之间的完善联系还有大量工作要做。总的趋势是采用带有电脑控制的电液先导液压控制系统。分配阀多采用安全火花型电液控制分配阀，监控装置多转换成电信号输入电脑指令系统。5 液压支架的操作和维护5.1 液压支架的操作管理事项1、为了操作方便和便于记忆，操纵阀组中每片阀部都带有动作标记。操作工必须了解支架各元件的性能和作用，熟练准确地按操作规程进行各种操作。归纳起来，支架操作要作到：快、够、正、匀、平、紧、严、净。1)“快”移架速度要快；2)“够”推移步距要够；3)“正”操作正确无误；4)“匀”操作要均匀平稳；5)“平”推溜移架要确保三直两平；6)“紧”及时支护紧跟采煤机进行拉移支架；7)“严”接顶挡矸要严实；8)“净”架前架内浮煤碎矸要及时清除。2、工作面支架基本操作程序为：割煤拉移支架推移前输送机。3、及时清除支架和输送机之间的浮煤碎矸，以免影响移架；定期清除支架推杆下和柱窝内的煤粉、碎矸；定期冲洗支架内堆积的粉尘。4、爱护设备，不准用金属件、工具等物碰撞液压元件，尤其要注意防止碰砸伤立柱、千斤顶活塞杆的镀层和挤坏胶管接头。5、操作过程中若出现故障，要及时排除，操作工也应带一定数量密封件和易损件，一般故障操作工应能排除；若个人不能排除的要及时报告，会同维修工及时查找原因，采取措施迅速排除或更换零部件。6、对各处的安全阀不得随意拆卸，若必须更换处理要先采取措施进行卸压后方可拆卸更换。 5.2 液压支架维护和管理的具体内容1、基本要求：掌握液压支架有关知识，了解各零部件机构、规格、材料、性能和作用，遵守维护规程，及时排除故障，保持设备完好，保证正常安全生产。安全提示：不能带压拆卸任何液压元件。2、维护内容：日常维护保养和拆检维修，维护的重点是液压系统。日常维护保养作到：一经常、二齐全、三无漏堵。“一经常”坚持经常维护保养；“二齐全”连结件齐全、液压元部件齐全；“三无漏堵”阀类无漏堵、立柱千斤顶无漏堵、管路无漏堵。液压元件维护修理的原则是：井下更换、井上检修。3、维修前做到：一清楚、二准备。“一清楚”维护项目和重点要清楚；“二准备”要准备好工具尤其是专用工具，准备好各种配件。4、维护时做到：了解核实无误、分析准备、处理果断、不留后患。“了解核实”了解出事故的前因后果并加以核实无误；“分析准确”分析故障部位及原因要准确；“处理果断”判明故障后果断处理，该更换的既更换，需拆检的既上井检修；“不留后患”树立高度责任感和事业心、排除故障不马虎、不留后患，设备不带“病运转”。5、坚持维修检修制度：做到五检：班随查、日小检、周(旬)中检，月大检、季(年)总检。“班随检”生产班维修工跟上班随检，着重维护保养和一般性故障部位和零部件，基本保证三个生产班不出大的故障；“周(旬)中检”在班检、日检的基础上进行周(旬)末的全面维修检修、对磨损、变形较大和漏堵零部件进行“强迫”更换，一般在6小时内完成，必要时可增加工12h；“月大检”在周(旬)检基础上每月进行一次全面检修，统计出设备完好率，找出故障规律，采取预防措施，一般在12h内完成，必要时可延长至一天，列入矿检修计划；“季(年)总检”在每月的基础上每季(年)进行总检，一般在一天内完成，也可与当日大检结合进行，统计出季(年)设备完好率，验证故障规律，找到经验教训(亦可搞半年总结和年终总结)。6、维护工要做到：一不准、二安全、三配合、四坚持。“一不准”井下不准随意调整安全阀压力；“二安全”维护中要保证人和设备安全；“三配合”生产班配合操作工维护保养好支架、检修班配合生产班保证生产班无大故障、检修时与其它工种互相配合共同完成检修班任务；“四坚持”坚持正规循环和检修制度、坚持事故分析制度、坚持检修日志和填写有关表格，坚持技术学习提高业务水平。结 论本文详细介绍了支撑掩护式液压支架的总体结构设计，完成了各结构件的设计，以及液压系统原理的设计；同时建立了支架平面力学模型，对各结构件进行了受力分析和强度校核。并通过计算机软件Visual Basic来进行四连杆机构优化设计编程，从而确定了支架的四连杆机构各杆系的长度。因此，顶梁运动轨迹在水平方向上的最大距离e取得了最优的值。这样的运动轨迹使的支架在升降架时，顶梁对顶板的作用很小，所以对顶板稳定性的影响很小。本文设计的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，具有整体性好、支护安全、能够自移，对工作面支护适应性强，体积小，重量轻，成本低，运输、安装、拆卸、使用均比较方便的特点。因此具有很高的性能价格比。在设计过程中，使后立柱的位置靠近顶梁的后端，从而增加了支架后部的切顶能力，有利于坚硬顶板的及时垮落并减小块度，实现支架对顶板的有效管理。顶梁、掩护梁和后连杆都采用了侧护板，可将采空区的矸石可靠的挡住，适应性强。推移结构采用反装式千斤顶的框架结构，提供较大的移架力，以满足拉架的需要。整体式底座是用钢板焊接成的箱式结构，整体性强，稳定性好，强度高，不易变形，与底板接触面积大，比压小。同时，底座前端制成滑撬形，以减小支架的移架阻力；而且采用过桥连接，增加了底座的刚度。参考文献：1 黄嘉兴、李炳文、王启广著. 采掘机械与支护设备.徐州中国矿业大学出版社.2006.042 鲁忠良、肖亚宁、唐中华著.煤矿液压支架的实用安全理论及技术.中国矿业大学出版社.2009.043 洪晓华著.矿井运输提升. 徐州：中国矿业大学出版社.2005.74 李爱军、曾维鑫著.画法几何及机械制画. 徐州：中国矿业大学出版社.2002.85 刘效春. 支架结构件的焊接工艺技术探讨. 淮北矿业集团机电装备有限责任公司工艺科.安徽.2005.76 胡云岩等著.实用焊工速查手册 .石家庄：河北科学技术出版社，20027 张先尘著. 煤矿开采技术新研究. 徐州：中国矿业大学出版社.1987.128 王国法著. 液压支架技术 .煤炭科学与技术.1999.99 谢锡纯,李晓豁著.矿山机械与设备. 徐州：中国矿业大学出版社 200010 姚雪峰. 液压支架四连杆机构的近似直线机构设计.山西 大同：山西矿业职业技术学院, .2002.611 甘永立著. 几何公差与检测. 上海：上海科技出版社. 2001.412 王洪欣、李木、刘秉忠著.机械设计工程学.徐州：中国矿业大学出版社.2004.113辉祖著. 料料力学. 北京：高等教育出版社.1999.914Joseph E.Shigley,Charles R.Mischke.机械工程设计.北京：机械工业出版社,2002英文原文One Realization Method for Remote Control of Hydraulic Support of the Electro-hydraulic in Coal Mine FaceAbstractThe remote control part of the system can set parameters such as operating mode and so on, while real-time recording and displaying running state of hydraulic supports, preserving historical data. It gathers control, data recording, data query and intelligence analysis as a whole, communicating with underground with RS485 and CANBUS communication interface functions, through PROFIBUS, MODBUS, CANBUS and other real-time protocols, in order to achieve continuous data acquisition and control, namely, to achieve unattended automatic operation, so that unmanned in the major coal production links to attain truly safe production.I. IntroductionSince the inception of mechanized mining technology, all electro-hydraulic control system of hydraulic supports depend