【正文】 工人安全和各項(xiàng)作業(yè)正常進(jìn)行，必須對頂板進(jìn)行支護(hù)。在引進(jìn)、消化國外支架的基礎(chǔ)上，我國已經(jīng)形成了一支具有一定規(guī)模的從事液壓支架的設(shè)計(jì)、研究、制造和檢驗(yàn)的專業(yè)隊(duì)伍，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 已經(jīng)開發(fā)研制了多種適合我國煤礦不同生產(chǎn)地質(zhì)條件的液壓支架。液壓支架的總重量和初期投資費(fèi)用占工作面整套綜采設(shè)備的 60%70%左 右，因此液壓支架形成了現(xiàn)代采煤技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備之一。 液壓支架是在摩擦支柱和單體液壓支柱等基礎(chǔ)上發(fā)展起來的工作面機(jī)械化支護(hù)設(shè)備， 作為綜合機(jī)械化采煤的關(guān)鍵設(shè)備之一， 液壓支架的 重量約 為 綜采設(shè)備總重量的 80%90%，其費(fèi)用約占綜采設(shè)備總費(fèi)用的 60%70%。中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué) 院 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 1 概述 ????????????????????????????? 1 概述??????????????????????????? 1 、分類和結(jié)構(gòu)???????????????? 2 液壓支架的用途????????????????????? 2 液壓支架的分類????????????????????? 2 液壓支架工作狀態(tài)及布置????????????????? 5 液壓支架結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)?????? ??????????? 6 液壓支架的工作原理 ??????????????????? 7 支架升降和推移 ???????????????????? 8 支架的承載過程 ???????????????????? 8 液壓支架的支護(hù)方式 ?????????????????? 9 2 液壓支架整體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) ??????????????????? 10 液壓支架的主要尺寸的確定 ???????????????? 10 支架高度和伸縮比 ??????????????????? 10 支架間距 ??????????????????????? 10 底座長度 ??????????????????????? 11 頂梁長度的確定 ???????????????????? 11 立柱布置 ??????????????????????? 13 各部件結(jié)構(gòu)選擇 ????????????????????? 13 頂梁 ????????????????????????? 13 底座 ???? ????????????????????? 14 立柱 ????????????????????????? 15 推移千斤頂 ?????????????????????? 16 前梁千斤頂 ?????????????????????? 17 液壓支架基本技術(shù)參數(shù)的確定 ???????????????? 7 支護(hù)面積 ??????????????????????? 17 支護(hù)強(qiáng)度 ??????????????????????? 17 確定立柱的 技術(shù)參數(shù) ?????????????????? 18 立柱的初撐力與泵站的額定工作壓力 ??????????? 20 安全閥壓力和立柱工作阻力的確定 ???????????? 20 推移千斤頂參數(shù)確定 ?????????????????? 21 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué) 院 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 液壓支架的受力分析 ????????????????????? 24 概述 ?????????????????????????? 24 液壓支架工作狀態(tài) ??????????????????? 24 計(jì)算載荷的確定 ???????????????????? 25 液壓支架的受力分析 ??????????????????? 26 頂梁載荷分布 ?????????????????????? 30 支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算 ?????????????????????? 31 底座接觸比壓計(jì)算 ???????????????????? 32 支護(hù)效率 ???????????????????????? 35 支架受力的影響因素 ????????????????? ?? 35 4 液壓支架的強(qiáng)度條件 ????????????????????? 37 強(qiáng)度條件 ???????????????????????? 