液壓支架設計說明書【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 我國是煤炭大國。每年有大量煤炭開采，為了能更好的更快的開采煤炭，開采設備就顯得尤為重要了，而液壓支架就是用來開采煤層用的。整個液壓支架占整個開采設備的 70%以上費用。所以各大煤礦都需要采煤設備壓支架分為掩護式、支撐式、支撐掩護式。其中各有各的有缺點。支撐掩護式因為其結(jié)構(gòu)復雜、重量大、造價貴，少有被采用的。支撐式因為其 支柱受橫向載荷時較易彎曲，頂梁長、移架時空頂面積大、同一段頂板受到垂直支撐的次數(shù)多，不利于頂板控制。所以多采用掩護式液壓支架。本畢業(yè)設計就針對掩護式液壓支架進行了設計 。 首先根據(jù)液壓支架的性能參數(shù)要求和支架的受力分析確定了液壓支架的各個部件的主要參數(shù)，主要部件有底座、后連桿、前連桿、掩護梁、頂梁。其次針對前主要部件進行了詳細設計。并繪制了液壓支架總裝圖、底座焊接圖、后連桿圖、立柱裝配圖和立柱活塞圖，接著對支架的主要部件底座、后連桿、立柱進行了一定的強度校核。 本設計從液壓支架的工作原理出發(fā)，通過對支架進行生產(chǎn)試驗和研究分析確定了合理的液壓支架受力參數(shù)、運動參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，形成一套完整的液壓支架設計資料，為液壓支架的設計起到了一點參考作用，具有一定的理論指導作用 。 關鍵詞 ：液壓支架；后連桿；底座；立柱；結(jié)構(gòu)設計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 is a a of in to is is to 0% of So to is of it in of is of of of of to So it on to of by to of of of a a a a of of an to of of of of to to by a of of to a 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 1 緒 論 . 1 . 1 . 3 2 0/40D 型液壓支架原理及選型設計 . 4 壓支架工作原理 . 4 壓支架的類型結(jié)構(gòu)的確定 . 7 壓支架基本要求設計 . 8 . 9 3 0/40D 型支架的結(jié)構(gòu)設計及受力分析 . 12 架高度、中心距的確定 . 12 . 14 . 16 . 18 梁載荷分布 . 22 4 0/40D 型支架主要部件的參數(shù)設計 . 23 . 23 . 23 . 25 . 26 . 31 斤頂技術參數(shù)的確定 . 33 5 0/40D 型液壓支架的強度校核 . 39 度條件 . 39 連桿強度校核 . 39 . 40 6 支架技術經(jīng)濟分析 . 43 7 結(jié)論 . 44 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 考文獻 . 45 致謝 . 46 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 緒 論 內(nèi)外液壓支架發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 液壓支架和綜采設備的輸出綜采設備的發(fā)展和廣泛應用主要用在煤炭開采，煤炭工業(yè)技術創(chuàng)新工業(yè)設備不僅具有顯著的作用，還對采煤技術發(fā)展水平有著全方面的改進，并能夠有力的促進其發(fā)展。 加速煤炭工業(yè)企業(yè)的建設、改造和革新技術裝備的進程，增加地下開采和露天開采的煤產(chǎn)量 就是加速現(xiàn)代化進程的前提。最復雜和閑難的方法就是地下開采方法，但是，這種方法很普遍應用這也集中在工業(yè)發(fā)達國家和以煤作為 次能源的地區(qū)。而且，開采優(yōu)質(zhì)煤，包括煉焦煤，都是采用地下開采方法。 綜合機械化液壓支架采煤是煤炭工業(yè)的一次技術革命，徹底改變了煤炭工業(yè)的面貌，綜合機械化液壓支架采煤是 20 世紀人類科技發(fā)展的重要成果。 綜合機械化采煤技術在我國的研究試驗、使用、發(fā)展，將改變了我國煤炭工業(yè)的面貌，降低工人的勞動強度，提高產(chǎn)量、勞動生產(chǎn)率和企業(yè)效益。滿足了國民經(jīng)濟建設對煤炭的大量需求，集中生產(chǎn)簡化了整個生產(chǎn)系統(tǒng)， 提高了生產(chǎn)安全性。我國綜采技術發(fā)展的這幾十年里，使我國的煤炭生產(chǎn)、開采技術水平跨進了世界先進行列，綜放開采技術躍居世界領先地位。 液壓支架的工作面支護問題始終是困擾各大企業(yè)煤礦生產(chǎn)安全、產(chǎn)量和效率的重要問題。以液壓支架為主要開采設備的綜合機械化采煤 (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。