on imports. But the high cost and price, long supply cycle, technological security, untimely service, unopened agreement severely restrict the development of Chinas coal industry, and even become into bottleneck problems of the developing highintensive production to achieve unmanned exploration despite its excellent performance and technical support in enhancing the countrys coal production and efficiency. And coal is the main body of Chinas primary energy, accounting for 70% of total energy. National Plan for long-term scientific and technological development explicitly pointed out that we should vigorously develop coal clean, efficient, safe mining and utilization technologies, and strive to reach the international advanced level. Around this development strategy, intensive and efficient coal mining equipment and technology, automation and intelligent technology of coal production, coal mine safety production technology has become a priority theme of development in China, and coal integrated mechanization and automation technology are the key link to achieve safe and efficient coal mining, while the hydraulic supports electro-hydraulic automatic control system is an important part of the link. Hydraulic supports electro-hydraulic control system is a distributed control system. There are these hydraulic support electro-hydraulic control system: DBTs PM4, MARCO companys PM31 and JOYs RS20-type and so on. The first fully mechanized caving hydraulic supports electro-hydraulic control system designed by the Coal Science Research Institute (Heaven and Earth Science and Technology Co., Ltd.) and the German Make has been running in Yanzhou Coal Mine. The system represents latest development level of the current electro-hydraulic control system, but the process of localization has not been yet completed. To this end, research for hydraulic supports electrohydraulic automatic control system with independent intellectual property has not only of great practical significance, but also has far-reaching historical significance.Hydraulic supports electro-hydraulic automatic control system is one network monitoring and control system with local control, LAN control and remote control , including ground control system, central control system, frame controller, network communication systems and power supply. The method resolves the ground control issues of hydraulic supports electro-hydraulic control system, which is remotecontrolled part and the master part of unmanned watching mining. This template, modified in MS Word 2003 and saved as “Word 97-2003 & 6.0/95 RTF” for the PC, provides authors with most of the formatting specifications needed for preparing electronic versions of their papers. All standard paper components have been specified for three reasons:(1) ease of use when formatting individual papers, (2) automatic compliance to electronic requirements that facilitate the concurrent or later production of electronic products, and (3) conformity of style throughout a conference proceedings. Margins, column widths, line spacing, and type styles are builtin; examples of the type styles are provided throughout this document and are identified in italic type, within parentheses, following the example. Some components, such as multileveled equations, graphics, and tables are not prescribed, although the various table text styles are provided. The formatter will need to create these components, incorporating the applicable criteria that follow. II. CONTENT DESCRIPTIONIIImplementation platform of this method is PowerBuilder. It can connect with