（图纸+论文）液压支架掩护梁及四连杆机构设计（全套完整）㊣精品文档值得下载

（图纸+论文）液压支架掩护梁及四连杆机构设计（全套完整）

使活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。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的采煤工作面上所有位置的支架。目前使用的液压支架在分三类即支撑式掩护式和支撑掩护式支架。支撑式支架支撑式支架的架型有垛式支架和节式支架两种型式。如图，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。因此底座坚固定，它靠支柱和顶梁的支撑作用控制工作面的顶板，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切顶性能，适用于顶板坚硬完整，周期压力明显或强烈，底板较硬的煤层。图垛式节式.掩护式支架掩护式支架有插腿式和非插腿式两种型式。如图所示顶梁较短，对顶板的作用力均匀结构稳定，抵抗直接顶过点作线的平行线，则线与线的距离为，为液压支架的最高位置时的计算高度。以点为圆心，以.长度为半径作弧，在掩护梁上交点,为前连杆上铰点的位置。过点作与线夹角为的斜线。在此斜线上截取线段〞.〞的长度等于，〞点为支架降到最低位置时，掩护梁与后连杆的铰点。过〞点作与线有交角的斜线，以〞点为圆心，以为半径作弧交些斜线点〞，此点为支架在最低位置时，顶梁与掩护梁的铰点。以〞为圆心以.长度为半径作弧，在掩护梁上交点〞，为支架在最低位置时前连杆上铰点的位置。取〞线之间点〞为液压支架降到此高度时掩护梁与顶梁铰点。以为圆心，为半径圆弧。以〞点为圆心，掩护梁长ˊ为半径作弧，交前圆弧上点ˊ，以点为液压支架降到中间位置时，掩护梁与后连杆的铰点。以ˊ连线，并以ˊ点为圆心，长为半径作弧，交〞上点ˊ点。则，ˊ,〞三点为液压支架在三个位置时，前连杆上铰点。由，ˊ,〞三点确定的圆心，为前连杆下铰点位置。过点线作垂线，交点，则线段和为液压支架四连杆机构。按以上初步求出的四连杆机构的几何尺寸，再用几何作图法画出液压支架掩护梁与顶梁铰点ˊ的运动轨迹，只要逐步变化四连杆机构的几何尺寸，便可以画出不同的曲线，再按四连杆机构的几何特征进行校核，最终选出较优的四连杆机构尺寸。图液压支架四连杆机构的几何作图法.结论后连杆长度掩护梁长度前连杆长度前后连杆下铰点底座投影距离前连杆下铰点高度.四连杆机构的计算机设计法目标函数的确定根据附加力对液压支架受力影响的分析，为减少附加力，必须使有较小值。同时，为有效地支控顶板，要求支架由高到低变化时，顶梁前端点与煤壁距离的变化要小。而支架在高度时的角，恰好是顶梁前端点的双纽线轨迹上的切线与顶梁垂线间的夹角。所以，只要令支架由高到低变化时，顶梁前端点运动轨迹似成直线为目标函数，这两项要求都能满足。四连杆机构的几何特征四连杆机构的几何特征如下图所示。支架在最高位置时弧度弧度。后连杆与掩护梁的比值，掩护式支架为.前后连杆上铰点之距与掩护梁的比值为.点的运动轨迹呈近似双纽线，支架由高到低双纽线运动的最大宽度所以在优化四连杆机构时，尽可能使值小些。为此，可以令支架由高到低时，顶梁前端运动轨迹近似直线为目标函数，从而可以使角变小，值和附加力都变小。而且顶梁前端点运动轨迹的变化宽度也可以较小，有利支控顶板。值方向与摩擦力引起的附加力无关，而与立柱倾角引起的附加力有关，在立柱前倾时当瞬心点在下时，值为正，附加力为负当瞬心点在上时，值为负，附加力为正。所以在优化时，为减少附加力，尽可能使支架的工作段，在段。