不僅從根本上改變了勞動條件和安全條件，也為工作面產(chǎn)量和效率的快速提高奠定了堅實的基礎。但是綜采設備初期投資高，特別是液壓支架占綜采設備總投資約 70%，因此液壓支架的合理選用就顯的十分重要了。 這幾十年來 在液壓支架技術在不斷發(fā)展中，形成了以煤炭科總院專業(yè)研究所和支架制造廠家設計所為主的液壓支架研究設計隊伍，采用計算機行各種類型支架的設計和選擇，并用有限元計算軟件等進行各種計算，并普及了計算機繪圖。我們國家制訂的緩傾斜工作面買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 頂板分類和它研究成果為支架設計、選型和提供了有力的指導依據(jù)和參考。制造方面形成以專業(yè)制造廠為主、機械工業(yè)部們及船舶制造總公司等專業(yè)廠為輔的制造大體系，以及以國家煤礦液壓支護設備質(zhì)量檢測中心為骨干的檢測隊伍。制定有關液壓支架的檢測標準有 11 項之多，建立了各種支架 檢測手段，成就了一支研究、制造和使用液壓支架的龐大隊伍，形成了研制液壓支架的雄厚基礎。不僅可以滿足國內(nèi)的需要，還向俄羅斯、美國、土耳其和印度等發(fā)達欠發(fā)達國家出口液壓支架或成套綜采設備。 為適應我國煤礦綜 合 采 煤 機械化的發(fā)展，國內(nèi)綜采設備 研究 設計和制造 廠家 已研制開發(fā)出具有先進技術水平的大功率電牽引采煤機、重型刮板輸送機、電液控制 的 強力液壓支架和多 個 點驅(qū)動 的 大運力帶式輸送機。配套設備的生產(chǎn)能力 可以 達到 14002 600 t/h， 在 一定 的煤層和礦井條件下，綜采工作面可 以 實現(xiàn) 煤 年產(chǎn) 300 萬噸 以上。 新型煤礦用單 體支護設備，采用懸浮式的液壓技術原理，生產(chǎn)礦用單體支護設備，其技術水平已經(jīng)達到了國際領先水平，填補了國內(nèi)外的技術空白。 液壓支柱的各項技術如柱塞懸浮，密封脹緊，密封補償，無內(nèi)泄漏、無圓弧焊縫等技術和安全特點，都具有獨創(chuàng)性。新型礦用單體支護設備的設計，消除了五十多年來國際單體支護設備一直存在的內(nèi)泄漏和圓弧焊縫脆斷等危險和安全隱患問題。很好的解決了深部煤礦開采沖擊地壓條件下回采工作面頂梁支護的關鍵技術，結(jié)束了由德國人創(chuàng)造發(fā)明的單體支護設備的歷史，開創(chuàng)了中國人民發(fā)明的第三代單體支護技術設備的先河，并會長期使 用第三代單體支護技術設備。該產(chǎn)品普遍適用在煤礦回采工作面的頂板支護、端頭支護，在薄煤層、中厚煤層及較厚煤層工作面都可以運用，是煤礦的重要支護設備。 近 10 多年來液壓支架的發(fā)展趨勢是向兩柱掩護式和四柱掩護式架型發(fā)展，架型結(jié)構(gòu)趨向完善，設計方法更先進、更快，參數(shù)向更高工作阻力、更大中心距發(fā)展。液壓支架另一重大突破就是控制系統(tǒng)，應用電液控制技術，采用電磁控制先導閥，先進可靠的壓力和位移傳感器，自由靈活的編程的微處理機技術、紅外線遙感技術等現(xiàn)代科技，使液壓支架的動作自動連續(xù)靈活進行，移架速度大大提高，支架循環(huán)時間最 低達到 68s 之間。 我國自 1973 年來開始大規(guī)模引進英國、德國等國家的綜采設備，經(jīng)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 歷了長期消化、吸收和改進提高的過程，到目前已形成了較完整的設計、制造和參數(shù)化設計，掩護式液壓支架的制造和采煤技術也有了長遠發(fā)展。 采用綜合機械化采煤方法可以大幅度增加煤炭產(chǎn)量、提高經(jīng)濟效益。為了滿足對煤炭增長的需要，就要大量生產(chǎn)綜合機械化采煤設備和增加綜合機械化采煤工作面。由于采煤工作面的底頂板情況、煤層厚度、煤層的機械性質(zhì)等不同，對液壓支架的設計要求也就不同。要有效的支護和控制頂板，必須設計 選擇出不同類型和不同結(jié)構(gòu)尺寸的液壓支架。因此液壓支架的設計工作非常重要。由于液壓支架的種類很多，因此其設計工作量也較大，由此可見，研制和開發(fā)新型的液壓支架是一件必不可少的事情。 通過對液壓支架的理論學習研究，我完成了對液壓支架的設計工作，加深了對液壓支架工作原理、工作性能要求和工作環(huán)境及其結(jié)構(gòu)的認識了解。通過對液壓支架的結(jié)構(gòu)分析，加深和鞏固機械原理的有關內(nèi)容；通過對液壓支架受力的分析和關鍵部件的強度校核，加深我對專業(yè)基礎課理論力學和材料力學和專業(yè)機械設計有關內(nèi)容的鞏固和理解。同時通過對液壓支架的設計，能夠更 好的了解國內(nèi)外液壓支架的發(fā)展方向和發(fā)現(xiàn)目前煤礦液壓支架存在的主要問題，從而為以后更深認的了解和設計液壓支架打下堅實的基礎。 