移四个步骤。支架采用四连杆机构，改善支架的受力状况，缩小支架的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。顶梁掩护梁底座都做成箱体结构用钢板焊接而成。在研制液压支架时，需要对支架进行生产试验和分析研究，确定合理的液压支架受力参数运动参数和结构参数，以及选定液压支架最佳方案等方面综合性的科学技术问题。本设计主要从支架的工作原理这手，然后进行总体结构设计以及校核。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，可广泛应用于薄煤层中厚煤层及较厚煤层工作面，是煤矿的重要支护设备。近年来主要的发展趋势是向两柱掩护式和四柱掩护式架型发展，架型结构进步完善，设计方法更先进，参数向高工作阻力大中心距发展。液压支架另重大突破是控制系统，应用电液控制技术，采用电磁控制的先导阀，先进可靠的压力和位移传感器，灵活自由编程的微处理机技术，红外线遥感技术等现代科技成果，使液压支架的动作自动连续进行，移架速度大大提高，支架循环时间达到。我国自年开始大规模引进德国英国等国家的综采设备，经历了消化吸收和改进提高的过程，到目前已形成了较完整的设计制造和科研体系，掩护式液压支架的制造和采煤技术已有长远发展。.本课题的研究目的和意义采用综合机械化采煤方法是大幅度增加煤炭产量提高经济效益的必由之路。为了满足对煤炭增长的日益需要，必须大量生产综合机械化采煤设备，迅速增加综合机械化采煤工作面。由于采煤工作面的底顶板条件煤层厚度煤层的物理机械性质等的不同，对液压支架的要求也不同。为了有效的支护和控制顶板，必须设计出不同类型和不同结构尺寸的液压支架。因此液压支架的设计工作是很重要的。由于液压支架的类型很多，因此其设计工作量也是很大的，由此可见，研制和开发新型液压支架是必不可少的个环节。通过对液压支架的理论学习，完成液压支架的设计工作，加深对液压支架工作原理工作性能工作环境及其结构的认识和了解。通过对液压支架结构的分析，加深和巩固机械原理的相关内容通过对液压支架受力的分析和强度的校核，加深对专业基础课理论力学和材料力学及专业课机械设计相关内容的巩固和理解。同样通过对液压支架的设计，能够更好的认识国内外液压支架的发展趋势和发现目前煤矿液压支架主要存在的问题，从而为以后更深认的了解和设计液压支架打下良好的基础。通过自己独立地完成指定的课程设计任务，提高理论联系实际分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为名出色的机械工程师打好基础。现代社会对人才提出了更高的要求，作为名当代大学毕业生，不仅打好坚实的专业知识，还应具备工程技术人才应有的综合素质。为了适应这发展趋势，我们应立足变传统的僵化的单纯的毕业设计为培养主动学习提高创新能力树立团结协作精神强化计算机运用等多维兼容性毕业设计同时通过完成毕业设计，锻炼学生解决实际工程问题的能力在整个毕业设计的过程中，以我们的主动学习为主，教师适时指导为辅将素质教育也毕业设计教学相融合，从根本上提高毕业设计的质量和水平。液压支架基本理论分析.液压支架的工作原理液压支架在工作过程中，不仅要可靠的支撑顶板，维护定的安全工作空间，而且要随工作面的推进，进行移架和推移输送机。因此，支架要实现升降推移四个基本动作，这些动作是利用泵站供给的高压液体，通过工作面性质不同的几个液压缸来完成的，如图.所示。图.液压支架工作原理顶梁立柱推移千斤顶安全阀单向筏操纵阀支架升降当操作阀处于升柱位置时，从乳化液泵站来得高压液体通过操纵阀液控单向阀进入立柱的下腔，立柱上腔回液，支架升起，并撑紧顶板。当操纵阀处于降柱位置时，工作液体进入立柱的上腔，同时打开液控单向阀，立柱下腔回液，支架下降。支架推移支架的前移和推移输送机是通过操纵阀和推移千斤顶来进行的。移架时，先使支架卸载下降，再把操纵阀置于移架位置，从乳化液泵站来的高压液体进入推移千斤顶的前腔即活塞杆腔，后腔即活塞腔回液。这时，支架以输送机为支点前移。移架结束后，再把支架升起，使支架撑紧顶板。若将操纵阀置于推溜位置，高压液体进入推移千斤顶后腔即活塞腔，前腔即活塞杆腔回液，这时输送机以支架为支点被推向煤壁。支架承载过程支架的承载过程是指支架与顶板之间相互力学作用的过程，它包括初撑承载增阻和恒阻三个阶段。