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矿用液压支架的设计(有cad图).rar

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    编号:20181016173633146    类型:共享资源    大小:1.40MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    液压 支架 设计 cad
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    - I -摘 要本论文主要阐述了一般掩护式液压支架的设计过程。设计内容包括:选架型、总体设计、主要零部件的设计、主要零部件的校核和液压系统的设计。由于该煤层厚度适中,选用掩护式液压支架。煤层厚度介于之间,煤层厚度变化较大,选用调高范围大且抗水平推力强且带m8.3~52护帮装置的掩护式支架。支架采用正四连杆机构,以改善支架受力状况。顶梁、掩护梁、底座均做成箱体结构;立柱采用双伸缩作用液压缸,以增加工作行程来满足支架调高范围的需要。推移千斤顶采用框架结构,以减少推溜力和增大移架力。为了提高移架速度,确保对顶板的及时支护,采用锥阀液压系统。关键词:液压支架 液压 四连杆机构 采煤 支架选型 推溜 移架- 1 -AbstractThe article mainly elaborated the general shield type hydraulic pressure support design process. The design content includes: Chooses, the system design, the main spare part design, the main spare part examination and the hydraulic system design.Because this coal bed thickness is moderate, selects the shield type hydraulic pressure support. Coal bed thickness is situated between between the 2.5~3.8 rice, coal bed thickness change bigger, selects adjusts the high scope big also the anti- horizontal thrust is strong also the belt protects helps the equipment the shield type support. The support uses the four link motion gear, improves the support stress condition. The top-beam, caving shield, the foundation makes the packed in a box body structure; The column uses the double expansion and contraction function hydraulic cylinder, increases the power stroke to satisfy the support to adjust the high scope the need. Passes the hoisting jack to use the portal frame construction, reduces pushes slides the strength and increases moves a strength. In order to enhance moves a speed, guarantees is prompt to the roof support, uses the mushroom valve hydraulic system.- III -Key word: The hydraulic pressure support , hydraulic pressure , four-link mechanism , mining coal, support shaping push forwards the conveyer, advancing the powered support.目 录1 概述 ..........................................................11.1 液压支架的组成和分类 .....................................11.1.1 液压支架的组成 ......................................11.1.2 液压支架的分类 ......................................21.2 液压支架的工作原理 .......................................21.3 液压支架的支护方式 .......................................51.4 支架选型的基本参数 .......................................61.4.1 对液压支架的基本要求 ..............................62 液压支架的总体设计 ............................................72.1 液压支架的选型 ..........................................72.2 液压支架参数的确定 ......................................92.2.1 支护强度和工作阻力 .................................92.2.2 初撑力 .............................................92.2.3 移架力与推溜力 ...................................102.2.4 支架调高范围 .....................................102.2.5 