【正文】 在設(shè)計(jì)過程中，老師給了我悉心的指導(dǎo)，無(wú)論是在論文的選題、收集資料，還是在具體的寫作過程中，老師對(duì)我們都非常盡心盡責(zé)，在此我向敬愛的指導(dǎo)老師表示真誠(chéng)的感謝。致謝本次設(shè)計(jì)給我們的大學(xué)生活畫上了一個(gè)圓滿的句號(hào)，設(shè)計(jì)的成功離不開指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助。這次做論文的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感受到做研究是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會(huì)有所突破。開始對(duì)液壓支架等相關(guān)技術(shù)不很了解，通過獨(dú)立的學(xué)習(xí)，查看相關(guān)的資料、書籍和老師指導(dǎo)，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，又通過實(shí)習(xí)進(jìn)一步了解了液壓支架，為順利的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)雖然我的論文不是很成熟，還有很多不足之處，但這里面的每一個(gè)圖、每一個(gè)數(shù)，都有我辛勤汗水的結(jié)晶。幾個(gè)月來(lái)，從開始接到論文題目到參數(shù)計(jì)算、作圖，再到論文的完成，每走一步對(duì)我來(lái)說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。另外，本設(shè)計(jì)的支架維修方便，零件共用率高；移架方便，降低了經(jīng)濟(jì)成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為企業(yè)帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益。本次設(shè)計(jì)充分考慮人機(jī)關(guān)系、布局合理、操作方便，在工作中，利于觀察，利于對(duì)應(yīng)急情況的處理， 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各液壓元件位置關(guān)系明確，操作方便。該方案綜合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)所提出的一些問題，本著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、可靠性高等原則設(shè)計(jì)的。主要由閥體、噴嘴、內(nèi)芯、節(jié)流螺桿及浸于乳化液中的斷路閥等組成，裝于乳化液箱上部。對(duì)于不同泵站系統(tǒng)，一般以卸載閥恢復(fù)工作壓力為調(diào)定壓力70％計(jì)算。一類是用以減緩泵的脈動(dòng)沖擊，一般安裝于泵高壓出口，容量約4L；另一類是用以穩(wěn)定系統(tǒng)壓力，補(bǔ)充液源，減少由于系統(tǒng)泄漏等原因造成泵的頻繁工作，容量大(目前有16L、25L、或2xl6L、2x25L)，一般安裝于系統(tǒng)高壓入口(即單向閥、交替單向閥之后)。 蓄能器 泵站系統(tǒng)由于工作介質(zhì)近似于水，為保證密閉性，選用氣囊式蓄能器。主閥通過間隙節(jié)流產(chǎn)生壓降，成為減壓部分，調(diào)節(jié)裝置是靠彈簧或蓄能器及調(diào)節(jié)活塞來(lái)調(diào)定二次壓力，并保持其壓力穩(wěn)定；安全閥起二次側(cè)壓力過壓保護(hù)作用。減壓閥為滿足兩種或兩種以上的工作面支護(hù)設(shè)備所需要的工作壓力，采用系統(tǒng)減壓閥，使泵排出的高壓液降到所需要的工作壓力，同時(shí)供給使用。因此卸載閥在系統(tǒng)中是一重要元件，并且呈頻繁動(dòng)作狀態(tài)，要求性能穩(wěn)定、可靠。（2）在系統(tǒng)出現(xiàn)異常，壓力超調(diào)時(shí)，起卸載保護(hù)作用。自動(dòng)卸載閥往往還聯(lián)通一個(gè)手動(dòng)卸載閥組成卸載閥組可以起三個(gè)作用：（1）保證泵組在排供液時(shí)，進(jìn)入低壓或空載運(yùn)行。正常工作時(shí)泵排出的液體流經(jīng)卸載閥的單向閥進(jìn)入供液系統(tǒng)。當(dāng)高壓管路意外堵塞或系統(tǒng)自動(dòng)卸載閥失靈時(shí)，泵壓升高超道安全閥的彈簧調(diào)定壓力時(shí)，使安全閥開啟，釋放出高壓液體，使泵卸載。