37 液壓支架的強(qiáng)度校核 ??????????????????? 39 頂梁強(qiáng)度校核 ????????????????????? 39 底座的強(qiáng)度校核 ???????????????????? 44 耳板的強(qiáng)度校核 ???????????????????? 47 銷軸的強(qiáng)度校核 ?????? ?????????????? 49 立柱強(qiáng)度校核 ????????????????????? 50 5 液壓支架的液壓系統(tǒng) ????????????????????? 55 概述 ?????????????????????????? 56 立柱和千斤頂 ?????????????????????? 56 支架液壓閥 ??????????????????????? 57 液控單向閥 ?????????????????????? 57 安全閥 ? ??????????????????????? 58 操縱閥 ???????????????????????? 58 液壓支架液壓閥的密封技術(shù)分析 ????????????? 58 液壓支架液壓原理圖 ??????????????????? 59 液壓支架的控制方式 ??????????????????? 60 手動(dòng)控制 ??????????????????????? 60 自動(dòng)控制 ??????????????????????? 61 液壓系統(tǒng)安裝、調(diào)試、保養(yǎng) ???????????????? 61 安裝 ????????????????????????? 61 調(diào)試 ????????????????????????? 69 保養(yǎng) ????????????????????????? 70 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué) 院 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 液壓支架的操作和維護(hù) ???????????????????? 71 液壓支架的操作維護(hù)要求 ????????????????? 71 液壓支架的操作管理事項(xiàng) ??????? ?????????? 72 液壓支架維護(hù)和管理的具體內(nèi)容 ?????????????? 73 液壓支架的故障及排除 ?????????????????? 74 液壓支架的發(fā)展趨勢 ??????????????????? 76 結(jié) 論 ??????????????????????????? 78 參考文獻(xiàn) ??????????????????????????? 79 致 謝 ??????????????????????????? 80 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 1 概述 概述 采煤綜合機(jī)械 化，是加速我國煤炭工業(yè)發(fā)展，大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)煤炭工業(yè)現(xiàn)代化的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施。 它與滾筒采煤機(jī)（或刨煤機(jī)） 、可彎曲刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)及膠帶輸送機(jī)等形成了一個(gè)有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)了包括采、支、運(yùn)等主要工序的綜合機(jī)械化采煤工藝，從而使長壁采煤技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的階段。 我國于 70年代初，首先研制成功了垛式、節(jié)式等支撐式支架，以及關(guān)鍵的液壓元部件。支架最大高度已經(jīng)達(dá) 5m，最小高度為 ；適應(yīng)最大傾角可達(dá) 55176。而液壓支架是一高壓液體作為動(dòng)力，由液壓元件與金屬構(gòu)件組成的支護(hù)和控制頂板的設(shè)備，它 既能支撐又能維護(hù)頂板的支護(hù)設(shè)備，為采煤工作面綜合機(jī)械化的主要設(shè)備 。 液壓支架的分類 液壓支架分類的方式很多，主要可以按照支架與圍巖的相互作用關(guān)系，立柱布置方式、使用條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等來分類。支撐式支架有垛式和節(jié)式之分。 3．支撐掩護(hù)式支架 ： 支撐掩護(hù)式支架具有支撐式的頂梁和掩護(hù)式的掩護(hù)液壓支架 支撐式 掩護(hù)式 支撐掩護(hù)式 節(jié)式 （圖 11a） 垛式（圖 11b） 支掩式（圖 11c） 支頂式（圖 11d） 支頂支掩式（圖 11e） 支頂式（圖 11f） 支頂支掩式（圖 11g） 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 梁，它兼有切頂性能和防護(hù)作用，適于壓力較大、易于冒落的中等穩(wěn)定或穩(wěn)定的頂板。 