【正文】 朱詩顧著，《液壓支架結(jié)構(gòu)與材料的優(yōu)化設(shè)計》，煤炭工業(yè)出版社，1996。祝他們工作順利，萬事如意！感謝所有關(guān)心我的人。最后向百忙之中在畢業(yè)設(shè)計工作中給予我?guī)椭睦钚?、賀帥磊、劉慧劍、王卓等各位同學(xué)表示最真誠的謝意。在我求學(xué)的過程中，父母給予了無微不至的關(guān)懷，在此感謝我的父母。賈老師淵博的學(xué)識、敏銳的思維、孜孜不倦的敬業(yè)精神、民主而嚴謹?shù)淖黠L(fēng)使學(xué)生受益非淺，并將成為我未來人生道路的明燈。本論文是在導(dǎo)師劉寶老師的授悉心指導(dǎo)下完成的。目前，分組程序已開始使用，但全工作面的自動控制還需進一步努力實現(xiàn)。，可以采用“多芯管”先導(dǎo)式鄰架控制的操縱方式。，是著重解決擴大使用范圍的問題。本文在討論液壓支架的原理、發(fā)展動向、及對其液壓系統(tǒng)做了相關(guān)設(shè)計和分析之后，得知現(xiàn)如今，在緩傾斜薄及中后煤層中，液壓支架已獲得廣泛的應(yīng)用，但是由于煤層賦存條件復(fù)雜，支架的結(jié)構(gòu)還不夠完善，設(shè)備需要管理和操作經(jīng)驗，所以液壓支架的使用范圍仍受到限制。軟管兩端應(yīng)用堵頭封口，保持清潔，禁止與酸堿油類及有機溶劑等物質(zhì)接觸，應(yīng)距發(fā)熱裝置1米以外。輸液管接口處，采用堵頭封口，并加強內(nèi)部防塵、防銹與防凍措施。存放于地面進行檢修，或暫不下井使用的支架，應(yīng)集中在固定的地點進行保管。(6) 支架維修需要的備品與配件，要有一定的貯備，存放在固定的地點，設(shè)專人負責(zé)保管，加強防塵、防銹和防凍措施。支柱、千斤頂、各種閥件，都應(yīng)做密封性能實驗，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，合格后才能下井使用。通過螺紋與管口容易破壞的密封圈的部位，應(yīng)加強措施，并注意密封圈與擋環(huán)安裝方向，以及被擠出或扭傷等。，應(yīng)注意各有關(guān)機件，相互結(jié)合的密封面，防止因碰傷與破壞而影響使用。（4） 支柱、千斤頂、閥件與管路等液壓元件，拆裝時應(yīng)切實注意以下幾點：。運搬時要注意輕放。（3） 支架上使用的各油缸和閥件等液壓元件，一般不充許在井下拆檢與調(diào)試，如果發(fā)現(xiàn)問題不能繼續(xù)使用時，必須成組更換，送井上進行檢修。對拆裝的零部件，要標上記號及量取必要的尺寸，并分別擺在適當(dāng)?shù)牡胤?。?） 支架的各支柱、千斤頂、控制閥及管路系統(tǒng)等，在有壓力的情況下，不得進行修理與更換，必須卸載后進行。 維修與管理注意事項（1） 支架在工作面進行拆裝檢修時，應(yīng)注意頂板冒落，做好人身與設(shè)備的防護工作。（6） 檢查推移千斤頂與支架、運輸機的連接部件是否完好，有無裂縫和損壞。（4） 檢查支架的連接銷軸是否在正確位置，銷軸的定位零件是否完好無缺，連接螺栓是否松動。（2） 檢查液壓系統(tǒng)各部件有無漏液、竄液現(xiàn)象。 液壓支架的維修與管理 為了使支架可靠的工作，減少非生產(chǎn)停歇時間，充分發(fā)揮設(shè)備效能，延長使用壽命，除了嚴格遵守操作規(guī)程外，還必須加強日常的維護保養(yǎng)和及時檢修，并貫徹執(zhí)行預(yù)防為主的方針，有計劃的進行定期檢修、維護，以防故障的發(fā)生。如果主管路發(fā)生故障需要處理時，必須與順槽內(nèi)泵站司機取得聯(lián)系，待停泵后才可進行。 （5）支架在進行液壓系統(tǒng)故障處理時，應(yīng)先關(guān)閉進回液斷路閥，以切斷本架與主管路之間通路，然后進行故障處理。在使用過程中，應(yīng)經(jīng)常對乳化液進行化驗，檢查其濃度與其它性能。 （4）支架應(yīng)用的乳化液，應(yīng)根據(jù)不同水質(zhì)，選用適宜牌號的乳化油，并按5%的乳化油與95%的中性清水配制成乳化液后使用。 （3）支架在工作面內(nèi)，一般不充許放炮，如果必須放炮時，應(yīng)對采炮區(qū)域內(nèi)受影響支架的各油缸、閥件與軟管等零部件，采取可靠的保護措施，并認真檢查合格后，才可以放炮。如果遇到底板出現(xiàn)臺階或底板松軟使支架下陷到運輸機底增面以下時，應(yīng)積極采取措施，使臺階邊的坡度有減緩，減少移架時的阻力，避免推移千斤頂?shù)母左w與底座過橋壁卡碰，而導(dǎo)致千斤頂被壓彎或損壞。 操作完畢后，必須及時將手把放到停止位置，以免發(fā)生誤碼動作。（1）在操作過程中，當(dāng)支架在前柱和后柱作單獨升降時，前柱與后柱之間的高度差應(yīng)小于400mm。推溜時，可根據(jù)工作面具體情況，采用逐架推溜、間隔推溜或幾架同時推溜等方式。總之移架過程要能適應(yīng)頂板條件，滿足生產(chǎn)需要，加快速度，保證安全。如果頂板平整，條件較好，可以將操作閥手把直接放到降移住置，開啟液路，支架處于同時卸載、移架兩種動作狀態(tài)，等降移動作完成后，再進行升柱動作。將手放到停止位置，完成移架動作。如果在移架過程中發(fā)現(xiàn)頂梁有蹩卡現(xiàn)象，致使移架有困難時，不要免強硬移，可將手把放在卸載位置，開啟液路使頂梁和頂板之間松動一下，然后再移架。這時應(yīng)蹩壓一下，以保證支架足步距，并使支架與運輸機成垂直位置。為使支架盡量做到擦頂移架，便于控制頂板，手把在此位置盡可能停留時間短一些。在頂板較破碎的情況下，移架過程分為：降柱、移架、升柱三個動作。此時要特別注意與采煤機司機密切配合，以免發(fā)生擠人與割前梁等事故。：在頂板條件較好的情況下， m處進行，一般不超過35米。工作面開始作業(yè)時，應(yīng)先聯(lián)系開動乳化液泵，利用推移千斤頂先將工作面運輸機推移成直線，以便采煤和移架。注意管件不要被矸石擠卡或埋壓，管路要齊全，接頭要用U形銷插牢，不得漏液。 液壓支架的使用操作為了保證綜采工作面的，穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，以及延長液壓支架的使用壽命，必須配備專門的支架工操作。各油缸、閥件和管路附件有無滲漏現(xiàn)象等。 工作面試運轉(zhuǎn)液壓架在工作面安裝完畢后，必須進行試運轉(zhuǎn)。此方法簡單易行，是常用的好方法。接通液路將支架升起，支撐頂板，必須在底板上鋪設(shè)軌道，軌道上設(shè)置導(dǎo)向滑板，把支架穩(wěn)放在滑板上，用絞車拖送。(2) 利用絞車運送支：在工作面上下出口處，各設(shè)置一臺小絞車。按此方法繼續(xù)安裝其他支架，逐步裝好擋煤板和電纜槽。在運輸機溜槽上設(shè)圍墻置滑板把支架移放在滑板上，由運輸機帶動滑板送至安裝地點，用小絞車將支架在滑板上轉(zhuǎn)向，拉至安裝處調(diào)整好物置，再與運輸連接。在順槽上距工作面5米范圍內(nèi)刷大巷道斷面，根據(jù)液壓支架的規(guī)格挑頂2～4米，安裝好起重設(shè)備，以便起吊支架和組裝前梁等部件（前梁也可在工作面內(nèi)組裝），然后由此送入工作面。，不得以各油缸的活塞桿、閥件，以月及軟管作為牽引部位，不得將溜槽、工具等物相互緊靠，或碰壞這些部件，以防造成零部件損壞。(3) 支架運送：，支架的各部件必須捆緊、系牢、輕吊輕放，不得使軟管或其他零部件露出支架外，以免引起損壞。同時將支架主進、回液管兩端插入本架斷路閥的接口內(nèi)，使架內(nèi)管路系統(tǒng)成為封閉狀態(tài)。，應(yīng)檢查運送路線上各井巷的斷面尺寸、架線高度、巷道坡度、彎曲半徑等，以便設(shè)備運送時順利通行，并應(yīng)準備專用的運輸工具。 拆裝搬運 (1)做好充分的準備工作 ：，應(yīng)設(shè)置專門的調(diào)度指揮機構(gòu)，建立和培訓(xùn)安裝隊伍，并制定詳細的工作計劃，包括拆裝搬運的方案、程序、人員、時間，又及技術(shù)措施等。 液壓支架的虛擬裝配通過各個部分的裝配得到總裝配圖如下圖47 液壓支架的井下安裝液壓支架體積大、部件重，一個綜采工作面又使用的數(shù)量較多。主要體現(xiàn)在虛擬裝配實施對象、操作過程以及所使用的裝配資源，均與生產(chǎn)實際情況高度吻合，因而可以生動直觀地反映產(chǎn)品裝配的真實程度，使仿真結(jié)果具有高可信度。