any database, and has very strong applicability. Because of its powerful Data Window, adding a flexible SQL statements it provides a great deal of flexibility data processing. In the PowerBuilder development environment, user interface design really achieve a WYSIWYG, allowing programmers quickly to design their preferred interface in the interface design. Its rich graphical interface makes programming results even more icing on the cake. Its unique characteristics of database management and friendly interface features with other external things, can widely use resources of other aspects, such as the tripartite control, etc.This system has used external things such as serial communication, OLE, OLE Database Blob features, and achieved serial communication functions with protocols such as MODBUS, PROFIBUS, and CANBUS, and completed the tasks of database dynamic storage, display graphics. In particular, its data pipeline makes data transmission from different databases on the Internet unique, data sharing between different database convenient, interfaces with other systems easily.A The remote transmission method for hydraulic support control parameters and operating commands This method can remoelysend a hydraulic support control parameters, control commands and operational commands, datasend from IPC to the end controller. Then the end controller will collate the data and pass to each controllers serial port in master-slave mode such as Figure 1.There is the interface for sending long control parameters and operating commands. To send control parameters, first, type control parameters into the single editor and click Parameter Send with the mouse. To send operation commands, we must first specify the acting support frame, and then click the keyboard in the below right-half plane to select the function for support frame to complete, finally click Operation Send. After receiving orders to send, the system must first change control parameters or operation commands red in character into the integer, because communications conduct crc checksum, and there is not XOR function in PowerBuilder. The changed integer are translated into binary code, and XOR function is achieved using binary characters to complete the crc checksum procedure. The implementation procedures are as follows:data1=1010000000000001/a001Hcrc1=1111111111111111/FFFFHfor l=1 to isj1=sjlcrc11=right(crc1,8)b1=for k=8 to 1 step -1 crc111=Mid(crc11,k,1) sj11=Mid(sj1,k,1) if crc111=sj11 then b1=0+b1 else b1=1+b1 end ifnextcrc1=left(crc1,8)+b1/ Differences with the first L items of / data or resultsfor k=1 to 8 crc11=0+left(crc1,15)/ Shift to the right one crc111=right(crc1,1)/ Shifted to the right out of a crc1=crc11 if crc111=0 then else b1= for bb=16 to 1 step -1 crc111=Mid(crc1,bb,1) sj11=Mid(data1,bb,1) if crc111=sj11 then b1=0+b1 else b1=1+b1 end if next crc1=b1 end if nextnexti=i+1sji=right(crc1,8)i=i+1sji=left(crc1,8)Where, i is the number to send the data, the last two sj i (left (crc1, 8), right (crc1, 8) shall be the 16 bit checksum. And then the serial port would be started to complete serial communication with protocols such as MODBUS, PROFIBUS, and CANBUS. First, initialize the serial port:ole_1.mport=1 /ole_1.object.settings=9600,N,8,1ole_1.object.inputlen=1ole_1.object.inputmode=1ole_1.object.portopen=trueSecond, the address, command, the register read address, the register read number, verification codes in hexadecimal form are all sent out. Because there is no hexadecimal number representation in PowerBuilder, this system changes data into binary through