新配制的乳化液 支架用液支架供液支架回液乳化液泵沉淀室去泡沫隔板磁性過濾器吸液斷路器工作室過濾網(wǎng)槽卸載閥回液圖69乳化液循環(huán)方框圖泵用安全閥 泵用安全閥是乳化濃泵的過載保護(hù)裝置。乳化液箱的結(jié)構(gòu)大體分為四個(gè)部分：1．沉淀室；2．過濾室；3．工作室；4．控制室。一般單一供液的工作面泵站系統(tǒng)配一臺(tái)液箱組和兩臺(tái)泵組。有些還配有自動(dòng)卸載閥、減壓閥、蓄能器等元部件。圖67乳化液泵工作原理圖68乳化液泵壓力、流量脈動(dòng)線乳化液箱 乳化液箱是泵站系統(tǒng)中貯存、回收和過濾工作液的裝置。其排液量呈正弦規(guī)律變化。當(dāng)柱塞右行時(shí)，缸體腔逐漸縮小，液體受壓．推開排液閥，關(guān)閉吸液閥．將乳化液注入排液管路輸入系統(tǒng)。液箱里的乳化液在大氣壓力下經(jīng)吸液閥被吸入缸體。其工作原理如圖67所示。 工作原理：機(jī)械化采煤工作面一般采用臥式三往塞往復(fù)式乳化液泵。高低壓泵可以用一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)。要求推力較小的千斤頂，例如側(cè)推千斤頂?shù)染鸵^低的壓力液。由于工作面支架的立柱和千斤頂所需要的壓力不同，就需要泵站共給不同的壓力液。(5)應(yīng)設(shè)有壓力指示。(4)必須有兩級(jí)壓刀保護(hù)裝置。(2)控制系統(tǒng)中，應(yīng)配有各自獨(dú)立的兩臺(tái)泵組。 為了驗(yàn)證泵站系統(tǒng)組配的合理性，可用液壓支架液壓系統(tǒng)優(yōu)化程序進(jìn)行檢驗(yàn)。 泵站的液箱容積應(yīng)能保證系統(tǒng)正常循環(huán)時(shí)液體的充分沉淀和排氣，灑溫不要超出0℃，能容納由于頂板下沉等原因回流的液體。 泵站公稱壓力取決于立柱初撐壓力和杏千斤頂?shù)膖作壓力。供液的方式為單一工作面供掖和集中對(duì)多個(gè)工作面供液。主要由乳化液泵組、乳化液箔組組成，還包括必要的控制、保護(hù)、監(jiān)視等元件及聯(lián)接管路。這種系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)方面取消了彈簧，增加了一條低壓供液系統(tǒng)和壓力順序閥，使活動(dòng)側(cè)護(hù)板具備了良好的性能，還可簡(jiǎn)化頂梁和掩護(hù)梁的結(jié)構(gòu)。與第二種無(wú)閉鎖系統(tǒng)比較，只是控制閥的功能不同，并增加了2—3個(gè)安全閥，使設(shè)備費(fèi)用并不會(huì)顯著增加，卻獲得了較好的防倒、防矸和調(diào)架的性能。但目前我國(guó)煤礦大量的支架式采用這種控制方式的活動(dòng)側(cè)護(hù)板。這種方式除彈簧機(jī)構(gòu)外，需裝備3－4個(gè)千斤頂及其操縱系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要液壓元件，但功能較差，不具備調(diào)架性能，適應(yīng)煤層傾角很小的工作面。常用的千斤頂控制回路有如下形式： 平衡千斤頂系統(tǒng)平衡千斤頂系統(tǒng)一般用雙向鎖緊限壓回路圖64所示。圖61帶壓移架回路1－輸送機(jī)；2－支架；3－推移千斤頂；4－立柱；5－安全閥；6－液控單向閥；7－制成保持閥；8－節(jié)流閥 千斤頂系統(tǒng)千斤頂系統(tǒng)包括前梁、平衡、側(cè)推、推移、護(hù)幫、防倒、防滑和調(diào)架千斤頂。帶壓移架回路如圖61所示。其中每個(gè)部分都具有獨(dú)立的功能，在改善液壓傳動(dòng)或者制定新的方案時(shí)，一般都可以單獨(dú)地加以研究。這些特點(diǎn)體現(xiàn)了液壓傳動(dòng)元件以及整個(gè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，即：液壓支架是以單節(jié)支架為單元的，這就決定了液壓系統(tǒng)的構(gòu)成，即工作面支架和端頭支架的液壓系統(tǒng)成為液壓支架的基本組成部分。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)都采用多執(zhí)行元件的并聯(lián)系統(tǒng)。