因此，虛擬裝配所追求的應(yīng)是可裝配性的全面改善，即從技術(shù)角度考慮產(chǎn)品裝配是否合理可行，從經(jīng)濟角度考慮應(yīng)盡可能降低產(chǎn)品總成本，同時還必須兼顧人因工程和環(huán)保等社會因素。虛擬裝配的研究對象涵蓋產(chǎn)品全生命周期內(nèi)與裝配相關(guān)的所有活動和過程，包括產(chǎn)品的裝配、拆卸、維護、報廢和回收等環(huán)節(jié)，以及實施這些活動的操作過程及其所需資源的合理配置與利用。虛擬裝配的一切活動和過程都離不開對裝配信息模型的依賴，涉及到的模型有幾何實體模型、功能結(jié)構(gòu)模型、裝配工藝模型、裝配資源模型等，并且這些模型必須是集成化地形成一個統(tǒng)一體，在計算機內(nèi)部具有惟一確定的數(shù)據(jù)源，能保證局部更改在各領(lǐng)域模型之間關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)一致性。(2) 虛擬裝配的特點作為一個新興研究領(lǐng)域，虛擬裝配實際上是多種技術(shù)的融合，它的發(fā)展與產(chǎn)品設(shè)計方法學(xué)、可視化技術(shù)、仿真技術(shù)、決策理論、裝配和制造技術(shù)，以及裝備和制造設(shè)備的發(fā)展等等緊密相關(guān)。產(chǎn)品并行設(shè)計是讓下游有關(guān)活動盡早融會到上游的過程中來，使下游的有關(guān)因素能在設(shè)計早期加以考慮。產(chǎn)品一旦離開了可裝配性這一前提，談?wù)摽芍圃煨员闶呛翢o意義的，因而虛擬裝配是產(chǎn)品可制造性的出發(fā)點。，降低裝配成本。 （1） 虛擬裝配的作用虛擬裝配是虛擬產(chǎn)品開發(fā)過程中至關(guān)重要的一環(huán)，是一項涉及到零部件構(gòu)型與布局、材料選擇、裝配工藝規(guī)劃、干涉檢查、公差分析與綜合等眾多內(nèi)容的復(fù)雜、綜合性工具，其作用有：，優(yōu)化裝配結(jié)構(gòu)。她是實際裝配過程在虛擬環(huán)境下的映射，因此，從本質(zhì)上講，虛擬裝配就是要在產(chǎn)品設(shè)計階段，利用計算機裝配出“虛擬產(chǎn)品”，以可視化方式驗證、展示和完善產(chǎn)品及其零部件的可裝配性。虛擬裝配包含著以狹義虛擬裝配為主要研究對象的自底向上的設(shè)計過程和以廣義虛擬裝配為主要研究對象的自頂向下的設(shè)計過程。廣義的虛擬裝配足指在虛擬環(huán)境中，如何使設(shè)計人員方便地進行結(jié)構(gòu)設(shè)計、修改，讓設(shè)計人員更專注于產(chǎn)品功能的實現(xiàn)。 虛擬裝配是近幾年才提出的一個全新的概念，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)和裝配技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它是將虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為輔助工具應(yīng)用于裝配技術(shù)研究。進行產(chǎn)品設(shè)計，開始就應(yīng)該考慮組成產(chǎn)品的備零部件之間的裝配關(guān)系，例如：模數(shù)不同，壓力角不同的兩個齒輪不能嚙合，它們之間就不具有裝配關(guān)系。狹義地說，裝配就是把幾個零部件套裝在一起形成一臺機器或一個部件的過程。選擇活柱的軸與缸體的軸對齊；至此，液壓支架立柱的裝配完成，如圖 46所示。選取前梁厚度為50mm，如下圖圖43 前梁在此基礎(chǔ)上生成肋板以及耳環(huán)，銷軸孔，如下圖圖44 前梁 立柱的生成液壓立柱是液壓支架承載與實現(xiàn)升降動作的主要液壓元部件，要求材料強度高，能承受高壓，通過PRO/E的旋轉(zhuǎn)及掃描等步驟制作缸體各個部分，并且用組件功能組裝成整體，如下圖 圖45 立柱 前梁的裝配1）新建一個裝配文件，輸入名稱； 2）在裝配菜單中選擇頂梁打開，固定（作為基礎(chǔ)）； 3）在裝配菜單中選擇前梁打開，并選擇相應(yīng)的面進行匹配約束，此時已基本完成約束，之后再添加銷釘?shù)?。