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（图纸+论文）液压支架的运动仿真设计（全套完整）

容易导致顶板产生离层或断裂，造成顶板断裂线前移或梁端冒顶。因此，合理设计四连杆参数．使支架工作段内，点轨迹处于段比较理想，但对于调高范围大的支架，要达到要求是困难的。然而，由于四连杆销孔间隙的作用，使点实际运动轨迹与上述理论轨迹不完全相同。为了保持支架梁端距的稳定，般应控制梁端摆动幅度。液压支架的纵向稳定性完全是由四连杆机构决定的，而不取决于立柱的多少。液压支架实际受力状态十分复杂，经常受到非对称载荷和横向载荷的作用，保持支架横向稳定性和整体刚性十分重要。如图示支架立柱为二力构件，不具有承受较大横向载荷的能力。支架的横向载荷只能靠四连杆机构承受。四杆机构之间的关系掩护式和支撑掩护式支架的四连杆机构都是双摇杆机构。双摇杆机构形成的条件是最短杆和最长杆之和小于其余两杆长度之和，而最短杆为上连杆掩护梁，最短杆的对边为固定杆底座，即。在点作角，再取定长度与交于点，点作为后连杆和掩护梁的铰接轴。以为圆心，为半径画圆弧。以为圆心，以的长度为半径画圆弧与弧交于点。点和点就是后连杆在支架为最小高度和最大高度时的极限位置。在上取长度，必须使。点作为前连杆与掩护梁的铰接轴。,这样就是最短杆。而且要使.于是点成为前连杆和底座的铰接轴。之间的轨迹的校核。在弧内平均取几点，例如点，依次的以为圆心，以为半径画弧，与以点为圆心为半径的弧交于点，连接，并都给予延长得点，使。这样，所形成的曲线要接近直线。如果差别太大，要改变四连杆的尺寸或角度，以上述的过程画出间的轨迹，使近似于直线。除要求水平偏移量不超过规定值外，对角的变化要求均匀。特别要注意在最大高度时，不要发生突变。角是连杆瞬时中心与掩护梁铰接轴的连线和顶梁延长线之间的夹角。为提高横向稳定性和减小对底板比压，厚煤层支架可加大到.左右，放顶煤支架为。底座中间安装推移装置的槽子宽度与推移装置的结构和千斤顶缸径有关，般为。宽度取。.四连杆机构的设计四连杆机构的作用与缺点．梁端护顶鉴于四连杆机构可使托梁铰接点呈双纽线运动，故可选定双纽线的近似直线部分作为托梁铰接点适应采高的变化范围。这样可使托梁铰接点运动时与煤壁接近于保持等距，当梁端距处于允许值范围之内时，借此可以保证梁端顶板维护良好。．挡矸鉴于组成四连杆机构的掩护梁既是连接件，又是承载件，为了承受采空区内破碎岩石所赋予的载荷，掩护梁般做成整体箱形结构，具有定强度。由于它处在隔离采空区的位置，故可以起到良好的挡矸作用。．抵抗水平力观测表明综采面给予支架的外载，不但有垂直于煤层顶板的分力，而且还有沿岩层层面指向采空区方向或指向煤壁方向的分力，这个水平推力由液压支架的四连杆机构承受，从而避免了立柱因承受水平分力而造成立柱弯曲变形。．提高支架稳定性鉴于四连杆机构将液压支架连成个重量较大的整体，在支架承载阶段，其稳定程度较高。四连杆机构在具有以上诸作用的同时，也有些缺点。首先，支架在工作过程当中，四连杆机构必须承受很大的内力，从而导致支架结构尺寸的加大和重量的增加其次，由于四连杆机构对顶板产生个水平力又称水平支撑力，因此对支架的工作性能将产生不良影响。四连杆几何特征支架在最高位置时即弧度即弧度支架在最低位置时，保证。后连杆与掩护梁的比值，掩护式支架为支撑掩护式为。前后连杆上绞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轨迹的最大宽度以下。支架在最高位置时的应小于.，在优化设计中，对支撑掩护式支架最好应小于.。.四连杆机构各部尺寸的确定四连杆机构各部参数如图.所示，图中的为支架在最高位置时的计算高度。令图.四连杆机构参数图四连杆的作用四连杆机构是现代液压支架主要的稳定机构，其主要作用是保证支架纵向和横向的稳定性承受和传递载荷以及保持液压支架的整体刚度等。