礦用液壓支架設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - I - 摘 要 本論文主要闡述了一般掩護(hù)式液壓支架的設(shè)計(jì)過程。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：選架型、總體設(shè)計(jì)、主要零部件的設(shè)計(jì)、主要零部件的校核和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 由于該煤層厚度適中，選用掩護(hù)式液壓支架。煤層厚度介于 間，煤層厚度變化較大，選用調(diào)高范圍大且抗水平推力強(qiáng)且?guī)ёo(hù)幫裝置的掩護(hù)式支架。支架采用正四連桿機(jī)構(gòu)，以改善支架受力狀況。頂梁、掩護(hù)梁、底座均做成箱體結(jié)構(gòu)；立柱采用雙伸縮作用液壓缸，以增加工作行程來滿足支架調(diào)高范圍的需要。推移千斤頂采用框架結(jié)構(gòu)， 以減少推溜力和增大移架力。為了提高移架速度，確保對頂板的及時(shí)支護(hù)，采用錐閥液壓系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 ：液壓支架 液壓 四連桿機(jī)構(gòu) 采煤 支架選型 推溜 移架 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - he is is is in a to to to a In to a is to 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 目錄 1 前言 . 1 內(nèi)外液壓支架的研究現(xiàn)狀及發(fā)展 . 1 課題的研究目的和意義 . 3 2 液壓支架基本理論分析 . 5 壓支架的工作原理 . 5 架升降 . 5 架推移 . 6 架承載過程 . 6 壓支架的類型和結(jié)構(gòu) . 8 撐式支架 . 8 護(hù)式支架 . 9 撐掩護(hù)式支架 . 9 種液壓支架 . 10 液壓支架的基本要求 . 10 計(jì)液壓支架必需的參數(shù) . 11 3 液壓支架的總體設(shè)計(jì) . 12 架的選型設(shè)計(jì) . 12 計(jì)的原始條件 . 12 響架型選擇的因素 . 13 架架型的確定 . 14 壓支架參數(shù)的確定 . 16 架高度的確定 . 16 架伸縮比 . 16 架間距 . 17 座長度與寬度確定 . 17 . 18 架力與推溜力 . 18 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 18 連桿機(jī)構(gòu)的作用與缺點(diǎn) . 18 四連桿幾何特征 . 19 . 20 梁長度與寬度確定 . 25 架工作方式對頂梁長度的影響 . 25 梁長度與寬度計(jì)算 . 26 架技術(shù)參數(shù)和立柱的設(shè)計(jì) . 27 柱布置 . 27 柱柱窩位置的確定 . 28 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 支護(hù)面積 . 29 護(hù)強(qiáng)度 . 30 定立柱的技術(shù)參數(shù) . 31 全閥壓力與立柱工作阻力的確定 . 32 護(hù)效率 . 35 座接觸比壓 . 36 斤頂技術(shù)參數(shù)的確定 . 37 衡千斤頂安裝位置的確定原則 . 37 衡千斤頂在頂梁上位置的確定 . 37 移千斤頂 . 41 推千斤頂 . 43 梁千斤頂 . 43 . 43 4 液壓支架主要部件的設(shè)計(jì) . 44 壓支架主要部件的設(shè)計(jì)要求 . 44 梁的設(shè)計(jì) . 45 座的設(shè)計(jì) . 46 梁的設(shè)計(jì) . 46 掩護(hù)梁的設(shè)計(jì) . 47 連桿 . 48 . 49 5 液壓支架受力分析和計(jì)算 . 50 架工作狀態(tài) . 50 板狀態(tài) . 50 架工作狀態(tài) . 50 架受力 . 51 架受力計(jì)算 . 51 梁載荷分布 . 55 6 主要部件的強(qiáng)度校核 . 57 . 57 . 58 護(hù)梁強(qiáng)度校核 . 60 底座強(qiáng)度校核 . 61 6. 5 立柱強(qiáng)度的校核 . 62 7 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 64 壓支架的液壓系統(tǒng)的簡介 . 64 壓支架傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求 . 65 壓支架的液壓傳動(dòng)特點(diǎn) . 65 8 結(jié)論 . 66 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 9 致謝 . 67 參 考 文 獻(xiàn) . 