transformation between the decimal and character, and then writes them to the serial port in the form of large binary text variables (blob). Realize combination of: b_mode = b_mode + blob (CHAR (nn i), using the variablesof blob type. when data sent is zero, b_mode = b_mode + b_00. Thus ole_1.Object.Output = b_mode successfully sent data to the serial port. Third, after the end controller receives the commands, it sends the instruction down to the corresponding hydraulic supports to make them complete the required functions on the one hand, and the other hand, it returns response messages notifying the IPC that it has received the command. Fourth, when the data dd is red from the serial port, it will be transformed into a form appropriate for arithmetic calculations by (asc (dd).B. the implementation method for real-time condition monitoring of hydraulic supports in working faceIn practice, the number of hydraulic support needed varies with the working face in mining coal, generally between 130 to 200, so it will be transmitted to end controller and the hydraulic support controllers as a controller parameter before work of mining. The real-time monitoring main interface for hydraulic supports in the working face is shown as Figure 2, in which, all the small long box frame mean hydraulic supports.The program automatically determine theirs location and width, and assign ordinal number to them according to the screen width and the number of. The number of the small long box frame is n times of the number of hydraulic supports; n is the number of information kinds reflecting the states of hydraulic supports. As the number of hydraulic supports and information is very large, there are 600 long-boxs or more in the interface. So it is impossible to program the script one by one, and also the setting. And the macro substitution must be used. Since PowerBuilder can not achieve macro substitution, the system successfully realize the macro substitution by identifying in turn RichTextEdit controls combined with the window function. The script is as follows:Environment mysyrteemInt liScreenWidth, liScreenWidth GetEnvironment(mysyrteem)/ Get the total width and length of the screenliScreenWidth = PixelstoUnits ( mysyrteem. ScreenWidth, XPixelstoUnits!)liScreenHeight = PixelstoUnits (mysyrteem. ScreenHeight, XPixelstoUnits!)this.Move(liScreenWidth-this.Width)/2,(liScreenHeight -this.Height - 600)/2 )ss=integer(wjc1t2.Width)/(zjs1+1)s1=rte_1.xs2=rte_201.xs3=rte_401.xinteger li_count,sss1integer li_i,sr1,sr2licount = upperbound(parent.control)/Access to window /controls the number of in vivorichtextedit sr,srr,srr1,srr2,srr3/ Statement richtextedit text /object, used to access the window controls in vivoFOR li_i = 1 TO li_count CHOOSE CASE parent.controlli_i.typeof() /parentBehalf of Form case richtextedit!/ If the control is richtextedit text sr=parent.controlli_i/ Get the control reference sss1=8 sr.width=ss-sss1 sr1=len(parent.controlli_i.classname() sr1=sr1-4 sr2=integer(mid(parent.controlli_i.classname(),5 ,sr1) if sr2(zjs1 +1 )then sr.visible=false end if sr.x = s1+ss*(sr2 - 1) else if sr2200 and sr2(zjs1+201) then sr.visible=false end if sr.x = s1+ss*(sr2 - 200 - 1) else if sr2400 and sr2(zjs1+401) then sr.visible=false end if sr.x = s1+ss*(sr2 - 400 - 1) end if end if end if end CHOOSEnextIn the interface there are PowerBuilders RichTextEdit controls(small long box frame) expressing hydraulic support, which has getfocus and mousemove events. When the mouse points to the small box, mouse event of pointed RichTextEdit control happens, showing