【正文】 1礦用液壓支架設(shè)計目 錄1. 綜述 ..................................................................1 國外主要產(chǎn)煤國家綜采技術(shù)的發(fā)展趨勢 ..................................1 我國綜采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀幾存在的問題 ..................................3 綜采礦井生產(chǎn)環(huán)節(jié)的合理配套 ..........................................6 液壓支架的應(yīng)用和意義 ................................................6 液壓支架的發(fā)展狀況及存在問題 ........................................7 液壓支架的研究動態(tài) ..................................................8 液壓支架的發(fā)展動向 .................................................10 ......................................................11 液壓支架的工作原理 ................................................11 支架的組成 ........................................................11 液壓支架主要結(jié)構(gòu)件及其作用 ........................................11 頂梁 ..........................................................11 掩護梁 ........................................................12 底座 ..........................................................12 四連桿機構(gòu) ....................................................13 推移機構(gòu) ......................................................15 液壓支架的架型 ....................................................16 ....................................................17 液壓支架的選型 ....................................................17 液壓支架結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)選 ........................................17 液壓支架的架型選擇原則 ........................................17 影響架型選擇的因素 ............................................18 液壓支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................19 確定液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的原則與內(nèi)容 ..............................19 液壓支架主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 ....................................19 液壓支架的支部件設(shè)計 ...............................................252 ..................................................32 支架的工作狀態(tài) ....................................................32 支架載荷的確定 ....................................................33 支架受力分析 ......................................................33 支架的受力計算 .....................................................31 ..................................................41 ..................................................45 缸筒內(nèi)徑和缸壁厚度的計算 ..........................................45 千斤頂桿徑的確定 ...............................................45 千斤頂缸體壁厚的計算 ...........................................46 推移千斤頂?shù)膹姸闰炈?...............................................46 推移千斤頂穩(wěn)定性驗算 ...........................................46 活塞桿強度驗算 .................................................47 缸體強度計算 ...................................................48 缸體與缸底焊縫強度計算 .........................................49 ..................................................53 液壓支架操作 ......................................................53　 操作前的準備 .................................................49　 操作方式與順序 ...............................................49 支架使用中的注意事項 ...........................................51 液壓支架操作維護要求 ..............................................55總 結(jié) ....................................................................致 謝 ....................................................................參考書目 ..................................................................