【正文】 這次畢業(yè)設(shè)計的圓滿完成還需感謝我的指導(dǎo)教師田和強(qiáng)老師的細(xì)心輔導(dǎo)，同時感謝曹連民老師、張鑫老師、張同軍老師等各位專業(yè)課老師的精心培養(yǎng)。30(9)：1409—1424．[11] 唐大放，：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2001[12] 張家鑒，. 北京：煤炭工業(yè)出版社，1985[13] ：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2001[14] ：機(jī)械工業(yè)出版社，2003[15] ：高等教育出版社，1999[16] 中國機(jī)械工程學(xué)會、：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002[17] ：煤炭工業(yè)出版社,1999致謝這次畢業(yè)設(shè)計為我今后進(jìn)入這一行業(yè)發(fā)展打下了扎實的基礎(chǔ)．總的來說,自己的確學(xué)了不少東西。在對其進(jìn)行校核的過程中，通過Pro/E進(jìn)行三維建模，然后得到其應(yīng)力應(yīng)變圖，使分析結(jié)果一目了然。本課題在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)之上，主要完成了以下工作：（1）進(jìn)行了液壓支架的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要包括支架主要尺寸的確定，頂梁、掩護(hù)梁結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)確定，底座、立柱及液壓千斤頂?shù)倪x擇。第六章 結(jié)論放頂煤液壓支架是綜合機(jī)械化放頂煤開采最重要的機(jī)械設(shè)備。操縱閥在支架液壓控制系統(tǒng)中用來使液壓缸換向，實現(xiàn)支架各個動作的手動換向閥，習(xí)慣上稱為操縱閥。安全閥安全閥是支架液壓控制系統(tǒng)中必不可少的限定壓強(qiáng)的元件。液控單向閥夜控單向閥在支架液壓系統(tǒng)中主要用來閉鎖液壓缸中的液體，使之承載。當(dāng)液壓力超過定壓關(guān)閉閥的調(diào)整壓力時，該閥關(guān)閉，切斷液路，保證輔助移架千斤頂?shù)耐屏Σ怀^調(diào)定值。常用的千斤頂控制回路有如下形式：側(cè)推、調(diào)架、防倒系統(tǒng) 側(cè)推、調(diào)架、。提高立柱支撐力的回路提高立柱支撐力的回路采用兩條壓力液管路，一條為中壓大流量供液管，另一條是高壓小流量供液管。 a為共用一個控制閥回路，圖為各用一個控制閥回路，采用雙液控單向閥或用于雙伸縮立柱。其中每個部分都具有獨(dú)立的功能，在改善液壓傳動或者制定新的方案時，一般都可以單獨(dú)地加以研究。 液壓支架的液壓傳動特點(diǎn)液壓支架的液壓傳動，與其它機(jī)械的容積式液壓傳動有很大的區(qū)別，其特點(diǎn)如下： 工作液的壓力高（管路內(nèi)的壓力達(dá)，立柱內(nèi)的壓力達(dá)），流量大（）。其中任一支架發(fā)生故障進(jìn)行檢修時，可關(guān)閉該架與主管路連接的截止閥，不會影響其他支架工作。系統(tǒng)回液流入乳化液箱，然后由泵吸入并增壓，經(jīng)各種控制元件供給各個液壓缸。在對其進(jìn)行校核的過程中，通過Pro/E進(jìn)行三維建模，然后得到其應(yīng)力應(yīng)變圖，使分析結(jié)果一目了然。由以上受力分析可知，前連桿是二力桿，只受拉力作用F前連桿=.面積： A=ab=200150=30000mm2式中：a,b分別為截面寬和高，a=200mm,b=150mm拉應(yīng)力 式（）安全系數(shù) 式（）所以前連桿合格。最大彎曲正應(yīng)力： 式（）合格。計算截面面積F及截面形心至a－a面的距離y。鋼條所在的位置為，兩柱窩中點(diǎn)。當(dāng)然強(qiáng)度條件要以現(xiàn)階段液壓支架所選用的材料、制造工藝以及失效形式等為依據(jù)，隨著時間的推移，如果上述諸點(diǎn)有變，強(qiáng)度條件也必須作相應(yīng)的調(diào)整。 