中心距和宽度的确定 ...............................112.2.6 底座宽度 .........................................112.3 采煤机、液压支架和输送机的配套 .........................122.3.1 采煤机、液压支架和输送机的配套 ...................122.3.2 其他附属设备的配套 ...............................122.4 四连杆机构设计 .........................................132.4.1 四连杆机构的作用 ................................132.4.2 用优选设计法设计四连杆机构 .......................142.5 顶梁长度的确定 .........................................192.6 立柱及柱窝位置的确定 ...................................202.7 平衡千斤顶位置的确定 ...................................242.7.1 平衡千斤顶安装位置的确定原则 .....................242.7.2 平衡千斤顶在顶梁上位置的确定 .....................252.8 其它千斤顶技术参数的确定 ...............................272.8.1 推移千斤顶技术参数 ...............................27III2.8.2 侧推千斤顶技术参数 ...............................272.8.3 前梁千斤顶技术参数 ...............................272.8.4 护帮板千斤顶的技术参数 ...........................283 液压支架受力分析和计算 ......................................293.1 受力分析计算 ...........................................293.2 支护强度计算 ...........................................303.3 底座比压的计算 .........................................304 液压支架的主要部件的设计 ....................................324.1 前梁 ...................................................324.2 主顶梁 .................................................324.3 掩护梁 .................................................334.4 前、后连杆 .............................................344.5 底座 ...................................................354.6 立柱 ...................................................364.7 千斤顶 .................................................374.7.1 推移千斤顶 .......................................375 主要零、部件的强度校核 ......................................395.1 校核的基本要求 ......................................395.2 前梁强度校核 ...........................................405.2.1 前梁受力情况 .....................................405.2.2 前梁强度计算 .....................................415.3 主顶梁强度校核 .........................................435.3.1 主顶梁受力情况 ...................................435.3.2 主顶梁强度计算 ...................................445.4 掩护梁强度校核 .........................................465.4.1 掩护梁受力情况 ...................................465.4.2 掩护梁强度计算 ...................................465.5 底座强度校核 ..........................................485.5.1 底座受力情况 .....................................485.5.2 底座强度校核 .....................................495.6 立柱强度的校核 .........................................505.6.1 立柱稳定性校核 ...................................506 液压系统 ....................................................536.1 液压支架的液压系统的简介 ...............................536.1.1 液压支架传动系统的基本要求 .......................536.1.2 液压支架的液压传动特点 ...........................53致 谢 ........................................................55参考文献 ......................................................56IV1 概述1.1 液压支架的组成和分类1.1.1 液压支架的组成液压支架是综采工作面支护设备,它的主要作用是支护采场顶板,维护安全作业空间,推移工作面采运设备。