掩护梁上铰点至顶梁顶面之距和后连杆下铰点至底座底面之距对支架受力的影响增加掩护梁上铰点至顶梁面之距和后连杆下铰点至底座底面之距，都可以使角减小，附加力减小，反之，角增加，附加力也增加。后连杆与掩护梁长度比值对支架受力的影响图四连杆示意图.当夹角和的比值不变，改变或不变延长后连杆长度等方法，来增加的比值，可以使角减小，附加力减小，对支架受力有利当改变角使的比值增加，对角变化不大，所以适当增加的比值，可以减少掩护梁长度和对支架受力有利。在掩护式支架和支撑掩护式支架中，后连杆和掩护梁长度的比值，关系到掩护梁的长度，对支架的重量和受力有着直接的影响，所以在设计时，应尽量在满足支架工作需要情况下，缩短掩护梁长度，减轻支架重量，减少支架受力。前后连杆上铰点与掩护梁长度比值对支架受力影响改变的比值，对角影响很大，如果这个比值适当，可使角减小，值减小，附加力减小，掩护梁和前后连杆受力也减小。的比值般在之间比较合适。.四连杆机构的几何作图法掩护梁和后连杆长度的确定用解析法来确定掩护梁和后连杆的长度，如图所示。图掩护梁和后连杆计算图.设掩护梁长度后连杆长度其中支架最高位置时，掩护梁与顶梁夹角度支架最低位置时，掩护梁与顶梁夹角度支架最高位置时，后连杆与底平面夹角度支架最低位置时，后连杆与底平面夹角度按四连杆机构的几何特征要求，选定，由于支架型式不同，对于掩护式支支架,般的比值按以下范围来取,取.。支架在最高位置时有因此掩护梁长度为.后连杆长度为.取整得几何作图法作图过程用几何作图法确定四连杆机构的各部尺寸，具体作法如图所示。具体作图步骤如下确定后连杆下铰点点的位置，使它比底座面略高过点作与底座面平行的水平线线。过点作与线的夹角为的斜线。在此斜线截取线段，长度等于,点为支架在最高位置时后连杆与掩护梁的铰点。过点作与线有交角的斜线，以点为圆心，以点为半径作弧交些斜线点此点为掩护梁与顶梁的铰点。本次设计底座为.表适应不同类级顶板的架型和支护强度老顶级别ⅠⅡⅢⅣ直接顶类别架型掩护式掩护式支撑式掩护式掩护式或支撑掩护式支撑式支撑掩护式支撑掩护式支撑或支撑掩护式支撑或支撑掩护式采高.时用支撑式采高.时用支撑掩护式支护强度支架采高应结合深孔爆破，软化顶板等措施处理采空区注表中括号内数字系统掩护式支架顶梁上的支护强度。为增压系数。四连杆机构的设计.四连杆机构的作用四连杆机构是掩护式支架和支撑掩护式支架的最重要部件之。其作用概括起来主要有两个，其是当支架由高到低变化时，借助四连杆机构使支架顶梁前端点的运动轨迹呈近似双纽线，从而使支架顶梁前端点与煤壁间距离的变化大大减小，提高了管理顶板的性能其二是使支架能承受较大的水平力。下面通过四连杆机构动作过程的几何特征进步阐述其作用。这些几何特征是四连杆机构动作过程的必然结果。支架高度在最大和最小范围内变化时，如图所示，顶梁端点运动轨迹的最大宽度应小于或等于，最好在以下。支架在最高位置和最低位置时,顶梁与掩护梁的夹角后连杆与底平面的夹角，如图所示,应满足如下要求支架在最高位置时支架在最底位置时,为有利矸石下滑,防止矸石停留在掩护梁上,根据物理学摩擦理论可知,要求,如果纲和矸石的摩擦系数.,则而角主要考虑后连杆底部距底板要有定距离,防止支架后部冒落岩石卡住后连杆，使支架不能下降，般去，在特殊情况下需要角度较小时，可提高后连杆下绞点的高度。从图可知掩护梁与顶梁绞点和瞬时中心之间的连线与水平的夹角。设计时，要使角满足的范围，其原因是角直接影响支架承受附加力的数值大小。图四连杆机构几何特征.顶梁前端点晕运动轨迹双钮线向前凸的段为支架最佳工作段，如图所示的段。其原因是顶板来压时，立柱让下缩，使顶梁有向前移的趋势，可防止岩石向后移动，又可以使作用在顶梁上的摩擦力指向采空区。