68買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 前言 內(nèi)外液壓支架的研究現(xiàn)狀及發(fā)展 地下開采的煤產(chǎn)量主要是利用由液壓支架配套的綜采設(shè)備產(chǎn)出的。綜采設(shè)備的研制和廣泛的運(yùn)用，對煤炭工業(yè)革新技木裝備不僅有著重大的作用，而且對采煤工藝各個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)水平的發(fā)展和提 高，是強(qiáng)有力的促進(jìn)因素。 加速現(xiàn)代化進(jìn)程，必須加速煤炭工業(yè)企業(yè)的建設(shè)、改造和革新技術(shù)裝備的進(jìn)程，增加地下開采和露天開采的煤產(chǎn)量。地下開采方法是最復(fù)雜和閑難的方法，但是，這種方法在工業(yè)發(fā)達(dá)國家和以煤作為 次能源的地區(qū)，仍然普遍應(yīng)用。而且，開采優(yōu)質(zhì)煤，包括煉焦煤，都是采用地下開采方法。 綜合機(jī)械化采煤是煤炭工業(yè)的一次技術(shù)革命，從根本上改變了煤炭工業(yè)的面貌，綜合機(jī)械化采煤是 20 世紀(jì)人類科技發(fā)展的重要成果。 綜合機(jī)械化采煤技術(shù)在我國的研究試驗(yàn)、使用、發(fā)展，徹底改變了我國煤炭工業(yè)的面貌，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了產(chǎn) 量、勞動(dòng)生產(chǎn)率和企業(yè)效益，滿足了國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)對煤炭的需求，合理的集中生產(chǎn)簡化了生產(chǎn)系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)安全性。我國綜采技術(shù)發(fā)展的 30 多年，使我國的煤炭生產(chǎn)技術(shù)水平跨進(jìn)了世界先進(jìn)行列，綜放技術(shù)躍居世界領(lǐng)先地位。 工作面支護(hù)問題始終是困擾煤礦生產(chǎn)安全、產(chǎn)量和效率的重要問題。以液壓支架為主要設(shè)備的綜合機(jī)械化采煤 (以下簡稱綜采 )的誕生和發(fā)展是煤礦生產(chǎn)發(fā)展史上的一次重大革命。不僅從根本上改買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 善了勞動(dòng)和安全條件，也為工作面產(chǎn)量和效率的迅速提高奠定了基礎(chǔ)。但是綜采設(shè)備初期投資高，特別是液壓支架占綜采設(shè)備總投資約 60%，因此液壓 支架的合理選用特顯重要。 30 多年來在液壓支架技術(shù)不斷發(fā)展中，形成了以煤科總院專業(yè)研究所和骨干支架制造廠設(shè)計(jì)所為主的支架研究設(shè)計(jì)隊(duì)伍，采用計(jì)算機(jī) 行各種類型支架的設(shè)計(jì)，用有限元計(jì)算軟件等進(jìn)行計(jì)算，并普及計(jì)算機(jī)繪圖。我國制訂的緩傾斜工作面頂板分類及其它研究成果為支架設(shè)計(jì)、選型和使用提供了有力的指導(dǎo)依據(jù)。制造方面形成以原部屬專業(yè)制造廠為主、機(jī)械工業(yè)部及船舶制造總公司等專業(yè)廠為輔的制造體系，以及以國家煤礦支護(hù)設(shè)備質(zhì)量檢測中心為骨干的檢測隊(duì)伍。制定有關(guān)支架檢測標(biāo)準(zhǔn) 11 項(xiàng)，建立了各項(xiàng)支架檢測手段，造就了一支研究 、制造和使用液壓支架的龐大隊(duì)伍 ;形成了研制液壓支架的雄厚基礎(chǔ)。不僅能滿足國內(nèi)的需要，還向美國、俄羅斯、土耳其和印度等國家出口液壓支架或成套綜采設(shè)備。 為適應(yīng)我國煤礦綜采機(jī)械化的發(fā)展，國內(nèi)綜采設(shè)備科研設(shè)計(jì)和制造企業(yè)已研制開發(fā)出具有較先進(jìn)技術(shù)水平的大功率電牽引采煤機(jī)、重型刮板輸送機(jī)、電液控制強(qiáng)力液壓支架和多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)大運(yùn)力帶式輸送機(jī)。配套設(shè)備的生產(chǎn)能力達(dá)到 15002 500 t/h， 在適宜的煤層和礦井條件下，綜采工作面可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn) 300 萬噸 以上。 新型礦用單體支護(hù)設(shè)備，采用懸浮式液壓技術(shù)原理，生產(chǎn)礦用單體支護(hù)設(shè) 備，技術(shù)水平達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，填補(bǔ)了國際空白。液壓支柱的柱塞懸浮，密封脹緊，密封補(bǔ)償，無內(nèi)泄漏、無圓弧焊縫等技術(shù)和安全特點(diǎn)，具有獨(dú)創(chuàng)性。新型礦用單體支護(hù)設(shè)備的誕生，消除了五十年來國內(nèi)外單體支護(hù)設(shè)備一直存在的內(nèi)泄漏和圓弧焊縫脆斷等安全隱患問題。