hydraulic support number. If you want to understand the detailed running states of a hydraulic support, you can click this small long box frame, a window with tables, graphs and curves and other forms of information will pop up to display this bracket operation. There are threelines of small box in the interface, the first line of which show locality of the Shearer, the graphics expressing Shearer automatically moving to the position of the small box changing red; the second line show overrun state of Shearer, the small box becoming red; the third line show the STOP state of Shearer, the small box flashing red and yellow.The system can real-time monitor and long-term record the analog such as inferior vena pressure, stroke length and end length, as well as digital such as 1 grade care help, 2 grade care help, emergency stop, spray, the location of Shearer.III. CONCLUSIONThe system can display and reflect the running status of hydraulic supports with curves, histograms and pie charts, set control, data recording, data query and intelligence analysis as a whole, have a higher intelligence level. It is a kind of effective method for the long-range electro-hydraulic control for hydraulic support in the coal mine working face, At present it have been put into trial operation.REFERENCES1 Sun Han fang, Xu Aiqing ,“Principle and application of MCS-51/96 serials SCM (Revision), ” Beijing Aviation University Publisher.2 Wang Rong, ect.,“Detailed explanations for Power Builder application and developed technology,” Electron Industry Publisher 3 Fan Linan ect.,“SQL Server 2000 Practical Tutorial,” Tsinghua University Press, 2004,2 4 SongLei, ect., “One hundred practical Programming examples with PowerBuilder10, ” Tsinghua University Press, 2005,95 Liu Zhiming, ect., “Database development key technologies and application examples of PowerBuilder, ” Posts & Telecom Press, 2004,56 SunXing,“Serial Communication Technology Application in PowerBuilder,” Datbase Microwave Radio and Television Station，Friend of Science Amateurs, 2009,67 Xiang Yu, “Research of Using MSComm Control to Communicate in PowerBuilder, ” Engineering Technology, 2008,7中文译文回采工作面上远程控制电液压支架的实现方法 摘 要 远程控制系统的一部分可以设置参数,比如操作模式等,而实时记录和显示运行状态,保存了液压支架的资料。它集中控制、数据录入、数据查询和情报分析作为一个整体,沟通与地下采用RS485通信接口功能和CANBUS,通过PROFIBUS、协议、CANBUS其它实时协议,以实现持续的数据采集和控制,即实现无人值守自动操作,使无人在主要的煤炭生产环节达到真正的安全生产。1 介绍 自机械化开采技术创建以来，所有电液压支架的控制系统都依赖进口。尽管在提高中国的煤产量和效率方面，其有优异的性能和技术支持，但是成本高、周期长、价格,供应服务,技术安全协议,不合时宜的保质期严重地制约了我国煤炭产业发展,甚至成为发展高度集约化生产以实现无人驾驶的探索的瓶颈问题。而煤炭是中国的主体的主要能源,占总能量的70%。“国家长期科学和技术发展计划”明确指出,“我们应该大力发展煤的洁净、高效、安全地挖掘和利用技术,力争达到国际先进水平。”在中国，围绕这些发展战略“集约化和高效的煤矿设备和技术、自动化和智能化技术的煤炭生产、煤矿安全生产技术”已成为发展的最重要的主题,而且煤炭综合机械化和自动化技术是达到安全、高效的煤矿的关键环节,而液压支架的电液自动控制系统是该连接的重要组成部分。液压支架电液控制系统是一个分布式控制系统。液压支架的电液控制系统有这些: DBTs PM4，MARCO companys PM31和JOYs RS20-type等等。由煤炭科学研究院(天堂和地球科学与科技有限公司)和德国人设计的第一根完全综采放顶煤液压支架的电液控制系统已经在兖州煤矿运行。该系统代表了当前电液控制系统的最新发展水平,但是这一过程还尚未完成。为此,研究具有自主知识产权的液压支架电液自动控制系统不仅有重要的现实意义,而且具有深远的历史意义。 液压支架电液自动控制系统是一个网络监控系统与当地的控制、局域网(LAN)控制和远程控制,包括地面控制系统、中央控制系统、框架、网络通讯系统的控制器和电源供应器。该方法解决了液压支架电液控制系统的远程控制和主要控制部分的地面非人工勘察挖掘控制问题。无人在这个,采用改进的2003年和挽救了MS Word和6.0/95”字97-2003 - RTF”为PC的模板,为作者提供了大部分的电子版本的论文的规格。所有标准论文的组成部分被规定为三个原因:(1)个人论文时使用方便的格式,(2)自动符合促进并行或后期生产电子产品的电子要求,(3)在一个会议论文集的风格整合上。内部风格类型的例子在这个文件提供和确认以斜体显示类型在括号,利润,柱之间的间距,宽度,和类型,证明了典范。II.内容描述该方法的实施平台是PowerBuilder。它可连接任何的数据库,并有很强的适用性。由于其强大的数据窗口,更增添了一种灵活的SQL语句,通过赞助支持国家“十一五”计划(2007BAK29B0-5)和进行数据处理陕西科技重点攻关项目公司的苏姗戴卫斯(2006031153-01)，它提供了大量的灵活性设计。他们在优先考虑界面的界面设计。其丰富的图形接口使编程的结果更锦上添花的蛋糕。它独特的特征和数据库管理的友好的界面特征,可以与其他外在的一切事物广泛使用资源的其他方面,比如三方控制系统等组成。该系统具有使用外在的一切事物,如串行沟通,奥立,索尔斯克亚的特点,并对数据库的斑点实现串行通信协议等功能作为纺织、PROF