代入公式（）得:＝ KN前連桿受力： 式（）代入公式（）得＝ KN取底座為分離體進(jìn)行受力分析，可求出底板對底座的支撐反力及作用點(diǎn)的位置如下： 底座分離體受力 式（）= KN 式（）式中： F1`—底座集中力大小，KN F前連桿＇—F前連桿的反作用力。再經(jīng)受力分析，其外載荷也已確定。為了計算方便，假設(shè)頂梁與頂板均勻接觸且載荷為線性分布。本文以放頂煤液壓支架為例 ,探討放頂煤液壓支架的受力分析 ,以便把放頂煤液壓支架設(shè)計得更合理 ,更科學(xué)。設(shè)計結(jié)果數(shù)據(jù)：表 23 液壓支架主要技術(shù)參數(shù)表項目單位技術(shù)參數(shù)支架整體性能支架高度mm3600～4700支架寬度mm1500支架中心距mm1500支護(hù)強(qiáng)度MPa對底板比壓MPa初撐力 kN工作阻力kN5000操作方法本架操作泵站壓力MPa35下圖為用Solidworks所繪立體總圖。這樣避免移架是底座前端扎底，有利于移架動作的順利完成。為獲得較大的移架力，掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架的推移裝置常增加一個推移框架，以便利用推移千斤頂?shù)耐屏σ萍?，拉力推溜。代入公式?14）得：==1256 KN推移裝置推移裝置由推移千斤頂和推移桿組成。4)立柱類型立柱按動作方式，分為單作用和雙作用；按結(jié)構(gòu)分類，分為活塞式和活柱式；按伸縮方式分為單身縮和雙伸縮。支撐掩護(hù)式支架，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求呈傾斜或直立布置，一般立柱軸線與頂梁垂線夾角小于100（支架在最高位置時），由于夾角較小，有效支撐能力較大。2)支撐方式支撐式支架立柱為垂直布置。有兩個球面柱窩與立柱缸底相連，在底座側(cè)面靠前位置設(shè)有拉后輸送機(jī)千斤頂?shù)目刹鹧b固定耳座。各種型式的底座前端都制成滑撬形，以減小支架的移架阻力，同時底座后部重量大于前部，避免移架時啃底。2）掩護(hù)梁寬度By本設(shè)計掩護(hù)梁寬度與頂梁寬度相同，所以掩護(hù)梁寬度為1500mm。 掩護(hù)梁結(jié)構(gòu)型式1—頂梁；2—掩護(hù)梁；3—立柱；4—前連桿；5—后連桿；6—底座；7—限位千斤頂梁的結(jié)構(gòu)型式折線型相對直線型支架端面大，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，但工藝性差。掩護(hù)梁的結(jié)構(gòu)為鋼板焊接的箱式結(jié)構(gòu)，在掩護(hù)梁上端與頂梁鉸接，下部焊有與前、后連桿鉸接的耳座?！?～,此處取1500mm。底座長度為2675 mm。一般為E=100～150mm左右，也是為了防止采煤機(jī)截割煤壁不齊，給推移輸送機(jī)留有一定的距離。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600mm。此外，在運(yùn)輸時楔形梁1可以放到下垂位置，縮短了運(yùn)輸尺寸，從而方便運(yùn)輸和安裝。楔形梁1和后梁4通過銷軸鉸接，而千斤頂鉸接于頂梁上。前梁千斤頂必須有足夠的支撐力的聯(lián)接強(qiáng)度。為改善接頂效果和補(bǔ)償焊接變形，整體頂梁前端（800～1000mm）, 一般上翹1～。頂梁作用是支護(hù)頂板一定面積的直接承載部件，并為立柱、掩護(hù)梁、護(hù)頂裝置等提供必要的連接點(diǎn)。15. 由b， b1,b2三點(diǎn)確定的圓心C，為前連桿下鉸點(diǎn)位置。12. 以O(shè)為圓心，為半徑圓弧。8. 作點(diǎn)E2距E點(diǎn)1500mm,此為支架在最低位置時，頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)。4. 在此斜線截取線段，長度等于A=1936mm,a點(diǎn)為支架在最高位置時后連桿與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)。支架在最高位置時有 式（）H1=3200mm因此掩護(hù)梁長度為 式（）后連桿長度為A=G(A/G) = mm取整得 G=1885mm A=1162mm用幾何作圖法確定四連桿機(jī)構(gòu)的各部尺寸。