解決了深部煤礦開采沖擊地壓條件下回采工作面頂板支護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)束了由德國人發(fā)明的第二代買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 單體支護(hù)設(shè)備的歷史，開創(chuàng)了中國人發(fā)明的第三代單體支護(hù)技術(shù)設(shè)備的歷史，并將會(huì)長期使用下去。該產(chǎn)品普遍適用于煤礦回采工作面的頂板支護(hù)和端頭支護(hù)，可廣泛應(yīng)用于薄煤層、中厚煤層及較 厚煤層工作面，是煤礦的重要支護(hù)設(shè)備。 近 10 年來主要的發(fā)展趨勢是向兩柱掩護(hù)式和四柱掩護(hù)式架型發(fā)展，架型結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完善，設(shè)計(jì)方法更先進(jìn)，參數(shù)向高工作阻力、大中心距發(fā)展。液壓支架另一重大突破是控制系統(tǒng)，應(yīng)用電液控制技術(shù)，采用電磁控制的先導(dǎo)閥，先進(jìn)可靠的壓力和位移傳感器，靈活自由編程的微處理機(jī)技術(shù)，紅外線遙感技術(shù)等現(xiàn)代科技成果，使液壓支架的動(dòng)作自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行，移架速度大大提高，支架循環(huán)時(shí)間達(dá)到 68s。 我國自 1973 年開始大規(guī)模引進(jìn)德國、英國等國家的綜采設(shè)備，經(jīng)歷了消化、吸收和改進(jìn)提高的過程，到目前已形成了較完整 的設(shè)計(jì)、制造和科研體系，掩護(hù)式液壓支架的制造和采煤技術(shù)已有長遠(yuǎn)發(fā)展。 課題的研究目的和意義 采用綜合機(jī)械化采煤方法是大幅度增加煤炭產(chǎn)量、提高經(jīng)濟(jì)效益的必由之路。為了滿足對煤炭增長的日益需要，必須大量生產(chǎn)綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，迅速增加綜合機(jī)械化采煤工作面。由于采煤工作面的底頂板條件、煤層厚度、煤層的物理機(jī)械性質(zhì)等的不同，對液壓支架的要求也不同。為了有效的支護(hù)和控制頂板，必須設(shè)計(jì)出不同類型和不同結(jié)構(gòu)尺寸的液壓支架。因此液壓支架的設(shè)計(jì)工作是很重要的。由于液壓支架的類型很多，因此其設(shè)計(jì)工作量也是很大的，由此可 見，研制和開發(fā)新型液壓支架是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 通過對液壓支架的理論學(xué)習(xí)，完成液壓支架的設(shè)計(jì)工作，加深對液壓支架工作原理、工作性能、工作環(huán)境及其結(jié)構(gòu)的認(rèn)識和了解。通過對液壓支架結(jié)構(gòu)的分析，加深和鞏固機(jī)械原理的相關(guān)內(nèi)容；通過對液壓支架受力的分析和強(qiáng)度的校核，加深對專業(yè)基礎(chǔ)課理論力學(xué)和材料力學(xué)及專業(yè)課機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容的鞏固和理解。同樣通過對液壓支架的設(shè)計(jì)，能夠更好的認(rèn)識國內(nèi)外液壓支架的發(fā)展趨勢和發(fā)現(xiàn)目前煤礦液壓支架主要存在的問題，從而為以后更深認(rèn)的了解和設(shè)計(jì)液壓支架打下良好的基礎(chǔ)。 通過自己獨(dú)立地完成指定的課 程設(shè)計(jì)任務(wù)，提高理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題和解決問題的能力，學(xué)會(huì)查閱參考書和工具書的方法，提高編寫技術(shù)文件的能力，進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)計(jì)計(jì)算和制圖等基本技能的訓(xùn)練，為畢業(yè)后成為一名出色的機(jī)械工程師打好基礎(chǔ)。 現(xiàn)代社會(huì)對人才提出了更高的要求，作為一名當(dāng)代大學(xué)畢業(yè)生，不僅打好堅(jiān)實(shí)的專業(yè)知識，還應(yīng)具備工程技術(shù)人才應(yīng)有的綜合素質(zhì)。