中厚煤层支撑掩护式支架总体设计分析及顶梁设计毕业论文

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1、中厚煤层支撑掩护式支架总体设计分析及顶梁设计毕业论文第1章液压支架的概述1.1液压支架的发展趋势1.1.1我国液压支架的发展历史液压支架是中国煤矿综合机械化采煤工作面最主要技术之一，也是综采工作面装备中装备数量最大的产品。自1964年我国第一架液压支架问世，经过几十年的引进技术、消化吸收和自主研发，液压支架在煤炭综采重大装备制造本土化首先取得突破，成效显著。国内有些技术如综采放顶煤支架技术处于国际领先水平，大采高液压支架的主要技术参数已接近或达到国际先进水平。国产液压支架以其低廉的价格，同时又以较好的技术性能满足了煤矿用户的基本要求而广受国内外煤矿企业的欢迎和信赖。1.1

2、.2我国液压支架今后的发展趋势我国液压支架技术水平与国际上液压支架先进水平相比，与进一步发展我国高产高效矿井的要求相比较，仍有一下几方面的差距：设计理念与设计方法、产品标准、产品可靠性、控制系统技术水平、液压元件技术与工艺。我国今后液压支架需要改进的是：要进一步研究复杂条件下支架与围岩的相互作用机理，支架在复杂地质条件下的力学特征，进一步研究现代设计理论和设计方法在支架设计中的应用；提高支架的强度和耐久性；各类材料的升级换代，同时也要使制造工艺实现全面的技术进步；研究并生产出完全国产化的高可靠性的液压支架液压阀和电液控制系统及液压原件；发展具有电液控制的薄煤层液压支架、6

3、-7米超大采高液压支架，实现无人工作面的全自动化开采。1.2液压支架的组成和用途1.2.1液压支架的组成77液压支架由顶梁、底座、掩护梁、立柱、推移装置、操作控制系统等主要部分组成。1.2.2液压支架的用途定义：以液压为动力实现升降、前移等运动，进行顶板支护的设备、负责支护工作面顶板、维护工作面安全工作空间、能自移、能推动刮板输送机以实现工作面前进。用途：Ø支撑和管理顶板Ø隔离采空区Ø实现工作面设备的推进Ø保证操作人员和其他设备的安全1.3液压支架的工作原理液压支架在工作过程，必须具备升、降、推、移四个基本动作，这些动作是利用泵站提供的高压乳化液通过工作性质不同的几个液压

4、缸来完成的，如图所示。升柱：当需要液压支架上升支护顶板时，高压乳化液进入立柱的下活塞腔，另一腔回液，推动活塞上升，是与活塞杆相连的顶梁紧紧接触顶板。降柱：当需要降柱时，高压乳化液进入立柱的上活塞腔，另一腔回液，推动活塞下降，顶梁脱离接触接触顶板。支架和输送机前移：支架和输送机的前移都是由底座上的推移千斤顶来完成。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；当需要推移输送机时，支架支撑顶板后，高压液进入推移千斤顶下腔，另一腔回液，以支架为支点，使活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。77支架的支撑力与时

5、间曲线，称为支架的工作特性曲线，如图1-1所示图1-1支架的工作特性曲线支架立柱工作时，其支撑力随时间的变化可分为三个阶段：支架升柱时，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，支架的液控单向阀关闭，立柱下腔压力达到初撑力，此阶段为初承力阶段77；支架初撑后，随着顶板下沉，立柱下腔压力增加，直至增加到支架安全阀的调正压力，立柱下腔压力达到工作阻力，此阶段为增阻阶段；随着顶板压力继续增加，是立柱下腔压力超过的安全阀调正压力值时，安全阀打开溢流，立柱下缩，是顶板压力减小，立柱下腔压力降低，当低于安全阀压力调整值后，安全

6、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。77第2章液压支架的架型特点及选型2.1设计要求1液压支架架型选择。2液压支架整体结构设计，包括对顶梁，底座，掩护梁以及四连杆尺寸的确定和设计。3对液压支架结构形式的选择，受力分析，强度设计，其中包括力学模型，受力简图，剪力图，弯矩图，剪力方程，弯矩方程。4专题设计：顶梁。2.2液压支架的分类及特点2.2.1液压支架架型的分类按照液压支架在采煤工作面安装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

7、的采煤工作面上所有位置的支架。目前使用的液压支架分为三类，即：支撑式、掩护式和支撑掩护式液压支架。1．支撑式液压支架：支撑是液压支架的架型有垛式支架和节式支架两种形式。如图2-1所示，图2-1支撑式液压支架的类型77前梁较长，支柱较多并呈垂直分布，支架的稳定性由支柱的复位装置来保证。因此底座较坚固，它靠支柱和顶梁的支撑作用控制工作面顶板，维护工作空间。顶板岩石则在顶梁后部切断垮落。这类支架具有较大的支撑能力和良好的稳定性能，适用于顶板坚硬完整，周期压力明显或强烈，地板较硬的煤层。2．掩护式液压支架：掩护式液压支架有插腿式和非插