P2——支架最低位置時，掩護(hù)梁與頂梁夾角(度)。 液壓支架尺寸關(guān)系 用解析法來確定掩護(hù)梁和后連桿的長度。 四連桿機(jī)構(gòu)幾何特征圖從以上分析可知，為使支架受力合理和工作可靠，在設(shè)計四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動軌跡時，應(yīng)盡量使值減小，取雙扭線向前凸的一段為支架工作段?！?0176。為了安全可靠，最低工作位置應(yīng)使≥25176?！?2176。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，而且還會產(chǎn)生沿巖層面指向采空區(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。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。所謂底座，就是將頂板壓力傳遞到底板的穩(wěn)固支架的部件。寬度的確定應(yīng)考慮支架的運(yùn)輸、安裝和調(diào)架要求。即 式（）Ks反映支架對煤層厚度的適應(yīng)能力，；若進(jìn)一步提高伸縮比，需采用帶機(jī)械加長桿的立柱或雙伸縮立柱。大采高支架取200～400 mm，中厚煤層支架取200～300mm，薄煤層支架取100～200mm；S2——考慮周期來壓時的下沉量、移架時支架的下降量和頂梁上、底板下的浮矸之和。一般首先確定支架適用煤層的平均采高，然后確定支架高度。并對液壓支架的組成及工作原理進(jìn)行了較為詳細(xì)的描述，其中液壓支架工作原理的敘述是本章的重點(diǎn)。支架本身的增阻性取決于液控單向閥和支柱的密封性能，可縮性和恒阻性則由安全閥的溢流性能決定。但是，由于支架的頂梁長短和間距大小不同，并不能完全反應(yīng)支架對頂板的支撐力，因此常采用表示單位面積頂板上所受支架工作阻力值大小的支護(hù)強(qiáng)度參數(shù)，來比較支架的支護(hù)性能。支柱工作阻力 式（）支架工作阻力 式（）式中：－安全閥的動作壓力（公斤/厘米2）支架的工作阻力取決于安全閥的動作壓力、支架支柱數(shù)、支柱缸體內(nèi)徑和架型等。要求支架即具有一定的支撐力，又具有可縮性。具體措施是，使用高壓乳化液泵，提高支柱初撐力；改善單向閥的質(zhì)量，要能及時關(guān)閉也路；注意操作方法，使支柱下腔盡可能達(dá)到泵站的工作壓力。因此，這個支柱長度上的縮短量，稱為支柱的彈性可縮量。實際上支柱初撐后，活塞腔的油液壓力由于阻力損失、操作情況和閥的靈敏度等原因，往往低于泵站工作壓力。（2）液壓支架的支撐承載能力：液壓支架的支撐承載能力是指液壓支架與頂板之間相互力學(xué)原理，它包括初撐增阻、承載增阻和恒阻三個工作階段。3．升柱:液壓支架移到新的位置后，應(yīng)及時升柱，以支撐新暴露的頂板。下面按支架降柱、移架、升柱和推溜的工作過程分別加以敘述。八．操縱控制系統(tǒng)液壓支架由不同數(shù)量的立柱和千斤頂組成，采用不同的操縱閥以實現(xiàn)升柱、降柱、移架、推溜等動作。五．活動側(cè)護(hù)板用途：消除相鄰支架掩護(hù)梁和頂梁之間的架間間隙，防止冒落的矸石進(jìn)入支護(hù)空間；作為支架移架過程中的導(dǎo)向板；防止支架降落后傾倒；調(diào)整支架的間距。二．底座用途：為支架的其他結(jié)構(gòu)件和工作機(jī)構(gòu)提供安設(shè)的基礎(chǔ)；與前后連桿和掩護(hù)梁一起組成四連桿機(jī)構(gòu)；將立柱和前后連桿傳遞的頂板壓力傳遞給底板。1974年以來，從西德、英國、蘇聯(lián)和波蘭等國引進(jìn)了許多不同類型的液壓支架。這幾種設(shè)備相互配合，組成了綜合機(jī)械化采煤設(shè)備[4]。自1954年英國裝備了世界上第一個液壓支架工作面開始，采煤技術(shù)實現(xiàn)了綜合機(jī)械化。采用低位放煤明顯的減少了工作面粉塵，減少了煤損，取得很好的效果。1982年，我國首次由煤炭科學(xué)研究總院北京開采研究所與沈陽煤炭研究所共同設(shè)計，鄭州煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)制造了FY40014/128型放頂煤液壓支架。