通過自己獨立地完成指定的畢業(yè)設計任務，提高理論知識、分析問題和解決問題的能力，學會查閱參考工具書的方法，提高編寫論文的能力，進一步加強了計算制圖等基本技能的訓練，為畢業(yè)后成為一名合格的機械工程師打下了良好的基礎。 現(xiàn)代社會對人才提出了更高的要求，作為一名湖南科技大學的大學畢業(yè)生，不僅要打好堅實的專業(yè)知識，還應具備機械技術人才應有的綜合素質(zhì)。同時通過完成這次畢業(yè)設計，可以鍛煉自己解決實際 工程問題的能力；在整個畢業(yè)設計的過程中，以我們的主動學習為主，教師教授適時指導為輔；將素質(zhì)教育和畢業(yè)設計、教學相融合，從根本上提高畢業(yè)設計的質(zhì)量和水平 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 2 0/40D 型液壓支架原理及選型設計 壓支架工作原理 液壓支架在采煤工作過程中，不僅要可靠的支撐頂板，維持安全工作空間，而且要隨工作面的推進進行移架和推移輸送機。因此，支架要實現(xiàn)升架、降架、推架、移架四個基本動作，而這些動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； 架升降過程 當操作閥處于升柱位置時，從乳化液泵站來得高壓液體通過操縱閥液控單向閥 5 進入立柱 2 的下腔，立柱上腔回液，支架升起，并撐緊頂板。當操縱閥處于降柱位置時，工作液體進入立柱的上腔，同時打開液控單向閥，立柱下腔回液，支架下降。 架推移過程 支架的前移和推移輸送機是通過操縱閥和推移千斤頂 3 來實現(xiàn)的。移架時，先使支架卸載下降，再把操縱閥置于移架位置，從乳化 液泵站來的買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 高壓液體進入推移千斤頂?shù)那扒患椿钊麠U腔，后腔即活塞腔回液。這時，支架以輸送機為支點前移。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，高壓液體進入推移千斤頂后腔即活塞腔，前腔即活塞桿腔回液，這時輸送機以支架為支點被推向煤壁。 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作用的過程，它包括初撐、承載增阻和恒阻三個階段。 (1) 初撐階段 在升架過程中，當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，停止供液，液控單向閥 6 立即關閉 ，這一過程為支架的初撐階段。此時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開始逐漸升高，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 隨著頂板壓力的進一步增加，立柱下腔的液體壓力越來越高，當升高到安全閥 5 的調(diào)定壓力時，安全閥打開溢流，立柱下縮，液體壓力隨之降低。當降到安全閥的調(diào)定壓力時，安全閥關閉。隨著頂板的繼續(xù)下沉，安全閥重復這一過程。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，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。對于掩護式和支撐掩護式支架，其初撐力和工作阻力的計算還要考慮到立柱傾角的影響因素。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 圖 架的工作特性曲線 由上圖 知，支架工作時，其支撐力與時間的關系，可用支架工作特性曲線表示，如圖 所示，曲線上的0t、 1t 、3阻、和恒阻階段的時間。 上述工作過程說明 ：支架在達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；當支架達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在于立柱、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鍵液壓元件 通常液控單向閥和安全閥組合在一起使用，稱為控制閥。支架的工作阻力是支架的一個重要參數(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頂板的支撐能力。因此，通常單位支護面積頂板上所受支架工作阻力值的大小，即支護強度來 表示支架的支護性能。即 10 (式中 F 支架的支護面積， 2m 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 壓支架的類型結(jié)構(gòu)的確定 液壓支架按其對頂板的支護方式和結(jié)構(gòu)特點的不同，分為支撐式、掩護式和支撐掩護式三種基本架型。 撐式液壓支架 支撐式支架是出現(xiàn)較早的一種架型，按其結(jié)構(gòu)和動作方式的不同，支撐式支架可以分為垛式支架和節(jié)式支架兩種結(jié)構(gòu)型式。