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(shè)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(shè)備的 70%以上費(fèi)用。所以各大煤礦都需要采煤設(shè)備壓支架分為掩護(hù)式、支撐式、支撐掩護(hù)式。其中各有各的有缺點(diǎn)。支撐掩護(hù)式因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大、造價(jià)貴，少有被采用的。支撐式因?yàn)槠?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(hù)式液壓支架。本畢業(yè)設(shè)計(jì)就針對掩護(hù)式液壓支架進(jìn)行了設(shè)計(jì) 。 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(hù)梁、頂梁。其次針對前主要部件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。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(jìn)行了一定的強(qiáng)度校核。 本設(shè)計(jì)從液壓支架的工作原理出發(fā)，通過對支架進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)和研究分析確定了合理的液壓支架受力參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，形成一套完整的液壓支架設(shè)計(jì)資料，為液壓支架的設(shè)計(jì)起到了一點(diǎn)參考作用，具有一定的理論指導(dǎo)作用 。 關(guān)鍵詞 ：液壓支架；后連桿；底座；立柱；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) . 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(shè)計(jì) . 8 . 9 3 0/40D 型支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì) . 23 . 23 . 23 . 25 . 26 . 31 斤頂技術(shù)參數(shù)的確定 . 33 5 0/40D 型液壓支架的強(qiáng)度校核 . 39 度條件 . 39 連桿強(qiáng)度校核 . 39 . 40 6 支架技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(xiàn) . 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(shè)備的輸出綜采設(shè)備的發(fā)展和廣泛應(yīng)用主要用在煤炭開采，煤炭工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工業(yè)設(shè)備不僅具有顯著的作用，還對采煤技術(shù)發(fā)展水平有著全方面的改進(jìn)，并能夠有力的促進(jìn)其發(fā)展。 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 就是加速現(xiàn)代化進(jìn)程的前提。最復(fù)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(yīng)用這也集中在工業(yè)發(fā)達(dá)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(jī)械化液壓支架采煤是煤炭工業(yè)的一次技術(shù)革命，徹底改變了煤炭工業(yè)的面貌，綜合機(jī)械化液壓支架采煤是 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，將改變了我國煤炭工業(yè)的面貌，降低工人的勞動強(qiáng)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(jì)建設(shè)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(shù)發(fā)展的這幾十年里，使我國的煤炭生產(chǎn)、開采技術(shù)水平跨進(jìn)了世界先進(jìn)行列，綜放開采技術(shù)躍居世界領(lǐng)先地位。 液壓支架的工作面支護(hù)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(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(jiān)實(shí)的基礎(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 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(shù)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(shè)計(jì)所為主的液壓支架研究設(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)和選擇，并用有限元計(jì)算軟件等進(jìn)行各種計(jì)算，并普及了計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)、選型和提供了有力的指導(dǎo)依據(jù)和參考。制造方面形成以專業(yè)制造廠為主、機(jī)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(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)液壓支架的檢測標(biāo)準(zhǔn)有 11 項(xiàng)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(duì)伍，形成了研制液壓支架的雄厚基礎(chǔ)。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(dá)欠發(fā)達(dá)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 合 采 煤 機(jī)械化的發(fā)展，國內(nèi)綜采設(shè)備 研究 設(shè)計(jì)和制造 廠家 已研制開發(fā)出具有先進(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 的 強(qiáng)力液壓支架和多 個 點(diǎn)驅(qū)動 的 大運(yùn)力帶式輸送機(jī)。配套設(shè)備的生產(chǎn)能力 可以 達(dá)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(shí)現(xiàn) 煤 年產(chǎn) 300 萬噸 以上。 新型煤礦用單 體支護(hù)設(shè)備，采用懸浮式的液壓技術(shù)原理，生產(chǎn)礦用單體支護(hù)設(shè)備，其技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，填補(bǔ)了國內(nèi)外的技術(shù)空白。 液壓支柱的各項(xiàng)技術(shù)如柱塞懸浮，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)，都具有獨(dú)創(chuàng)性。新型礦用單體支護(hù)設(shè)備的設(shè)計(jì)，消除了五十多年來國際單體支護(hù)設(shè)備一直存在的內(nèi)泄漏和圓弧焊縫脆斷等危險(xiǎn)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(hù)的關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)束了由德國人創(chuàng)造發(fā)明的單體支護(hù)設(shè)備的歷史，開創(chuàng)了中國人民發(fā)明的第三代單體支護(hù)技術(shù)設(shè)備的先河，并會長期使 用第三代單體支護(hù)技術(shù)設(shè)備。該產(chǎn)品普遍適用在煤礦回采工作面的頂板支護(hù)、端頭支護(hù)，在薄煤層、中厚煤層及較厚煤層工作面都可以運(yùn)用，是煤礦的重要支護(hù)設(shè)備。 