為了適應(yīng)這一發(fā)展趨勢，我們應(yīng)立足變傳統(tǒng)的、僵化的、單純的畢業(yè)設(shè)計(jì)為培養(yǎng)主動(dòng)學(xué)習(xí)、提高創(chuàng)新能力、樹立團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、強(qiáng)化計(jì)算機(jī)運(yùn)用等多維兼容性畢業(yè)設(shè)計(jì) ;同時(shí)通過完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，鍛煉學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力 ；在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，以我們的主動(dòng)學(xué)習(xí)為主，教師適時(shí)指導(dǎo)為輔；將素質(zhì)教育也畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)相融合，從根本上提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 2 液壓支架基本理論分析 壓支架的工作原理 液壓支架在工作過程中，不僅要可靠的支撐頂板，維護(hù)一定的安全工作空間，而且要隨工作面的推進(jìn)，進(jìn)行移架和推移輸送機(jī)。因此，支架要實(shí)現(xiàn)升、降、推、移四個(gè)基本動(dòng)作，這些動(dòng)作是利用泵站供給的高壓液體，通過工作面性質(zhì)不同的幾個(gè)液壓缸來完成的，如圖 示。 圖 壓支架工作原理 1 頂梁； 2 立柱； 3 推移千斤頂； 4 安全閥； 5 單向筏； 6、 7 操縱閥； 架升降 當(dāng)操作閥處于升柱位置時(shí)，從乳化液泵站來得高壓液體通過操縱閥液控單向閥 5 進(jìn)入立柱 2 的下腔，立柱上腔回液，支架升起，并撐緊頂板。當(dāng)操縱閥處于降柱位置時(shí)，工作液體進(jìn)入立柱的上腔，同時(shí)打開液控單向閥，立柱下腔回液，支架下降。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 架推移 支架的前移和推移輸送機(jī)是通過操縱閥和推移千斤頂 3 來進(jìn)行的。移架時(shí)，先使支架卸載下降，再把操縱閥置于移架位置 ，從乳化液泵站來的高壓液體進(jìn)入推移千斤頂?shù)那扒患椿钊麠U腔，后腔即活塞腔回液。這時(shí)，支架以輸送機(jī)為支點(diǎn)前移。移架結(jié)束后，再把支架升起，使支架撐緊頂板。若將操縱閥置于推溜位置，高壓液體進(jìn)入推移千斤頂后腔即活塞腔，前腔即活塞桿腔回液，這時(shí)輸送機(jī)以支架為支點(diǎn)被推向煤壁。 架承載過程 支架的承載過程是指支架與頂板之間相互力學(xué)作用的過程，它包括初撐、承載增阻和恒阻三個(gè)階段。 (1) 初撐階段 在升架過程中，當(dāng)支架的頂梁接觸頂板，直到立柱下腔的液體壓力逐漸上升到泵站工作壓力時(shí)，停止供液，液控單向閥 5 立即關(guān)閉，這一過程為支架的初撐階段。此時(shí)支架對頂板的支撐力為初撐力。 (2) 承載增阻階段 支架初撐結(jié)束后，隨著頂板的下沉，立柱下腔的液體壓力逐漸升高，支架對頂板的支撐力也隨之增大，呈現(xiàn)增阻狀態(tài)，這一過程為支架的承載增阻階段。 (3) 恒阻階段 隨著頂板壓力的進(jìn)一步增加，立柱下腔的液體壓力越來越高，當(dāng)升高到安全閥 4 的調(diào)定壓力時(shí)，安全閥打開溢流，立柱下縮，液買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 體壓力隨之降低。當(dāng)降到安全閥的調(diào)定壓力時(shí)，安全閥關(guān)閉。隨著頂板的繼續(xù)下沉，安全閥重復(fù)這一過程。由于安全閥的作用，支架的支撐力維持在某一恒定數(shù)值上，這是支架 的恒阻階段。此時(shí)，支架對頂板的支撐力成為工作阻力，它是由支架安全閥的調(diào)定壓力決定的。對于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架，其初撐力和工作阻力的計(jì)算還要考慮到立柱傾角的影響因素。 圖 架的工作特性曲線 由上可知，支架工作時(shí)，其支撐力與時(shí)間的關(guān)系，可用支架工作特性曲線表示，如圖 所示，曲線上的0t、 1t 、分別表示支架的初撐、增阻、和恒阻階段的時(shí)間。 上述工作過 程表明：支架在達(dá)到額定工作阻力以前具有增阻性，以保證支架對頂板有效的支撐作用；當(dāng)支架達(dá)到額定工作阻力以后，支架能隨頂板的下沉而下縮，即具有可縮性和恒阻性，支架的工作特性決定于立柱、液控單向閥、安全閥和操縱閥的性能和密封的好壞。所以這些元件是支架的關(guān)鍵液壓元件 通常液控單向閥和安全閥組合在一起，稱為控制閥。支架的工作阻力是支架的一個(gè)重要參數(shù)，它表示支架支撐力的大小。但是，由于支架的頂梁長短和間距大小不同，所以并不能完全反映支架對買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 頂板的支撐能力。因此，通常單位支護(hù)面積頂板上所受支架工作阻力值的大小，即支護(hù)強(qiáng)度來 表示支架的支護(hù)性能。