分類標(biāo)準(zhǔn) 具體分為 使用高度 厚煤層一次采全高支架（≥ ） 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 中厚煤層支架（ ＜ h＜ ） 薄煤層支架（≤ ） 使用傾角 緩傾斜工作面支架（≤ 25176。） 采煤工藝 放頂煤支架 機(jī)械鋪（連）網(wǎng)支架 充填支架 使用地點(diǎn) 排頭支架 端 頭支架 工作面支架 順槽超前支架 按主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（表 12） 表 12 按主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類 分類標(biāo)準(zhǔn) 具體分為 分類標(biāo)準(zhǔn) 具體分為 四連桿式 控制方式 本架控制 單鉸點(diǎn)式 鄰架控制 擺桿式 成組控制和順槽控制 配套方式 插腿式 組合方式 單架式 不插腿式 組合式 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 液壓支架工作狀態(tài)及布置 圖 11 所示為液壓支架在工作面的布置示意圖。 AA截面是采煤機(jī)割煤前支架的工作狀態(tài)。將輸送機(jī)推向煤壁，實(shí)現(xiàn)推溜。 圖 12 液壓支架在工作面布置示意圖 1－采煤機(jī) 2－液壓支架 3－傳送帶輸送機(jī) 4－轉(zhuǎn)載機(jī) 5－刮板輸送機(jī) 6－主進(jìn)液管 7－主回液管 8－乳化液泵 9－乳化液箱 10－端頭支架 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 11－單體液壓支柱 液壓支架結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn) 根據(jù)用途和在采煤工作面的安裝位置，液壓支架 分為兩大類，即端頭支架和中間支架。一般來說，它的頂梁較長，支護(hù)空間較大，具有較大的支撐力，并兼有支撐和錨固作用，其整體性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均較高。液壓支架的分類主要是對中間支架進(jìn)行分類。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，通過工作性質(zhì)不同的幾個(gè)液壓缸來完成的，如圖 13所示。移架時(shí)，先使支架卸載下降，再把操縱閥 7 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 4 的前腔即活塞桿腔，后腔即活塞腔回液。 支架的承載過程 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。合理的初撐力是防止直接頂過早的因下沉而離層、減緩頂板下沉速 度、增加其穩(wěn)定性和保證安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。當(dāng)降到安全閥的調(diào)定壓力時(shí)，安全閥關(guān)閉。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。即時(shí)支護(hù)的特點(diǎn)是，頂板暴露時(shí)間短，梁端距較小?？捎糜诜€(wěn)定、完整的頂板。 2 液壓支架整體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 液壓支架的主要尺寸的確定 支架高度和伸縮比 由題目已知 支架的最大高度 Hm= 支架最小高度 Hn= 指最大與最小支架高度之比值 即： ??? nmHHm 支架間距 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 支架間距就是指相鄰支架中心線間的距離，按下式計(jì)算 3cmb B n C? ? ? 式中 cb — 支架間距（支架中心距） mB — 每架支架頂梁總 寬 度 3c — 相鄰支架（或框架）頂梁之間的間隙 n — 每架所包含的組架或框架數(shù) ， 整體自移式支架 n =1；整體邁步 式支架 n =2；節(jié)式邁步支架 ， n =支架節(jié)數(shù)。 由前排立柱到頂梁前端的長度由下式計(jì)算 ： cadkb ?????? 式中 ? — 鏟煤板到煤壁間距離，一般為 50～ 100mm； k — 輸送機(jī)寬度， 包括連接千斤 頂裝置； a — 前柱中心到底座前端的距離 d — 采煤機(jī)滾筒截深 c— 頂梁前端到煤壁的距離 ，一般為 250~350mm。故選立柱數(shù)目為 4。支撐式支架和支撐掩護(hù)式支架的立柱間距為 1～ 。 本支架為垛式支架，故采用剛性頂梁帶鉸接式前梁，如下圖 23 所示，頂梁由前、后梁鉸接。頂梁前端呈滑撬式或圓弧形，以減少移架阻力。 圖 23 垛式支架頂梁結(jié)構(gòu) 中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 圖 24 頂梁斷面 底座 底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。同時(shí)底座后部重量大于前部，避免移架時(shí)啃底。 本支架在用單伸縮懸浮式立柱。一般用 27SiMn 無縫鋼管制成。用鋼制作活塞時(shí)，可在活塞上安裝導(dǎo)向環(huán)與缸體內(nèi)徑配合。鼓型密封圈是兩個(gè)夾布 U 型橡膠圈