垛式支架每架為一整體，與輸送機聯(lián)接并互為支點整體前移。節(jié)式支架由 23 個框節(jié)組成，移架時，各節(jié)之間互為支點交替前移，輸送機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)特點有：頂梁較長，其長度多在 4m 左右；而且立柱多，一般 46 根，且垂直支撐；支架后部設復位裝置和擋矸裝置。以平衡水平推力和防止矸 石竄入支架的工作空間內(nèi)。支撐式支架的支護性能有：支撐力較大，且作用點在支架后部，故切頂性能好；對頂板重復支撐的次數(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；護矸能力差，矸石易竄入工作空間；支架的工作空間和通風斷面大。 由此可知，支撐式支架適用于直接頂穩(wěn)定、老頂有明顯或強烈周期來壓，且水平力小的條件。 護式液壓支架 掩護式支架的結(jié)構(gòu)特點有：以較寬的掩護梁以擋住采空區(qū)的矸石進入作業(yè)空間，其掩護梁的上端與頂梁鉸接，下端通過前后連桿與底座連接。底座、前后連桿和掩護梁形成四連桿機構(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。掩護式支架的立柱較少，除少數(shù)掩護式支架 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)有活動側(cè)護板，可以把架間密封。通常頂梁較短，一般為 右。 掩護式支架的支護性能有：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，所以支護強度較大、且均勻，掩護性較好，能承受較大的水平推力，對頂板反復支撐的次數(shù)少，能帶壓移架。但買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 由于頂梁短，立柱傾斜布置，故作業(yè)空間和通風斷 面小。 由上可知，掩護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。 撐掩護式液壓支架 支撐掩護式支架是在吸收了支撐式和掩護式兩種支架優(yōu)點的基礎上發(fā)展起來的一種支架。因此，它兼有支撐式和掩護式支架的結(jié)構(gòu)特點和性能，可適用于各種頂?shù)装鍡l件。 支撐掩護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，掩護梁的上端與頂梁鉸接，下端用連桿與底座相連。這種支架的優(yōu)點是：支撐力大，切頂性能強，防護性能好，通風斷面大，穩(wěn)定性好，應用范圍廣。它的主要缺點是：結(jié)構(gòu)復雜 ，成本較高。 支撐掩護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，有的情況下，也有后排立柱支撐在掩護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。 壓支架基本要求設計 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斷面，從而保證人員呼吸、稀釋有毒氣體等安全方面的要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 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荷。 10. 在滿足強度條件下，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。 計的原始條件 煤層厚度： H ；頂設條件老頂 、直接頂 ，底板平整，無影響支架通過的斷層。工作面配套設備：采煤機： 板輸送機： 730/320。煤層傾斜角小于 15 度，支護強度、底板抗壓強度、泵站壓力、安全閥調(diào)定壓力 架支護性能與外載荷 由液壓支架的工作狀態(tài)可知，支架承受的外載荷是頂板下沉形成的。在頂板下沉過程中，支架的頂梁與頂板有相對滑動的現(xiàn) 象，支架不僅受有垂直于頂梁的力，還受有平行于頂梁的摩擦力。垂直于頂梁的力由支架的工作阻力來平衡。在支架承載過程中，支架底座承受工作面底板反作用力。 為了設計計算方便，要對支架的外載荷和支架本身進行簡化，概述如下： 把支架簡化成一個平面桿系結(jié)構(gòu)。為偏于安全，在計算時把外載荷視為集中載荷；金屬結(jié)構(gòu)件按直梁理論計算；頂梁、底座與頂?shù)装灞徽J為均勻接觸，載荷沿支架長度方向按線性規(guī)律分布，沿支架寬度方向為均布；通過分析和計算可知，掩護梁上矸石的作用力，只能使支架實際支護阻力降低所以，在進行強度計算時不計，使掩護梁偏于 安全；立柱和短柱按最大工作阻力計算；產(chǎn)生作用在頂梁上的水平力的情況有兩種， 是由于支架讓壓回縮，頂梁前端點運動軌跡為近似雙紐線，頂梁與頂板間產(chǎn)生相對位移，頂板給予頂梁水平摩擦力，另一種是由于頂柜向采空區(qū)方向移動，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 使支架頂梁受一指向采空區(qū)的水平摩擦力。