即 10 (式 式中 F 支架的支護(hù)面積， 2m 壓支 架的類型和結(jié)構(gòu) 液壓支架按其對頂板的支護(hù)方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，分為支撐式、掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式三種基本架型。 撐式支架 支撐式支架是出現(xiàn)最早的一種架型，按其結(jié)構(gòu)和動(dòng)作方式的不同，支撐式支架又分為垛式支架和節(jié)式支架兩種結(jié)構(gòu)型式。垛式支架每架為一整體，與輸送機(jī)聯(lián)接并互為支點(diǎn)整體前移。節(jié)式支架由23 個(gè)框節(jié)組成，移架時(shí)，各節(jié)之間互為支點(diǎn)交替前移，輸送機(jī)用與支架相連的推移千斤頂推移。節(jié)式支架由于穩(wěn)定性差，現(xiàn)已基本淘汰。 支撐式支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：頂梁較長，其長度多在 4 m 左右；而且立柱多，一般 46 根，且垂直支撐；支架后部設(shè)復(fù)位裝置和擋矸裝置。以平衡水平推力和防止矸石竄入支架的工作空間內(nèi)。支撐式支架的支護(hù)性能是：支撐力大，且作用點(diǎn)在支架后部，故切頂性能好；對頂板重復(fù)支撐的次數(shù)多，容易把本來完整的頂板壓碎；抗水平載荷的能力差，穩(wěn)定性差；護(hù)矸能力差，矸石易竄入工作空間；支架的工作空間和通風(fēng)斷面大。 由上可知，支撐式支架適用于直接頂穩(wěn)定、老頂有明顯或強(qiáng)烈買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 周期來壓，且水平力小的條件。 護(hù)式支架 掩護(hù)式支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：有一個(gè)較寬的掩 護(hù)梁以擋住采空區(qū)的矸石進(jìn)入作業(yè)空間，其掩護(hù)梁的上端與頂梁鉸接，下端通過前后連桿與底座連接。底座、前后連桿和掩護(hù)梁形成四連桿機(jī)構(gòu)，以保持穩(wěn)定的梁端距和承受水平推力。立柱的支撐力間接作用于頂梁或直接作用于頂梁上。掩護(hù)式支架的立柱較少，除少數(shù)掩護(hù)式支架 1根立柱外，一般都是一排 2 根立柱。這種支架的立柱都為傾斜布置，以增加支架的調(diào)高范圍，支架的兩側(cè)有活動(dòng)側(cè)護(hù)板，可以把架間密封。通常頂梁較短，一般為 右。 掩護(hù)式支架的支護(hù)性能是：支撐力較小，切頂性能差，但由于頂梁短，支撐力集中在靠近煤壁的頂板上，所以支護(hù)強(qiáng)度 較大、且均勻，掩護(hù)性好，能承受較大的水平推力，對頂板反復(fù)支撐的次數(shù)少，能帶壓移架。但由于頂梁短，立柱傾斜布置，故作業(yè)空間和通風(fēng)斷面小。 由上可知，掩護(hù)式支架適用于頂板不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定、老頂周期來壓不明顯、瓦斯含量少的破碎頂板條件。 撐掩護(hù)式支架 支撐掩護(hù)式支架是在吸收了支撐式和掩護(hù)式兩種支架優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種支架。因此，它兼有支撐式和掩護(hù)式支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能，可適用于各種頂?shù)装鍡l件。 支撐掩護(hù)式支架的頂梁由前梁與主梁構(gòu)成，四根立柱支撐在頂梁和立柱之間，掩護(hù)梁的上端與頂梁鉸接，下端用連 桿與底座相連。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 這種支架的優(yōu)點(diǎn)是：支撐力大，切頂性能強(qiáng)，防護(hù)性能好，通風(fēng)斷面大，穩(wěn)定性好，應(yīng)用范圍廣。它的主要缺點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。 支撐掩護(hù)式支架的立柱均為兩排，立柱可前傾和后傾。也可倒八字形布置和交叉布置。通常，兩排立柱都直接支撐在頂梁上，個(gè)別情況下，也有后排立柱支撐在掩護(hù)梁上而前排立柱支撐在頂梁上。 種液壓支架 特種液壓支架是為滿足某些特殊要求而發(fā)展起來的液壓支架，在結(jié)構(gòu)型式仍屬于上述某種基本架型。 液壓支架的基本要求 1. 為了滿足采煤工藝及地質(zhì)條件的要求，液壓支架要有足夠的初撐力和工作阻力，以便有效地控制頂板，保證合理的下沉量。 2. 液壓支架要有足夠的推溜力和移架力。推溜力一般為 100右；移架力按煤層厚度而定，薄煤層一般為 10050厚煤層一般為 150250煤層一般為 250400 3. 防矸性能要好。 4. 排矸性能要好。 5. 要求液壓支架能保證采煤工作面有足夠的通風(fēng)斷面，從而保證人員呼吸、稀釋有毒氣體等安全方面的要求。 6. 為了操作和生產(chǎn)的需要，要有足夠?qū)挼娜诵械馈?7. 調(diào)高范圍要大， 照明和通訊方便。 8. 