近 10 多年來液壓支架的發(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)趨向完善，設(shè)計(jì)方法更先進(jìn)、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(yīng)用電液控制技術(shù)，采用電磁控制先導(dǎo)閥，先進(jìn)可靠的壓力和位移傳感器，自由靈活的編程的微處理機(jī)技術(shù)、紅外線遙感技術(shù)等現(xiàn)代科技，使液壓支架的動作自動連續(xù)靈活進(jìn)行，移架速度大大提高，支架循環(huán)時間最 低達(dá)到 68s 之間。 我國自 1973 年來開始大規(guī)模引進(jìn)英國、德國等國家的綜采設(shè)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(jìn)提高的過程，到目前已形成了較完整的設(shè)計(jì)、制造和參數(shù)化設(shè)計(jì)，掩護(hù)式液壓支架的制造和采煤技術(shù)也有了長遠(yuǎn)發(fā)展。 采用綜合機(jī)械化采煤方法可以大幅度增加煤炭產(chǎn)量、提高經(jīng)濟(jì)效益。為了滿足對煤炭增長的需要，就要大量生產(chǎn)綜合機(jī)械化采煤設(shè)備和增加綜合機(jī)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(jī)械性質(zhì)等不同，對液壓支架的設(shè)計(jì)要求也就不同。要有效的支護(hù)和控制頂板，必須設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì)工作非常重要。由于液壓支架的種類很多，因此其設(shè)計(jì)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(xué)習(xí)研究，我完成了對液壓支架的設(shè)計(jì)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(rèn)識了解。通過對液壓支架的結(jié)構(gòu)分析，加深和鞏固機(jī)械原理的有關(guān)內(nèi)容；通過對液壓支架受力的分析和關(guān)鍵部件的強(qiáng)度校核，加深我對專業(yè)基礎(chǔ)課理論力學(xué)和材料力學(xué)和專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)內(nèi)容的鞏固和理解。同時通過對液壓支架的設(shè)計(jì)，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(rèn)的了解和設(shè)計(jì)液壓支架打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 通過自己獨(dú)立地完成指定的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，提高理論知識、分析問題和解決問題的能力，學(xué)會查閱參考工具書的方法，提高編寫論文的能力，進(jìn)一步加強(qiáng)了計(jì)算制圖等基本技能的訓(xùn)練，為畢業(yè)后成為一名合格的機(jī)械工程師打下了良好的基礎(chǔ)。 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(xué)的大學(xué)畢業(yè)生，不僅要打好堅(jiān)實(shí)的專業(yè)知識，還應(yīng)具備機(jī)械技術(shù)人才應(yīng)有的綜合素質(zhì)。同時通過完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以鍛煉自己解決實(shí)際 工程問題的能力；在整個畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，以我們的主動學(xué)習(xí)為主，教師教授適時指導(dǎo)為輔；將素質(zhì)教育和畢業(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 4 2 0/40D 型液壓支架原理及選型設(shè)計(jì) 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(jìn)進(jìn)行移架和推移輸送機(jī)。因此，支架要實(shí)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(dāng)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(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，工作液體進(jìn)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(jī)是通過操縱閥和推移千斤頂 3 來實(shí)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(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，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，停止供液，液控單向閥 6 立即關(guān)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(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 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(dāng)降到安全閥的調(diào)定壓力時，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，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。 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(guān)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(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(guān)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(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 (式中 F 支架的支護(hù)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(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(jī)聯(lián)接并互為支點(diǎn)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(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)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(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)性能有：支撐力較大，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。 由此可知，支撐式支架適用于直接頂穩(wěn)定、老頂有明顯或強(qiáng)烈周期來壓，且水平力小的條件。 護(hù)式液壓支架 掩護(hù)式支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有：以較寬的掩護(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(hù)強(qiáng)度較大、且均勻，掩護(hù)性較好，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(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)式液壓支架 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。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，有的情況下，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。 