頂梁和頂板的靜摩擦系數(shù) W， 一般取 不同支護高度時各部件最大受力值進行強度校核，本設計取 響架型選擇因素 (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。當煤層厚度大于 煤取下限，硬煤取上限 ） 時，應選用抗水平推力強且?guī)ёo幫裝置的掩護式或支撐掩護式支架。當煤層厚度變化較大時，應選用調(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，傾角大時易發(fā)生傾倒、下滑象。當煤層傾角大于 10 15 時，應設防滑和調(diào)架裝置，當傾角超過 18 時，應同時具有防滑防倒裝置。 (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，要驗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，支架的通風斷面應滿足通風的要求。 (5) 地質(zhì)構(gòu)造 地質(zhì)構(gòu)造十分復雜，煤層厚度變化又較大，頂板允許暴露面積和時間分別在 58 2m 和 20下時，暫不宜采用液壓支架。 (6) 設備成本 在滿足要求的前提下，應選用價格便宜的支 架。 架架型確定 從架型的結(jié)構(gòu)特點來看，由于架型的不同，它的支撐力分布和作用也買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 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、采煤高度和承載的關系進行分析，使支架的支撐力能適應頂板載荷的要求。 根據(jù)煤層厚度 ，屬于中厚煤層。支架的適應高度為 24 米煤質(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 步選定為掩護式兩柱液壓支架。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 3 0/40D 型支架的結(jié)構(gòu)設計及受力分析 架高度、中心距的確定 架高度的確定 支架高度的確定原則，應根據(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（ 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 移架時支架的最小可縮量，一般取 50a 矸、浮煤厚度，一般取 50設計采高 支架高度為 24m 架伸縮比 支架的伸縮比指最大與最小支架高度之 比值為： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 代入數(shù)據(jù)得 m=2。 架間距 所謂支架間距，就是相鄰兩支架中心線間的距離。按下式計算： 3 n C （ 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 。 支架間距由于每架支架的推移千斤頂都與工作面輸送機的一節(jié)溜槽相連，因此目前主要根據(jù)輸送機溜槽每節(jié)長度及幫槽上千斤頂連結(jié)塊的位置來確定，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 本次設計 取 支架的中心距為 座長度確定 座長度 底座是將板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。在設計支架的底座長度時，應考慮如下諸方面：支架對底板的接觸比壓要?。恢Ъ軆?nèi)部應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，掩護式支架的底座長度為 3 倍的移架步距 (一個移架步距為 即 右。本次設計取底座長 Z= 座寬度 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 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，放頂煤支架為 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，一般為300380度取 1510 連桿機構(gòu)的作用與缺點 1梁端護頂 鑒于四連桿機構(gòu)可使托梁鉸接點呈雙紐線運動，故可選定雙紐線的近似直線部分作為托梁鉸接點適應采高的變化范圍。這樣可使托梁鉸接點運動時與煤壁接近于保持等距，當梁端距處于允許值范圍之內(nèi)時，借此可以保證梁端頂板維護良好。 2擋矸 鑒于組成四連桿機構(gòu)的掩護梁既是連接件，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，掩護梁一般做成整體箱形結(jié)構(gòu)，具有一定強度。