对于四连杆的选择形式，大多数都是采用前整体后单的形式，这样可以增加尾部的空间。具有四连杆机构的液压支架从问世以来，经过长期的实践考验，显示出巨大优越性，并从根本上克服了支撑式支架稳定性和力学持性的缺陷，成为液压支架技术发展史上的个重要里程碑。现代掩护式和支撑掩护式支架都用前后连杆把掩护梁和底座连结在起，这样组成的双摇杆四连杆机构可使支架升降时保持比较稳定的梁端距，即要求掩护梁和顶梁的铰接点的运动轨迹近似为条直线，故称底座前连杆后连杆和掩护梁组成的机构为近似直线机构，从而得到个近似相等的端面距，以提高管理顶板性能，使支架能承受较大的水平力。液压支架升降时，顶梁的运动轨迹是由四连杆机构决定的，既有顶梁与掩护梁的铰点的轨迹所决定，其轨迹如图.所示图.升降柱运动轨迹支架四连杆机构的运动轨迹支架在最大高度和最小高度范围内运动时，点的运动轨迹呈种形式双向摆动段单向向后摆动段和单向向前摆动段和段。选择不同的四连杆参数．可以使点轨迹处于上述种曲线段。度而定，薄煤层般为，中厚煤层般为，厚煤层般为。.防矸性能要好。.排矸性能要好。.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毒气体等安全方面的要求。.为了操作和生产的需要，要有足够宽的人行道。.调高范围要大，照明和通讯方便。.支架的稳定性要好，底座最大比压要小于规定植。.要求支架有足够的刚度，能够承受定的不均匀载荷和冲击载荷。.在满足强度条件下，尽可能减轻支架重量。.要易于拆卸，结构要简单。.液压元件要可靠。.支架的选型设计设计的原始条件煤层厚度米顶设条件老顶级直接顶级，底板平整，无影响支架通过的断层。工作面配套设备采煤机.，刮板输送机。煤层倾斜角小于度，支护强度底板抗压强度泵站压力安全阀调定压力。支架的支护性能与外载荷由液压支架的工作状态知，支架承受的外载荷是顶板下沉形成的。在顶板下沉过程中，支架的顶梁与顶板有相对滑动的现象，支架不仅受有垂直于顶梁的力，还受有平行于顶梁的摩擦力。垂直于顶梁的力由支架的工作阻力来平衡。在支架承载过程中，支架底座承受工作面底板反作用力。为了设计计算方便，要对支架的外载荷和支架本身进行简化，概述如下把支架简化成个平面杆系结构。为偏于安全，在计算时把外载荷视为集中载荷金属结构件按直梁理论计算顶梁底座与顶底板被认为均匀接触，载荷沿支架长度方向按线性规律分布，沿支架宽度方向为均布通过分析和计算可知，掩护梁上矸石的作用力，只能使支架实际支护阻力降低所以，在进行强度计算时不计，使掩护梁偏于安全立柱和短柱按最大工作阻力计算产生作用在顶梁上的水平力的情况有两种，是由于支架让压回缩，顶梁前端点运动轨迹为近似双纽线，顶梁与顶板间产生相对位移，顶板给予顶梁水平摩擦力，另种是由于顶柜向采空区方向移动，使支架顶梁受指向采空区的水平摩擦力。顶梁和顶板的静摩擦系数，般取按不同支护高度时各部件最大受力值进行强度校核。影响架型选择的因素煤层厚度煤层厚度不但直接影响到支架的高度和工作阻力，而且还影响到支架的稳定性。当煤层厚度大于软煤取下限，硬煤取上限时，应选用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架。当煤层厚度变化较大时，应选用调高范围大的支架。煤层倾角煤层倾角主要影响支架的稳定性，倾角大时易发生倾倒下滑象。当煤层倾角大于时，应设防滑和调架装置，当倾角超过时，应同时具有防滑防倒装置。底板性质底板承受支架的全部载荷，对支架的底板影响较大，底板的软硬和平整性，基本上决定了支架底座的结构和支承面积。选型时，要验算底座对底板的接触比压，其值要小于底板的允许比压对于砂岩底板，允许比压为，软底板为.左右。液压,支架,运动,仿真,设计,毕业设计,全套,图纸摘要当前，我国制造业已经全面完成电图版工程，我国二维技术的普及结束了手工绘图的历史，对减轻工程人员的劳动强度，提高经济效益起到了很明显的作用。