由前梁千斤頂控制，可以上下擺動，因而對頂板臺階及頂板的起伏變化適應(yīng)性強，有利于改變支架對頂板支撐力的分布，使支架前端對頂板有一定支撐力。本論文對液壓支架基本結(jié)構(gòu)暫以ZMJ液壓支架的頂梁、前梁及立柱為例闡述利用Pro/E生成液壓支架結(jié)構(gòu)三維模型的步驟與方法。 液壓支架的三維建?；谲浖ro／E，對梁加寬式液壓支架進行三維建模，其基本原則是由二維草圖，配合幾何約束和尺寸約束，通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、挖孔等方式生成三維立體圖?；谲浖ro/Engineer對液壓支架整機的三維實體建模一般采用自下向上的方法，即先依據(jù)各部件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸建立各部件的三維模型，然后再按照它們彼此之間的裝配和約束關(guān)系逐個進行組裝，最后形成一臺完整的機器。裝配管理：Pro/Engineer能夠利用一些直觀的命令，很容易的把零件裝配起來，同時保持設(shè)計意圖。為了實現(xiàn)這種效率，必須允許多個學(xué)科的工程師同時對同一產(chǎn)品進行開發(fā)。通過這些特征設(shè)置參數(shù)，然后修改參數(shù)很容易進行多次設(shè)計，實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進行修改，能夠擴展到整個設(shè)計中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。Pro／E采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計、鈑金設(shè)計和加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設(shè)計。 Pro/E第1個提出了參數(shù)化設(shè)計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決相關(guān)性問題。該方法借助參數(shù)化線條、貝塞爾曲線和B線條來描述自由曲面，它的每一個X、Y、Z坐標都呈參數(shù)化形式。優(yōu)點是能快速地繪制立體或線框模型；缺點是它的數(shù)據(jù)是以表格形式出現(xiàn)的，空間占用量大，修改設(shè)計不如CGS法簡單，所得到的實體不一定總是真實有效，可能出現(xiàn)錯誤的孔洞和顛倒現(xiàn)象，描述缺乏唯一性。優(yōu)點是易于控制存儲的信息量，所得到的實體真實有效，并且能方便地修改它的形狀：缺點是可用于產(chǎn)生和修改實體的算法有限，構(gòu)成圖形的計算量很大，比較費時。 Pro/Engineer核心設(shè)計思想隨著計算機輔助設(shè)計(CAD)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多種3D模型的表達方法，主要有以下幾種：CSG、Brep和Parameter Representation。PTC公司提出了單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征和全相關(guān)的三維設(shè)計概念，這種概念改變了機械CAD/CAE/CAM的傳統(tǒng)觀念，逐漸成為當(dāng)今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標準。Pro/Engineer Wildfire是并行工程（Concurrent Engineering）觀念的產(chǎn)物，為現(xiàn)金的CAD/CAM應(yīng)用提供了優(yōu)良的軟件工作環(huán)境。PTC公司以每年推出一個新版本的速度不斷改進軟件的不足，并引入了先進的設(shè)計理念。Pro/Engineer自面世后以其優(yōu)異的使用性能獲得了眾多CAD用戶的認可。 Pro/Engineer的發(fā)展歷程Pro/Engineer是世界上最成功CAD/