煤矿用液压支架设计

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1、太原理工大学阳泉学院设计题目液压支架设计专业班级12级采矿工程三班学号学生姓名韩路明指导教师王凯30摘要本论文主要论述了液压支架的主要设计过程。其中包括：液压支架的选型、总体设计、主要零部件的设计、校核及液压系统的设计。由于煤层较厚，所以采用放顶煤开采。支架形式为支撑掩护式低位放顶煤支架。支架除要实现有效地对顶板进行支撑，还要实现升、降、推、移四个步骤。支架采用四连杆机构，改善支架的受力状况，缩小支架升降过程中顶梁前端前后移动的距离。立柱采用单伸缩液压缸，前端带有加长杆，以满足支架最低及最高位置时的高度要求。支架后部要另设置运输机，以运输放顶煤，提高了产煤量。顶梁、掩护梁、底座都做成箱体结

2、构，用钢板焊接而成。液压系统采用三位四通阀进行控制，提高了移架速度，确保对顶板的及时支护。关键词：放顶煤；液压支架；四连杆；底座30目录1.绪论…………………………………………………………32.总体设计………………………………………………………52.1架型的选择……………………………………………………………52.2液压支架的支护性能与外载荷………………………………………52.3液压支架基本参数的确定……………………………………………62.4四连杆结构的设计……………………………………………………82.5支架的整体受力分析…………………………………………………102.6顶梁尺寸和覆盖率………

3、…………………………………………122.7立柱及柱窝的确定位置……………………………………………153．支架主要部件的设计…………………………………………183.1低位放项煤支架主要部件的设计要求………………………………183.2底座…………………………………………………………………203.3连杆…………………………………………………………………214．主要零部件的强度校核………………………………………214.1底座强度校核…………………………………………………………214.2轴销的强度校核………………………………………………………224.3耳板的强度校核……………………………………………

4、…………225．底座的设计分析………………………………………245.1底板接触比压计算……………………………………………………245.2底座受力计算…………………………………………………………26参考文献…………………………………………………………28后记…………………………………………………29301绪论液压支架是综采工作面主要设备之一，近10年来主要的发展趋势是两柱掩护式和四柱支撑掩护式架型的发展，回采面中，为了保护工作面内机器人和人员的安全生产，要对顶板进行支撑和管理，以防止工作面空间的顶板冒落。液压支架是以高压液体为动力，由金属构件和若干液压元件组成。它使顶板的支撑、切顶、移架和输

5、送机等工序全部实现了机械化。因而大大地改善了回采工作面的工作条件、降低了人们的劳动强度，有效地增加了劳动安全性，使工作面的产量和效率得到了很大的提高，并为工作面的自动化创造了条件，但液压支架对煤层的地质条件要求较高。该支架为四柱四连杆支撑掩护式型式。四根立柱支撑顶梁，主要承受顶板的垂直压力；同时通过掩护梁及前、后连杆与底座各自铰接构成四连杆机构，来承受支架所受的水平力和侧向力；顶梁带有护帮板，使得该支架支撑能力大，切顶与防护性能好，支架纵横向稳定性强。液压支架动作原理可概括如下：液压支架在工作过程中，必须具备升、降、推、移四个基本功作，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

6、个液压缸来完成的。(1)升柱：当需要支架上升支护顶板时，高乳化液进入立柱的活塞腔，另一回腔液，推动活塞上升，使与活塞杆相连接的顶梁紧紧接触到顶板。(2)降柱：当需要降柱时，高压液进入立柱的活塞杆腔，另一回腔液迫使活塞杆下降，于是顶梁脱离顶板。(3)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；当需要推输送机时，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，使活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。支架的支撑力与时间曲线，称为支

7、架的工作将特性曲线，如下图所示：30图1.1支架工作特性曲线支架立柱工作时，其支撑力随时间的变化过程可分为三个阶段。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，支架的液控单向阀关闭，立柱下腔压力达到初撑力，此阶段为初撑阶段；支架初撑后，随顶板下沉，立柱下腔压力增加，直至增加到支架的安全阀调定压力，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