壓支架基本要求設(shè)計(jì) 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。 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(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)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 架支護(hù)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(shè)計(jì)計(jì)算方便，要對支架的外載荷和支架本身進(jìn)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(jì)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(jì)算；頂梁、底座與頂?shù)装灞徽J(rèn)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?yàn)榫?；通過分析和計(jì)算可知，掩護(hù)梁上矸石的作用力，只能使支架實(shí)際支護(hù)阻力降低所以，在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時不計(jì)，使掩護(hù)梁偏于 安全；立柱和短柱按最大工作阻力計(jì)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(diǎn)運(yùn)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(hù)高度時各部件最大受力值進(jìn)行強(qiáng)度校核，本設(shè)計(jì)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(dāng)煤層厚度大于 煤取下限，硬煤取上限 ） 時，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，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，傾角大時易發(fā)生傾倒、下滑象。當(dāng)煤層傾角大于 10 15 時，應(yīng)設(shè)防滑和調(diào)架裝置，當(dāng)傾角超過 18 時，應(yīng)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(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。 (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間分別在 58 2m 和 20下時，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。 架架型確定 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(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 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(hù)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(shè)計(jì)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(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（ 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(shè)計(jì)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(jì)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(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，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(shè)計(jì)支架的底座長度時，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)式支架的底座長度為 3 倍的移架步距 (一個移架步距為 即 右。本次設(shè)計(jì)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(guān)，一般為300380度取 1510 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，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)動時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，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，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(hù)梁的比值，掩護(hù)式支架為 I =撐掩護(hù)式為 I = （ 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)動軌跡呈近似雙紐線，支架由高到低雙紐線運(yùn)動軌跡的最大寬度 70e （ 5）支架在最高位置時的 應(yīng)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(shè)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(hù)）要求頂梁有較大長度；先推溜后移架方式（滯后支護(hù)）要求頂梁長度較小。這是因?yàn)椴捎孟纫萍芎笸屏锏墓ぷ鞣绞綍r，支架要超前輸送機(jī)一個步距，以便采煤機(jī)過后，支架能及時前移，支控新暴露的頂板，做到及時支護(hù)，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(shè)計(jì) 采用及時支護(hù)方式。 梁長度計(jì)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(diǎn)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(hù) 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(jī)： 板輸送機(jī) ： 20。查綜采設(shè)備手冊得三機(jī)配套尺寸為：配套尺寸 K=671+1553=2224入相關(guān)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?jǐn)?shù)。 取頂梁寬 B=1480面積 A=支護(hù)面積( )； =300mm,則頂板覆蓋率 =A/00%=，頂板覆蓋率在 90%以上則符合設(shè)計(jì)要求。則取 B=1480根據(jù)護(hù)幫最窄處取為 1200 架受力分析 板狀態(tài) 在采煤工作面中，當(dāng)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(hù)，頂板就要冒落，不支護(hù)的時間越長，危險(xiǎn)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(hù)，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(dāng)周期來壓時，頂板下沉，使立柱下腔壓力增大，當(dāng)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(hù)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(shè)計(jì)和使用中必須注意避免的現(xiàn)象；當(dāng)支架前移后，此時頂板處于無支護(hù)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(jì)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(diǎn)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(diǎn)取矩，