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，這個水平推力由液壓支架的四連桿機構(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 鑒于四連桿機構(gòu)將液壓支架連成一 個重量較大的整體，在支架承載階段，其穩(wěn)定程度較高。 四連桿機構(gòu)在具有以上諸作用的同時，也有一些缺點。首先，支架在工作過程當中，四連桿機構(gòu)必須承受很大的內(nèi)力，從而導致支架結(jié)構(gòu)尺寸的加大和重量的增加；其次，由于四連桿機構(gòu)對頂板產(chǎn)生一個水平力（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， 1P =52 62 ，即： 1Q=75 85 即 支架在最低位置時，保證 P1 25。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 （ 2）后 1 連桿與掩護梁的比值，掩護式支架為 I =撐掩護式為 I = （ 3）前后連桿上絞點之距與掩護梁的比值為 I （ 4） e 點的運動軌跡呈近似雙紐線，支架由高到低雙紐線運動軌跡的最大寬度 70e （ 5）支架在最高位置時的 應小于 （ 6）綜上取 1P =57 1Q =80 2P =26 2Q =28 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 架工作方式對頂梁長度的影響 根據(jù)支架工作方式和設備配套尺寸來確定頂梁長度 。 支架工作方 式對支架頂梁長度 有 很大影響。先移架后推溜方式（及時支護）要求頂梁有較大長度；先推溜后移架方式（滯后支護）要求頂梁長度較小。這是因為采用先移架后推溜的工作方式時，支架要超前輸送機一個步距，以便采煤機過后，支架能及時前移，支控新暴露的頂板，做到及時支護，因此，先移架后推溜時頂梁長度要比先推溜后移架時的頂梁長度要長一個步距，一般為 600 本次設計 采用及時支護方式。 梁長度計算 頂梁長度K+Z+A 1Q )-G 1P )+300+e+100 （ 式中： e 支架由高到低頂梁前端點最大變化距離； 1Q 、 1P 支架在最高位置時，分別為后連桿和掩護 梁與水平面的夾角。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 采煤機： 板輸送機 ： 20。查綜采設備手冊得三機配套尺寸為：配套尺寸 K=671+1553=2224入相關數(shù)據(jù)得： 頂梁長度2224+2750+14970 )-300057 )300+40+100=3360梁的寬度 : 頂梁不僅必須滿足支架的工作阻力的要求，還要使頂梁覆蓋住頂板，以減少矸石的冒落。頂梁的覆蓋率為頂梁面積與控制頂板面積比值的百分數(shù)。 取頂梁寬 B=1480面積 A=支護面積( )； =300mm,則頂板覆蓋率 =A/00%=，頂板覆蓋率在 90%以上則符合設計要求。則取 B=1480根據(jù)護幫最窄處取為 1200 架受力分析 板狀態(tài) 在采煤工作面中，當煤被采出后，就會出現(xiàn)一定的空間，由于受上部巖層壓力，出現(xiàn)離層和裂隙，如果不及時支護，頂板就要冒落，不支護的時間越長，危險就越大。而頂板冒落是有一定過程的， 一般可分為三個階段，開始頂板處于無壓狀態(tài)，此時頂板較完整，而且沒有下沉，稱為無壓狀態(tài)；但經(jīng)一定時間后，頂板就會下沉，通常稱為老頂來壓，此時頂板并不破裂，而且這種下沉帶有一定的周期性，所以稱為老頂周期來壓狀態(tài)；如果不及時支護，頂板就會破裂而冒落，此時叫冒落狀態(tài)。 支架在這三種狀態(tài)下是這樣工作的：開始支架以初撐力支撐頂板，此買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 時為無壓狀態(tài)；當周期來壓時，頂板下沉，使立柱下腔壓力增大，當增大到大于安全閥調(diào)正壓力時，安全閥被打開，使立柱下腔壓力下降，稱為立柱讓壓狀態(tài)，使支架以工作阻力支護頂板； 如果繼續(xù)來壓，就要不斷讓壓，所以立柱要有一定的向下行程，如沒有向下行程，稱為壓死狀態(tài)，這是在設計和使用中必須注意避免的現(xiàn)象；當支架前移后，此時頂板處于無支護狀態(tài)，頂板就要冒落，這就是液壓支架在工作過程中的三種狀態(tài)。 支架在工作面受力是由于頂板下沉，同時又有向采空區(qū)移動的趨勢，使頂梁受合力和底座受底板反力，其中頂板合力的垂直分力 F ,由支架工作阻力來克服，所以在計算支架的工作載荷 F 時按支架的工作阻力來確定。 該支架整體受力如圖 示，圖中求 1F 、 1F 及作用點位置。 圖 接式頂梁支架受力 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 首先去頂梁為分離體； 圖 梁分離體受力 各力對 a 點取矩，