支架的穩(wěn)定性要好，底座最大比壓要小于規(guī)定植。 9. 要求支架有足夠的剛度，能夠承受一定的不均勻載荷和沖擊載買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 荷。 10. 在滿足強(qiáng)度條件下，盡可能減輕支架重量。 11. 要易于拆卸，結(jié)構(gòu)要簡單。 12. 液壓元件要可靠。 計(jì)液壓支架必需的參數(shù) 根據(jù)老頂和直接頂?shù)姆诸悾瑢χЪ苓M(jìn)行選型。 根據(jù)最大和最小采高，確定支架的最大和最小高度，以及支架的支護(hù)強(qiáng)度。 根據(jù)瓦斯等級，按保安規(guī)程規(guī)定，險(xiǎn)算通風(fēng)斷面。 根據(jù)底板巖性和小時(shí)涌水量驗(yàn)算底板比壓。 根據(jù)工作面煤壁條件，決定是否用護(hù)幫裝置。 根據(jù)煤層傾角，決定是否用防倒放滑裝置。 根據(jù)井筒罐籠尺寸，考慮支架的運(yùn)輸外形尺寸。 根據(jù)配套尺寸及支護(hù)方式來計(jì)算頂梁長度 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 3 液壓支架的總體設(shè)計(jì) 架的選型設(shè)計(jì) 計(jì)的原始條件 煤層厚度： H ；頂設(shè)條件老頂 、直接頂 ，底板平整，無影響支架通過的斷層。工作面配套設(shè)備：采煤機(jī)：板輸送機(jī)： 730/320。煤層傾斜角小于 15 度，支護(hù)強(qiáng)度、底板抗壓強(qiáng)度、泵站壓力、安全閥調(diào)定壓力 40 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 響架型選擇的因素 1) 煤層厚度 煤層厚度不但直接影響到支架的高度和工作阻力，而且還影響到支架的穩(wěn)定性。當(dāng)煤層厚度大于 煤取下限，硬煤取上限 ） 時(shí)，應(yīng)選用抗水平推力強(qiáng)且?guī)ёo(hù)幫裝置的掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式支架。當(dāng)煤層厚度變化較大時(shí)，應(yīng)選用調(diào)高范圍大的支架。 2) 煤層傾角 煤層傾角主要影響支架的穩(wěn)定性，傾角大時(shí)易發(fā)生傾倒、下滑象。當(dāng)煤層傾角大于 10 15 時(shí)，應(yīng)設(shè)防滑和調(diào)架裝置，當(dāng)傾角超過 18 時(shí)，應(yīng)同時(shí)具有防滑防倒裝置。 3) 底板性質(zhì) 底板承受支架的全部載荷，對支架的底板影響較大，底板的軟硬和平整性，基本上決定了支架底座的結(jié)構(gòu)和支承面積。選型時(shí)，要驗(yàn)算底座對底板的接觸比壓，其值要小于底板的允許比壓 (對于砂巖底板，允許比壓為 底板為 右 )。 4) 瓦斯涌出量 對于瓦斯涌出量大的工作面，支架的通風(fēng)斷面應(yīng)滿足通風(fēng)的要求，選型時(shí)要進(jìn)行驗(yàn)算。 5) 地質(zhì)構(gòu)造 地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，煤層厚度變化又較大，頂板允許暴露面積和時(shí)間分別在 58 2m 和 20下時(shí)，暫不宜采用液壓支架。 6) 設(shè)備成本 在滿足要求的前提下，應(yīng)選用價(jià)格便宜的支架。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 架架型的確定 從架型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來看，由于架型的不同，它的支撐力分布和作用也不同；從頂板條件來看，由于直接頂類別和老頂級別的不同，支架所 承受的載荷也不同。所以，為了在使用中合理地選擇架型，要對支架的支撐力、采煤高度與承載的關(guān)系進(jìn)行分析，使支架的支撐力能適應(yīng)頂板載荷的要求。 根據(jù)煤層厚度 ，屬于中厚煤層。支架的適應(yīng)高度為 煤質(zhì)條件老頂 、直接頂 ，底板平整，無影響支架通過的斷層，根據(jù)表 步選定為掩護(hù)式兩柱液壓支架。 老頂級別 直接頂類別 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 4 支架類型 掩護(hù)式 掩護(hù)式 支撐式 掩 護(hù) 式 掩 護(hù) 或 支 支 撐 式 支撐掩護(hù)支撐掩護(hù)掩護(hù)或支掩護(hù)或支支撐式 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 表 架架型的選擇 注：括號內(nèi)的數(shù)字是 掩護(hù)式支架的支護(hù)強(qiáng)度。表中所列支護(hù)強(qiáng)度在選用時(shí)，可根據(jù)本礦情況允許有 5 %的波動(dòng)范圍。 表中 2 分別為、級老頂?shù)姆旨壴鰤合禂?shù)；級老頂給出最低值 2，選用時(shí)可根據(jù)本礦實(shí)際確定適宜值。 