初撑阶段在升架过程中，当支架的顶梁接触顶板，直到立柱下腔的液体压力逐渐上升到泵站工作压力时，停止供液，液控单向阀立即关闭，这过程为支架的初撑阶段。此时支架对顶板的支撑力为初撑力。承载增阻阶段支架初撑结束后，随着顶板的下沉，立柱下腔的液体压力逐渐升高，支架对顶板的支撑力也随之增大，呈现增阻状态，这过程为支架的承载增阻阶段。恒阻阶段随着顶板压力的进步增加，立柱下腔的液体压力越来越高，当升高到安全阀的调定压力时，安全阀打开溢流，立柱下缩，液体压力随之降低。当降到安全阀的调定压力时，安全阀关闭。随着顶板的继续下沉，安全阀重复这过程。由于安全阀的作用，支架的支撑力维持在恒定数值上，这是支架的恒阻阶段。此时，支架对顶板的支撑力成为工作阻力，它是由支架安全阀的调定压力决定的。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。图.支架的工作特性曲线由上可知，支架工作时，其支撑力与时间的关系，可用支架工作特性曲线表示，如图所示，曲线上的分别表示支架的初撑增阻和恒阻阶段的时间。上述工作过程表明支架在达到额定工作阻力以前具有增阻性，以保证支架对顶板有效的支撑作用当支架达到额定工作阻力以后，支架能随顶板的下沉而下缩，即具有可缩性和恒阻性，支架的工作特性决定于立柱液控单向阀安全阀和操纵阀的性能和密封的好坏。所以这些元件是支架的关键液压元件通常液控单向阀和安全阀组合在起，称为控制阀。支架的工作阻力是支架的个重要参数，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，通常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。即式.式中支架的支护面积，.液压支架的类型和结构液压支架按其对顶板的支护方式和结构特点的不同，分为支撑式掩护式和支撑掩护式三种基本架型。支撑式支架支撑式支架是出现最早的种架型，按其结构和动作方式的不同，支撑式支架又分为垛式支架和节式支架两种结构型式。垛式支架每架为整体，与输送机联接并互为支点整体前移。节式支架由个框节组成，移架时，各节之间互为支点交替前移，输送机用与支架相连的推移千斤顶推移。节式支架由于稳定性差，现已基本淘汰。支撑式支架的结构特点是顶梁较长，其长度多在左右而且立柱多，般根，且垂直支撑支架后部设复位装置和挡矸装置。以平衡水平推力和防止矸石窜入支架的工作空间内。支撑式支架的支护性能是支撑力大，且作用点在支架后部，故切顶性能好对顶板重复支撑的次数多，容易把本来完整的顶板压碎抗水平载荷的能力差，稳定性差护矸能力差，矸石易窜入工作空间支架的工作空间和通风断面大。由上可知，支撑式支架适用于直接顶稳定老顶有明显或强烈周期来压，且水平力小的条件。掩护式支架掩护式支架的结构特点是有个较宽的掩护梁以挡住采空区的矸石进入作业空间，其掩护梁的上端与顶梁铰接，下端通过前后连杆与底座连接。底座前后连杆和掩护梁形成四连杆机构，以保持稳定的梁端距和承受水平推力。立柱的支撑力间接作用于顶梁或直接作用于顶梁上。掩护式支架的立柱较少，除少数掩护式支架根立柱外，般都是排根立柱。这种支架的立柱都为倾斜布置，以增加支架的调高范围，支架的两侧有活动侧护板，可以把架间密封。通常顶梁较短，般为.左右。掩护式支架的支护性能是支撑力较小，切顶性能差，但由于顶梁短，支撑力集中在靠近煤壁的顶板上，所以支护强度较大且均匀，掩护性好，能承受较大的水平推力，对顶板反复支撑的次数少，能带压移架。但由于顶梁短，立柱倾斜布置，故作业空间和通风断面小。由上可知，掩护式支架适用于顶板不稳定和中等稳定老顶周期来压不明显瓦斯含量少的破碎顶板条件。支撑掩护式支架支撑掩护式支架是在吸收了支撑式和掩护式两种支架优点的基础上发展起来的种支架。因此，它兼有支撑式和掩护式支架的结构特点和性能，可适用于各种顶底板条件。支撑掩护式支架的顶梁由前梁与主梁构成，四根立柱支撑在顶梁和立柱之间，掩护梁的上端与顶梁铰接，下端用连杆与底座相连。这种支架的优点是支撑力大，切顶性能强，防护性能好，通风断面大，稳定性好，应用范围广。它的主要缺点是结构复杂，成本较高。支撑掩护式支架的立柱均为两排，立柱可前倾和后倾。也可倒八字形布置和交叉布置。通常，两排立柱都直接支撑在顶梁上，个别情况下，也有后排立柱支撑在掩护梁上而前排立柱支撑在顶梁上。特种液压支架特种液压支架是为满足些特殊要求而发展起来的液压支架，在结构型式仍属于上述