随着技术的发展，技术正从二维向三维过度，三维建模技术是技术的核心，建模技术的研究发展和应用，代表了技术的发展水平。三维技术在产品的三维造型虚拟装配工程图生成动态干涉检验机构运动分析和动态仿真等方面带来了革命性的突破，极大地提高了设计效率和设计质量。软件是目前国内外最为先进的基于特征的三维参数化设计系统之。本论文较系统地阐述了利用软件实现放顶煤液压支架三维实体建模和运动仿真分析的基本方法和技巧。并大体介绍了液压支架的选型原则各部件尺寸设计及结构设计等内容。通过对液压支架进行运动仿真证明，设计支架尺寸合理，运动灵活，无运动干涉区域，顶梁前端点的运动轨迹符合近似双纽线的要求。关键词液压支架三维建模绪论.国内外液压支架的研究现状及发展地下开采的煤产量主要是利用由液压支架配套的综采设备产出的。综采设备的研制和广泛的运用，对煤炭工业革新技木装备不仅有着重大的作用，而且对采煤工艺各个环节技术水平的发展和提高，是强有力的促进因素。加速现代化进程，必须加速煤炭工业企业的建设改造和革新技术装备的进程，增加地下开采和露天开采的煤产量。地下开采方法是最复杂和闲难的方法，但是，这种方法在工业发达国家和以煤作为次能源的地区，仍然普遍应用。而且，开采优质煤，包括炼焦煤，都是采用地下开采方法。综合机械化采煤是煤炭工业的次技术革命，从根本上改变了煤炭工业的面貌，综合机械化采煤是世纪人类科技发展的重要成果。综合机械化采煤技术在我国的研究试验使用发展，彻底改变了我国煤炭工业的面貌，降低了工人的劳动强度，提高了产量劳动生产率和企业效益，满足了国民经济建设对煤炭的需求，合理的集中生产简化了生产系统，提高了生产安全性。我国综采技术发展的多年，使我国的煤炭生产技术水平跨进了世界先进行列，综放技术跃居世界领先地位。工作面支护问题始终是困扰煤矿生产安全产量和效率的重要问题。以液压支架为主要设备的综合机械化采煤以下简称综采的诞生和发展是煤矿生产发展史上的次重大革命。不仅从根本上改善了劳动和安全条件，也为工作面产量和效率的迅速提高奠定了基础。但是综采设备初期投资高，特别是液压支架占综采设备总投资约，因此液压支架的合理选用特显重要。多年来在液压支架技术不断发展中，形成了以煤科总院专业研究所和骨干支架制造厂设计所为主的支架研究设计队伍，采用计算机进行各种类型支架的设计，用有限元计算软件等进行计算，并普及计算机绘图。我国制订的缓倾斜工作面顶板分类及其它研究成果为支架设计选型和使用提供了有力的指导依据。制造方面形成以原部属专业制造厂为主机械工业部及船舶制造总公司等专业厂为辅的制造体系，以及以国家煤矿支护设备质量检测中心为骨干的检测队伍。制定有关支架检测标准项，建立了各项支架检测手段，造就了支研究制造和使用液压支架的庞大队伍形成了研制液压支架的雄厚基础。不仅能满足国内的需要，还向美国俄罗斯土耳其和印度等国家出口液压支架或成套综采设备。为适应我国煤矿综采机械化的发展，国内综采设备科研设计和制造企业已研制开发出具有较先进技术水平的大功率电牵引采煤机重型刮板输送机电液控制强力液压支架和多点驱动大运力带式输送机。配套设备的生产能力达到，在适宜的煤层和矿井条件下，综采工作面可实现年产万吨以上。新型矿用单体支护设备，采用悬浮式液压技术原理，生产矿用单体支护设备，技术水平达到了国际领先水平，填补了国际空白。型液压支柱的柱塞悬浮，密封胀紧，密封补偿，无内泄漏无圆弧焊缝等技术和安全特点，具有独创性。新型矿用单体支护设备的诞生，消除了五十年来国内外单体支护设备直存在的内泄漏和圆弧焊缝脆断等安全隐患问题。解决了深部煤矿开采冲击地压条件下回采工作面顶板支护的关键技术，结束了由德国人发明的第二代单体支护设备的历史，开创了中国人发明的第三代单体支护技术设备的历史，并将会长期使用下去。该产品普遍适用于煤矿回采工作面的顶板支护和端头支护，