同时底板阻止底座向后移，使整个支架产生顺时针转动的趋势，从而增加了顶梁前端的支护力，防止顶梁前端上方顶板冒落，并且使底座前端比压减少，防止啃底，有利移架。水平力的合力也相应减少，所以减轻了掩护梁外负载。从以上分析得知，为使支架受力合理和工作可靠，在设计四连杆机构的运动轨迹时，应尽量使值减少。当已知掩护梁和后连杆的长度后，在设计时只要把掩护梁和后连杆简化成曲柄滑块机构，如图所示实际上液压支架四连杆机构属双摇杆机构图掩护梁和后连杆构成曲柄滑块机构.液压,支架,掩护,连杆机构,设计,毕业设计,全套,图纸液压支架掩护梁及四连杆机构设计说明书目录前言.液压支架的概述.液压支架的组成.液压支架的用途.液压支架的工作原理液压支架架型的分类支撑式支架掩护式支架支撑掩护式支架.液压支架设计参数设计目的对液压支架的基本要求设计液压支架必需的基本参数液压支架基本技术参数的确定.原始条件.基本技术参数四连杆机构的设计.四连杆机构的作用.四连杆机构与附加力的影响附加力对液压支架受力的影响掩护梁上铰点至顶梁顶面之距和后连杆下铰点至底座底面之距对支架受力的影响后连杆与掩护梁长度比值对支架受力的影响.四连杆机构的几何作图法掩护梁和后连杆长度的确定几何作图法作图过程.四连杆机构的计算机设计法目标函数的确定四连杆机构的几何特征四连杆机构各部尺寸的计算四连杆机构的优选求掩护梁上铰点轨迹坐标语言程序编制．掩护式液压支架部件设计.顶梁顶梁的作用及用途顶梁的结构型式的确定对顶梁长度的影响顶梁断面形状顶梁主要尺寸的确定.侧护板侧护板的选择侧护装置的作用侧护板的结构型式侧护板尺寸的确定.立柱．立柱的初撑力与泵站额定工作压力．安全阀压力与立柱工作阻力的确定立柱位置的确定.千斤顶技术参数确定.掩护梁和四连杆机构掩护梁四连杆机构后连杆的强度校核.底座底座的作用及用途底座的结构型式底座主要尺寸的确定参考文献摘要液压支架主要由以下几个基本部分组成顶梁，掩护梁和四连杆机构，侧护板，底座，立柱，千斤顶。设计要遵从支护性能好强度高移架速度快安全可靠等原则。在支撑掩护式的设计过程中，底座液压系统和立柱等结构件的设计是重点。本论文介绍了液压支架的结构，类型，工作原理，特点，目的及要求，对支撑掩护式液压支架作了详尽的分析和介绍，讲述了这种支架的方案和用途。关键词液压支架立柱底座四连杆机构前言经过近年的发展和努力,我国液压支架的设计制造水平在不断提高,特别是在缓倾斜中厚煤层的液压支架方面积累了相当丰富的经验,架型已基本趋于成熟完善,在品种和质量方面与国际先进水平相比差距越来越小。但在控制元件和控制系统方面,与先进国家的产品相比还有较大差距。所以,今后除应继续针对我国国情和煤层具体条件,开发些新架型新品种外,还应在改进支架控制系统和提高支架的工作可靠性方面下功夫。近年来,我国采煤综合机械化的水平有所提高,随着综合机械化采煤技术的不断发展和新型大功率采煤机工作面输送机的出现,要求支架与之相配套,但若支架的控制系统不作相应的改进,是满足不了这要求的。到目前为止,我国国产液压支架的控制方式仍然停留在跟机手把单向邻架控制或本架控制水平。这种控制方式,虽然具有控制系统简单制造容易造价较低和对煤层地质条件变化适应性较强的优点,但它存在严重缺点工人劳动条件差,安全性差移架速度慢,影响采煤机效率的发挥通风条件差,支架故障率高支架支护效能的发挥程度与操作人员的经验多少和技能高低有密切关系。液压支架实现自动控制后,就可有效地克服上述缺点,实现对支架的电液控制,而且有多种控制方式可供选择,人员可在较安全的地方集中对整个工作面的支架进行远程控制或程序控制.液压支架的概述.液压支架的组成液压支架由顶梁底座掩护梁立柱推移装置操纵控制系统等主要部分组成。.液压支架的用途