附錄 設(shè)計中用到的數(shù)據(jù) .....................................................3 論第一章 綜述 國外主要產(chǎn)煤國家綜采技術(shù)的發(fā)展趨勢 綜合機械化采煤是煤礦開采技術(shù)現(xiàn)代化的重要標志。80 年代末以來，世界主要產(chǎn)煤國家高產(chǎn)高效綜采技術(shù)迅速發(fā)展，特別是美國、澳大利亞、德國、英國和南非發(fā)展最快。綜采工作面高產(chǎn)高效紀錄不斷刷新，綜采裝備新技術(shù)層出不窮。均年產(chǎn) 145．4 萬 t 洗精煤，平均工效 274t／(工*d)，工作面搬家(包括設(shè)備安裝)時間平均684 人工/面。工作面平均長度 240 m，最大長度 335m。 1994 年平均班產(chǎn)進一步提高，其中，前 10 個工作面年平均班產(chǎn)達到 5998t 洗精煤，相當于年產(chǎn) 400 萬 t 以上的水平。沙莫羅克公司(SHAMR0CK)的被克佛克礦在 123 個小班中產(chǎn)煤 166 萬 t，相當于月產(chǎn) 83 萬 t。塞普路斯阿馬克斯煤炭公司卡姆博蘭德礦 1995 年 6 月達到月產(chǎn)洗精煤 57．3 萬 t 的紀錄，阿科煤炭公司的西皮庇礦 1994 年 11 月創(chuàng)造了日產(chǎn) 萬 t 的世界紀錄,當月產(chǎn)量 50 余萬 t。美國 1994 年共有80 個長壁工作面，其中有 70 個工作面是電液控制的工作面，占 87．5％，使用兩柱掩護式支架 73 套，四柱支撐掩護式支架 7 套，兩柱掩護式支架占 91．25％，支架工作阻力大部分在7000—8000 kN，最大的兩柱掩護式支架工作阻力達到 9800kN。普遍裝備大功率電牽引重型采煤機組和大功率、大運量、高可靠性刮板輸送機。 澳大利亞近 10 年來綜采發(fā)展很快，綜采工作面數(shù)量從 1980 年的 3 個增加到 1994 年的 25個，井工效率達到 17．71t／工?？频蠣柨怂沟V和巴波尼礦的綜采工作面年產(chǎn)量已超過 300 萬t。為使綜采產(chǎn)量持續(xù)增長，近幾年來澳大利亞采取了一系列措施，包括改革勞動制度，采用各種新設(shè)備、新技術(shù)，綜采工作面優(yōu)選世界各國最先進的重型高效裝備，實現(xiàn)一井一面，集中化生產(chǎn)。 英國和德國是世界上綜采技術(shù)裝備最先進的國家，由于受其自然煤層賦存條件的限制，其高產(chǎn)高效工作面的紀錄不如美國和澳大利亞，但世界著名的采煤機械公司主要集中在德國和英國。近年來，由于國際采礦業(yè)市場的不景氣和激烈競爭，導(dǎo)致各公司的相互兼并，形成幾個大跨國公司。為占領(lǐng)市場，各公司不斷開發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品。 世界主要產(chǎn)煤國家技術(shù)經(jīng)濟指標見表 l—l。 高產(chǎn)高效綜采技術(shù)的核心是工作面綜采設(shè)備，近 10 年來，工作面三大配套設(shè)備——采煤機、刮板輸送機和液壓支架，在設(shè)計方法和結(jié)構(gòu)上都有了重大發(fā)展，主要是提高設(shè)備生產(chǎn)能力4和可靠性，改進操作性能。采煤機技術(shù)發(fā)展的一個突破是采用了多電機電牽引技術(shù)，大大簡化了機械傳動系統(tǒng)。采煤機的模塊化設(shè)計使機器的維護和監(jiān)測更加簡便，可靠性更高?，F(xiàn)代先進采煤機的主要特點是：①多電機交流變頻調(diào)速或直流調(diào)速電牽引，牽引速度不斷提高，最大牽引速度已達到29m/min；⑦大功率、高電壓、大截深．采煤機裝機功率超過 1200kw，現(xiàn)行 l100V 工作電壓已不適應(yīng)大功率采煤機的要求，美國目前常用電壓為 2300V，部分工作面開始運用 4160V 電壓；英國、澳大利亞使用 3300V 電壓；法國使用 5000v 電壓；波蘭使用 6000v 電壓。采煤機截深達到 1—1．2m；③積木式結(jié)構(gòu)，各單元之間沒有機械動力傳動，簡單可靠；④其中更先進的設(shè)備，可實現(xiàn)滾筒自動導(dǎo)向，其實質(zhì)是煤巖界面探測技術(shù)，它能自動識別煤巖界面．并據(jù)此自動調(diào)節(jié)滾筒截割高度；⑤煤塵控制和故障診斷系統(tǒng)。隨著采煤機功率加大，產(chǎn)量提高，工作面刮板輸送機也發(fā)展成為大功率、高強度、高可靠性的運輸設(shè)備。目前工作面刮板輸送機最大工作長度已達 335m,最大輸送能力達 3500t/h,最大功率 1412kW，表 12 中列出了幾種國外先進刮板輸送機的技術(shù)特征。 圖 12 工作面刮板輸送機的技術(shù)特性 先進瓜板輸送機的主要特點是：①整體鑄造溜槽或組合焊接溜槽，減少了螺栓連接，提高了可靠的性。使用壽命達到 600~1200 萬 t 過煤量；②采用 38mm、 42mm 大直徑刮板?鏈；③采用軟啟動技術(shù)，使用雙緩液力偶合器或排水型偶合器，配有程序邏輯控制器控制水的5流速。軟啟動大大提高了輸送機的可靠性，使鏈子和鏈輪的壽命加倍；④故障診斷和工況監(jiān)測技術(shù)，可以以連續(xù)監(jiān)測輸送機各部件的運行狀態(tài)，進行故障診斷和報警。 液壓支架是綜采工作面主要設(shè)備之一，近 10 年來主要的發(fā)展趨勢是向兩柱掩護式和四柱支撐掩護式架型發(fā)展，架型結(jié)構(gòu)進一步完善，設(shè)計方法更先進，參數(shù)向高工作阻力、大中心距(1．75m、2m)發(fā)展，結(jié)構(gòu)件材料越來越多地采用高強度鋼材，例如屈服極限 69MPa 以上的鋼板，支架的壽命和可靠性要求大大提高，有些公司要求支架的耐久性試驗循環(huán)次數(shù)達 5000 次。支架的壽命達 14 年以上。 液壓支架技術(shù)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(或微電機)控制的先導(dǎo)閥．先進可靠的壓力和位移傳感器，靈活自由編程的微處理機技術(shù)，紅外遙感技術(shù)等現(xiàn)代科技成果，使液壓支架的動作自動連續(xù)進行，移架速度大大提高，支架循環(huán)時間達到 6—8 入配合采煤機的煤巖識別系統(tǒng)等先進技術(shù)，可實現(xiàn)工作面自動控制。 我國綜采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀幾存在的問題我國自 1973 年開始大規(guī)模引進德國、英國等國家的綜采設(shè)備，經(jīng)歷了消化、吸收和改進提高的過程。到目前已形成了較完整的設(shè)計、制造和科研體系。先后研制試驗成功經(jīng)濟型綜采成套設(shè)備；薄煤層、中厚煤層和大采高綜采成套設(shè)備，特厚煤層分層機械化鋪網(wǎng)液壓支架系列及成套設(shè)備和工藝；放頂煤液壓支架系列及成套設(shè)備和工藝。1995 年全國共有 243 個綜采工工作面，統(tǒng)配煤礦綜合機械化程度達到 %．工作面平均工效 25．077t／工，全國有 65 個年產(chǎn)百萬噸以上的綜采隊，其中 9 個隊年產(chǎn)達到 200 萬 t 以上，2 個隊年產(chǎn)達到 300 萬 t 以上，兗州南屯煤礦綜二隊 1995 年年產(chǎn)達到 315 萬 t，最高月產(chǎn) 34．7 萬 t，創(chuàng)出我國高產(chǎn)高效的最好紀錄一、高產(chǎn)高效礦井建設(shè)取得重大成績我國從 1993 年開始組織高產(chǎn)高效礦井建設(shè)，到 1995 年已建成 56 個高產(chǎn)高效礦井。在產(chǎn)量增加 ％的基礎(chǔ)上，平均工效達到 ／工