將=1600 kN，=158kN，=，=15，=56，=253mm，=921mm，=280，=230，=325mm代入公式得為：代入數(shù)據(jù)算得=1426kN 將值代入公式得作用點(diǎn)的位置為： =706mm:圖54掩護(hù)梁分離體由頂梁分離體寫出力系平衡方程，再由此解出頂梁與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)的內(nèi)力 （） （）從這兩式中可以看出平衡千斤頂受推力時(shí)，有最大值，掩護(hù)梁受力最大，前后連桿受力也最大，所以，演算掩護(hù)梁和前后連桿強(qiáng)度時(shí)，用這種情況進(jìn)行。圖53頂梁和掩護(hù)梁分離體所以，在驗(yàn)算頂梁強(qiáng)度時(shí)，按平衡千斤頂受拉且=。支架在工作面受力是由于頂板下沉，同時(shí)又有向采空區(qū)移動(dòng)的趨勢(shì)，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,由支架工作阻力來(lái)克服，所以在計(jì)算支架的工作載荷時(shí)按支架的工作阻力來(lái)確定，圖中和為已知，需求、及作用點(diǎn)位置。而頂板冒落是有一定過程的，一般可分為三個(gè)階段，開始頂板處于無(wú)壓狀態(tài)，此時(shí)頂板較完整，而且沒有下沉，稱為無(wú)壓狀態(tài)；但經(jīng)一定時(shí)間后，頂板就會(huì)下沉，通常稱為老頂來(lái)壓，此時(shí)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(lái)壓狀態(tài)；如果不及時(shí)支護(hù)，頂板就會(huì)破裂而冒落，此時(shí)叫冒落狀態(tài)。對(duì)于掩護(hù)型支架， =209，當(dāng)活塞桿全部縮回時(shí)，活塞桿鉸點(diǎn)之活塞桿腔出油孔中心線之距，對(duì)于掩護(hù)式支架，=141。L2h 1 7h7圖48平衡千斤頂最短位置 （）上式中X由下式進(jìn)行計(jì)算 （）當(dāng)頂梁和掩護(hù)梁成180度時(shí)，平衡千斤頂達(dá)到最大長(zhǎng)度L5,。為簡(jiǎn)化計(jì)算，取如下兩種情況：假設(shè)平衡千斤頂?shù)幕钊麠U全部伸出時(shí)頂梁和掩護(hù)梁成180度；平衡千斤頂?shù)幕钊靠s回時(shí)，支架恰好在最高位置。為保證平衡千斤頂與掩護(hù)梁不發(fā)生干涉，保證支架在不同高度時(shí)平衡千斤頂與掩護(hù)梁平行，可以取在最高位置時(shí)頂梁上平面與掩護(hù)梁的夾角取56176。保持力矩是指在外載荷的作用下，保持頂梁與掩護(hù)梁之間夾角的力矩如圖5—3—5所示，假設(shè)立柱后部頂梁與掩護(hù)梁上承受兩倍松散密度、則保持力矩（M）為，KNm式中H—采高 ，頂板巖層密度25KN/ =、 L= 、= 如圖5—3—5所示要求平衡千斤頂保持力矩()大于上述計(jì)算值，即式中T 平衡千斤頂?shù)念~定壓力386KN 頂梁與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至千斤頂軸線的垂直距離代入數(shù)值得= KNm 取為210mm圖46平衡千斤頂保持力矩的確定 (1)參考液壓支架技術(shù)表千斤頂缸徑、活塞桿徑與工稱載力匹配關(guān)系選取平衡千斤頂：缸徑/柱徑 125/70 代號(hào)(Q125/70W) 推力/拉力 386/，缸底耳孔徑32mm取頂梁為分離體如圖所示，對(duì)a點(diǎn)取距有： 圖47頂梁受力圖 （） －頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁頂面之距；280mm－立柱上柱窩中心至頂梁頂面之距；230mm—平衡千斤頂推力/拉力386/265KNW —頂板與頂梁之間的摩擦系數(shù)，—支架在最高位置時(shí)立柱傾角 15176。左右。平衡千斤頂拉力增大，將使支架合力增大，但作用點(diǎn)后移，是頂梁后部的支撐力提高，增強(qiáng)了支架的切頂能力2保證支架在卸載與半卸載狀態(tài)下鎖定頂梁的位置，也就是使頂梁呈水平狀態(tài)所需要的角度，以保證良好的初撐接頂、架間密封及順利移動(dòng)支架3當(dāng)支架處于通過斷層、大的頂板臺(tái)階，架前冒頂或是頂板來(lái)壓，冒落矸石全部壓在頂梁后部及掩護(hù)梁上，致使頂梁只在前端或只在后端受載狀態(tài)時(shí)平衡千斤頂對(duì)于保持頂梁與掩護(hù)梁之間夾角有重要作用平衡千斤頂?shù)耐屏υ龃罅酥Ъ艿闹鲃?dòng)水平支撐力，對(duì)頂板維護(hù)十分有利平衡千斤頂推拉力能明顯改變支架合力在底板上作用位置和大小，因而使底座對(duì)底板的比壓發(fā)生變化1． 足夠的保持力矩，平衡千斤頂仍有有一定的行程余量伸出，在最小余量夾角時(shí)有一定得