撐 掩 護(hù) 式 式 式 撐掩護(hù)式 撐掩護(hù)式 支撐掩 護(hù)式 支架支護(hù)強(qiáng)度 高m 1 2結(jié)合深孔爆破，軟化頂板等措施處理采空區(qū) 2 2 2 2文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 壓支架參數(shù)的確定 架高度的確定 支架高度的確定原則，應(yīng)根據(jù)所采煤層的厚度，采區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)條件的變化等因素來確定，其最大與最小高度為： 1（式 2 煤層最大采高 煤層最小采高 偽頂冒落的最大厚度，一般取 S 頂板最大下沉量，一般取 100200mm a 移架時(shí)支架的最小可縮量，一般取 50 矸、浮煤厚度，一般取 50設(shè)計(jì)采高 支架高度為 支架伸縮比 支架的伸縮比指最大與最小支架高度之比值為： （ 代入數(shù)據(jù)得 m= 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 架間距 所謂支架間距，就是相鄰兩支架中心線間的距離。按下式計(jì)算： 3 n C （式 式 中： 支架間距（支架中心距）； 每架支架頂梁總長度； 3C 相鄰支架（或框架）頂梁之間的間隙 ； n 每架所包含的組架的組數(shù)或框架數(shù)，整體自移式 支架 。 支架間距 根據(jù)支架型式來確定，但由于每架支架的推移千斤頂都與工作面輸送機(jī)的一節(jié)溜槽相連，因此目前主要根據(jù)輸送機(jī)溜槽每節(jié)長度及幫槽上千斤頂連結(jié)塊的位置來確定，我國刮板輸送機(jī)溜槽每節(jié)長度為 斤頂連結(jié)塊位置在溜槽中長的中間，所以除節(jié)式和邁步式支架外，支架間距一般為 本次設(shè)計(jì) 取 支架的中心距為 座長度與寬度確定 底座是將板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。在設(shè)計(jì)支架的底座長度時(shí)，應(yīng)考慮如下諸方面：支架對底板的接觸比壓要??；支架內(nèi)部應(yīng)有足夠的空間用于安 裝立柱，液壓控制控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置；使于人員操作相行走，保證支架的穩(wěn)定性等。通常，掩護(hù)式支架的底座長度職 的移架步距 (一個(gè)移架步距為 即 右；支撐掩護(hù)式支架買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 的底座長度取 4 倍移架步距，即 右。 支架底座寬度一般為 提高橫向穩(wěn)定性和減小對底板比壓，厚煤層支架可加大到 右，座中間安裝推移裝置的槽子寬度與推移裝置的結(jié)構(gòu)和千斤頂缸徑有關(guān)，一般為 300380度取 1350 撐力 初撐力的大小是相對與支架的工作阻力而言，并與頂板的性質(zhì)有關(guān)。較大的初撐力可以使支架較快地達(dá)到工作阻力，防止頂板過早的離層，增加頂板的穩(wěn)定性。對于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定頂板，為了維護(hù)機(jī)道上方的頂板，應(yīng)取較高的初撐力，約為工作阻力的 80%；對于穩(wěn)定頂板，初撐力不宜過大，一般不低于工作阻力的 60%，對于周期來壓強(qiáng)烈的頂板，為了避免大面積的垮落對工作面的動(dòng)載威脅，應(yīng)取較高的初撐力，約為工作阻力的 75%。 架力與推溜力 移架力與支架結(jié)構(gòu)、噸位、支撐高度、頂板狀況是否帶壓移架等因素有關(guān)。一般薄煤 層支架的移架力為 100 150 中等厚度煤層支架為150 300 厚煤層為 300 400 推溜力一般為 100 150 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 連桿機(jī)構(gòu)的作用與缺點(diǎn) 1梁端護(hù)頂 鑒于四連桿機(jī)構(gòu)可使托梁鉸接點(diǎn)呈雙紐線運(yùn)動(dòng)，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 故可 選定雙紐線的近似直線部分作為托梁鉸接點(diǎn)適應(yīng)采高的變化范圍。這樣可使托梁鉸接點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)與煤壁接近于保持等距，當(dāng)梁端距處于允許值范圍之內(nèi)時(shí)，借此可以保證梁端頂板維護(hù)良好。 2擋矸 鑒于組成四連桿機(jī)構(gòu)的掩護(hù)梁既是連接件，又是承載件，為了承受采空區(qū)內(nèi)破碎巖石所賦予的載荷，掩護(hù)梁一般做成整體箱形結(jié)構(gòu)，具有一定強(qiáng)度。由于它處在隔離采空區(qū)的位置，故可以起到良好的擋矸作用。 