自20世紀(jì)70年代開始，法國、前聯(lián)邦德國、英國等國家陸續(xù)研制成功了開“天窗”的支撐掩護(hù)式或帶插板的支撐式放頂煤液壓支架，如圖1所示。它的發(fā)明和應(yīng)用，使放頂煤開采技術(shù)從高落式進(jìn)入一個全面機(jī)械化的新的發(fā)展階段。放頂煤液壓支架設(shè)計畢業(yè)論文第1章 放頂煤液壓支架概論支架的作用不僅是支護(hù)頂板、保證安全，而且要有效的控制頂板、提高效率。放頂煤工作面由液壓支架實現(xiàn)可靠、快速地支護(hù)和放煤，采用采煤機(jī)采煤，使厚煤層全厚開采在安全、可靠的工作條件下進(jìn)行，保證了工作面實現(xiàn)高產(chǎn)高效。英國研制開“天窗”，該支架在掩護(hù)梁上開了放頂煤“天窗，由液壓千斤頂控制開關(guān)，“天窗”附近裝有攪動桿，以便于對頂煤進(jìn)行二次破碎。在此后的幾十年里，我國設(shè)計、研制了數(shù)十種放頂煤液壓支架，從仿制東歐的高位放頂煤至支架，西歐的多種類型中位及低位放煤支架，到后來自己設(shè)計。在此類放頂煤支架架型逐漸統(tǒng)一后，又陸續(xù)研究出了幾種新的低位放煤支架，形成了我國具有自己特點(diǎn)的放頂煤支架系列。綜合機(jī)械化。液壓支架是以高壓液體為動力，由若干液壓元件（油缸和閥件）與一些金屬結(jié)構(gòu)件組合而成的一種支撐和控制頂板的采煤工作面設(shè)備，能實現(xiàn)支撐、降落移架和推移運(yùn)輸機(jī)等一整套工序。實踐證明，液壓支架具有強(qiáng)度高、支護(hù)性能好、移設(shè)速度快、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，能使采煤工作面達(dá)到高產(chǎn)量、高回采率和高工效，能大大減輕勞動強(qiáng)度，降低成本和掘進(jìn)率，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。要求：底座應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度；底座對底板的起伏變化適應(yīng)性好；底座與底板的接觸面積大，以減小底座對底板的接觸比壓，避免支架陷入底板；底座應(yīng)有足夠的地方來安設(shè)立柱、推移裝置以及液壓控制裝置；底座要能把落入支架內(nèi)的碎矸排棄到老塘中。 六、放煤板 主要用于放下頂煤。雖然支架的液壓缸（立柱和千斤頂）種類、數(shù)量很多，但其液壓系統(tǒng)都是采用多執(zhí)行元件的并聯(lián)系統(tǒng)。：當(dāng)旋轉(zhuǎn)式操縱閥轉(zhuǎn)到降柱位置，打開供液閥時，高壓液體由主進(jìn)液管經(jīng)操縱閥和油管，進(jìn)入支柱活塞桿腔，同時也進(jìn)入液控單向閥的控制管路，打開液控單向閥，支柱活塞腔的油液經(jīng)油管、液控單向閥和操縱閥，流回主回液管，支柱卸載下降。操縱閥轉(zhuǎn)到升柱位置，打開供液閥，高壓液體由主進(jìn)液管進(jìn)入，經(jīng)操縱閥到液控單向閥，進(jìn)入到推移千斤頂?shù)幕钊麠U腔，支柱活塞矸腔的油液，同時也進(jìn)入液控油路，經(jīng)油管和操縱閥流回主回液管，活塞和頂梁升起，支撐頂板。1. 初撐增阻階段：在升柱過程中，從頂梁接觸頂板起，至支柱活塞腔的油液壓力達(dá)到泵站的工作壓力時，松開手把，停止供液，液控單向閥立即關(guān)閉，閥球封閉了支柱活塞腔的油液，這就是支架的初撐階段。2. 承載增阻階段：支架初撐后，隨頂板的下沉，支柱活塞腔被封閉的油液受到壓縮，油液壓力繼續(xù)升高，呈現(xiàn)承載增阻狀態(tài)。根據(jù)開灤局井下實測，在各種不同的初撐力、工作阻力高的情況下，MZ1928型支柱的彈性可縮量在6～10mm范圍內(nèi)。 3. 恒阻階段：支架承載后，如果完全支撐住頂板，不允許頂板下沉，需要有強(qiáng)大的支撐力。液壓支架的這種特性，是由支柱的安全閥來控制的。安全閥使支柱具有恒定的設(shè)計工作阻力，同時又使支柱在承受大于設(shè)計工作阻力的頂板壓力時，可隨頂板的下沉而下縮，這就是液壓支架的恒阻性和可縮性。支架支護(hù)強(qiáng)度