液压支架的种类很多,但其基本功能是相同的。液压支架按其结构特点和与围岩的作用关系—“般分为三大类,即支撑式、掩护式(图 1-2)和支撑掩护式( 图 1-3) 根据支架各部件的功能和作用,其组成可分为 4 个部分:(1) 承载结构件,如顶梁、掩护梁、底座、连杆、尾梁等。其主要功能是承受和传递顶板和垮落岩石的载荷。(2) 液压油缸,包括立柱和各类千斤顶。其主要功能是实现支架的各种动作,产生液压动力。(3) 控制元部件,包括液压系统操纵阀、单向阀、安全阀等各类阀,以及管路、液压、电控元件等。其主要功能是操作控制支架各液压油缸动作及保证所需的工作特性。图 1-2 掩护式液压支架结构 图 1-3 支撑掩护式液压支架结构(4) 辅助装置,如推移装置、护帮(或挑梁)装置、伸缩梁(或插板)装2置、活动侧护板、防倒防滑装置、连接件等。这些装置是为实现支架的某些动作或功能所必需的装置。1.1.2 液压支架的分类按液压支架在采煤工作面的安置位置来划分,有端头液压支架和中间液压支架。端头液压支架简称端头支架,专门安装在每个采煤工作面的两端。中间液压支架是安装在除工作面端头以外的采煤工作面所有位置的支架。中间液压支架按其结构形式来划分,可分为三种基本类型,即:支撑式、掩护式和支撑掩护式。1.2 液压支架的工作原理液压支架在工作过程中必须具备升、降、推、移四个基本动作,这些动作是利用泵站供给的高压乳化液通过工作性质不同的几个液压缸来实现完成的。如图 1-5 示1. 升柱当需要支架上升支护顶板时。高压乳化液进入立柱的活塞腔,另一腔回液,推动活塞上升,使与活塞杆相连接的顶梁接触顶板。2. 降柱当需要降柱时,高压液进入立柱的活塞杆腔,另一腔回液,迫使活塞杆下降,于是顶梁脱离顶板。3图 1-5 液压支架工作原理-顶梁 -立柱 -底座 -推移千斤顶 -安全阀 -液控单向阀 、 -操纵阀 -123456789输送机 -乳化液泵 -主供液管 -主回液管10123. 支架和输送机前移支架和运输机的前移,都是由底座上的推移千斤顶来完成的。当需要支架前移时,先降柱卸载,然后高压液进入推移千斤顶的活塞杆腔,另一腔回液,以输送机为支点,缸体 前移,把整个支架拉向煤壁;当需要推运输机时,支架支撑顶板后,高压液进入推移千斤顶的活塞腔,另一腔回液,以支架为支点,是活塞杆伸出,把运输机推向煤壁。支架的支撑力与时间曲线,称为支架的工作特性曲线,如图 1-6 所示:支架立柱工作时,其支撑力随时间的变化过程可分为三个阶段-初撑阶段; -增阻阶段; -恒阻阶段; -初撑力; -工作阻力0t1t2t1P2(1)初撑阶段支架在升柱时,高压液进入立柱下腔,立柱升起使顶梁接触顶板,立柱下腔压力增加,当增加到泵站工作压力时,泵站自动卸载,支架的夜控单向阀关闭,立柱下腔压力达到初撑力,此阶段为初撑阶段 ,0t此时支架对顶板的支撑力为初撑力。支撑式支架的初撑力为(1.1) 32104nPDbcKN4图 1-6 支架的工作特性曲线式中 --支架立柱的缸径, ;Dm--泵站的工作压力, ;bPMPa--支架立柱的数量。n由上式可知,支架初撑力的大小取决于泵站的工作压力,立柱缸径和立柱的数量。合理的初撑力是防止直接顶过早的因下沉而离层、减缓顶板下沉速度、增加其稳定性和保证安全生产的关键。一般采用提高泵站工作压力的办法来提高初撑力,以免立柱的缸径过大。(2)承载增阻阶段支架初撑后,随顶板下沉,立柱下腔压力增加,直到增加到支架的安全阀调正压力,立柱下腔压力达到工作阻力。此阶段为增阻阶段 。1t(3)恒阻阶段随着顶板压力继续增加,使立柱下腔压力超过支架的安全阀压力调正值时,安全阀打开而溢流,立柱下缩,使顶板压力减小,立柱下腔压力降低,当低于安全阀压力调整之后,安全阀停止溢流,这样在安全阀调整压力的限制下,压力曲线随时间呈波浪形变化,此阶段为恒阻阶段 。此时2t支架对顶板的支撑力称为工作阻力,它是由支架安全阀的调定压力决定的。5支撑式支架的工作组力为(1.2)32104nPDaKN式中 --支架安全阀的调定压力 ;aPM支架的工作阻力标志着支架的最大承载能力。对于掩护式和支撑掩护式支架,其初撑力和工作阻力的计算还要考虑到立柱倾角的影响因素。支架的工作阻力是支架的一个重要参数,它表示支架支撑力的大小。但是,由于支架的顶梁长短和间距大小不同,所以并不能完全反映支架对顶板的支撑能力。因此,常用单位支护面积顶板上所受支架工作阻力值的大小,即支护强度来表示支架的支护性能。即(1.3)310FPqMa式中 —支架的支护面积, 。2m1.3 液压支架的支护方式综采工作面的主要生产工序有采煤、移架和推溜。 3 个工序的不同组合顺序,可形成液压支架的 3 种支护方式,从而决定工作面“三机”的不同配套关系。1 即时支护—般循环方式为:割煤一移架一推溜,工作面“三机”的配套关系。即时支护的特点是,顶板暴露时间短,梁端距较小。适用于各种顶板条件,是目前应用最广泛的支护方式。2 滞后支护一般循环方式为:割煤一推溜一移架。滞后支护的特点是,支护滞后时间较长,梁端距大,支架顶梁较短。可用于稳定、完整的顶板。63 复合支护—般循环方式为:割煤一支架伸出伸缩梁一推溜一收伸缩梁一移架。复合支护的特点是:支护滞后时间短,但增加了反复支撑次数。可适用于各种顶板条件,但支架操作次数增加,不能适应高产高效要求,目前应用较少。1.4 支架选型的基本参数1.4.1 对液压支架的基本要求1. 为了满足采煤工艺及地质条件的要求,液压支架要有足够的初撑力和工作阻力,以便有效地控制顶板,保证合理的下沉量。2. 液压支架要有足够的推溜力和移架力。推溜力一般为 左右;KN10移架力按煤层厚度而定,薄煤层一般为 ,中厚煤层一般为KN15~0,厚煤层一般为 。KN250~1 433. 防矸性能要好。4. 排矸性能要好。5. 要求液压支架能保证采煤工作面有足够的通风断面,从而保证人员呼吸、稀释有害气体等安全方面的要求。6. 为了操作和生产的需要,要有足够宽的人行道。7. 调高范围要大,照明和通讯方便。8. 支架的稳定性要好,底座最大比压要小于规定值。9. 要求支架有足够的刚度,能够承受一定得不均匀载荷和冲击载荷。10. 满足强度条件下,尽可能的减轻支架重量。11. 要易于拆卸,结构要简单。12. 液压元件要可靠。
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