3抵抗水平力 觀測表明：綜采面給予支架的外載，不但有垂直于煤層頂板的分力，而且還有沿巖層層面指向采空區(qū)方向（或指向煤壁方向）的分力，這個(gè)水平推力 由液壓支架的四連桿機(jī)構(gòu)承受，從而避免了立柱因承受水平分力而造成立柱彎曲變形。 4提高支架穩(wěn)定性 鑒于四連桿機(jī)構(gòu)將液壓支架連成一個(gè)重量較大的整體，在支架承載階段，其穩(wěn)定程度較高。 四連桿機(jī)構(gòu)在具有以上諸作用的同時(shí)，也有一些缺點(diǎn)。首先，支架在工作過程當(dāng)中，四連桿機(jī)構(gòu)必須承受很大的內(nèi)力，從而導(dǎo)致支架結(jié)構(gòu)尺寸的加大和重量的增加；其次，由于四連桿機(jī)構(gòu)對頂板產(chǎn)生一個(gè)水平力（又稱水平支撐力），因此對支架的工作性能將產(chǎn)生不良影響 。 四連桿幾何特征 （ 1）支架在最高位置時(shí)， 1P =52 62 ，即： 1Q=75 85 即 支架在最低位置時(shí)，保證 P1 25。 （ 2）后連桿與掩護(hù)梁的比值，掩護(hù)式支架為 I =撐掩護(hù)式為 I = 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 （ 3）前后連桿上絞點(diǎn)之距與掩護(hù)梁的比值為 I （ 4） e 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈近似雙紐線，支架由高到低雙紐線運(yùn)動(dòng)軌跡的最大寬度 70e （ 5）支架在最高位置時(shí)的 應(yīng)小于 優(yōu)化設(shè)計(jì)中，對支撐掩護(hù)式支架最好應(yīng)小于 四連桿機(jī)構(gòu)各部參數(shù)如圖 示，圖中的 1H 為支架在最高位置時(shí)的計(jì)算高度。令 ： A ; B ; C ; D ; 2 ; ; F ; 1S ; L ; A 1; = 連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)圖 1、四連桿的作用 四連桿機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代液壓支架主要的穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，其主要作用是保買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 證支架縱向和橫向的穩(wěn)定性；承受和傳遞載荷以及保持液壓支架的整體剛度等。對于四連桿的選擇形式，大多數(shù)都是采用前整體后單的形式，這樣可以增加尾部的空間。 具有四連桿機(jī)構(gòu)的液壓支架從問世以來，經(jīng)過長期的實(shí)踐考驗(yàn)，顯示出巨大優(yōu)越性，并從根本上克服了支撐式支架穩(wěn)定性和力學(xué)持性的缺陷，成為液壓支架技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑。 現(xiàn)代掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架都用前后連桿把掩護(hù)梁和底座連結(jié)在一起，這樣組成的雙搖桿四連桿機(jī)構(gòu)可使支 架升降時(shí)保持比較穩(wěn)定的梁端距，即要求掩護(hù)梁和頂梁的鉸接點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡近似為一條直線，故稱底座、前連桿、后連桿和掩護(hù)梁組成的機(jī)構(gòu)為近似直線機(jī)構(gòu)，從而得到一個(gè)近似相等的端面距，以提高管理頂板性能，使支架能承受較大的水平力。 液壓支架升降時(shí)，頂梁的運(yùn)動(dòng)軌跡是由四連桿機(jī)構(gòu)決定的，既有頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn) E 的軌跡所決定，其軌跡如圖 示： 圖 降柱運(yùn)動(dòng)軌跡 2、支架四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡 支架在最大高度和最小高度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)， E 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈3 種形式：雙向擺動(dòng) ( )、單向向后擺動(dòng) ( )和單向向前買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 擺 動(dòng) (和 )。選擇不同的四連桿參數(shù)可以使 E 點(diǎn)軌跡處于上述 3 種曲線段。支架工作時(shí)，受到頂板載荷的作用，有下縮趨勢。當(dāng) E 點(diǎn)軌跡處于 時(shí)，頂梁相對于頂板有向煤壁移動(dòng)的趨勢，頂板對頂粱的摩擦力指向采空區(qū)側(cè)。當(dāng) E 點(diǎn)軌跡處于 時(shí)，頂梁相對于頂板有向采空區(qū)移動(dòng)的趨勢，此時(shí)頂板對頂梁的摩擦力指