毕业论文：液压支架设计.doc在线文档共19页

要求液压支架能保证采煤工作面有足够的通风面积，从而保证人员呼吸稀释有害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值。

压力曲线随时间呈波浪形变化，此阶段为恒阻阶段。

卸载，然后高压液进入推移千斤顶的活塞杆腔，另腔回液，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，另腔回液，以支架为支点，使活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。

高压液体底压液体升降推移支架的支撑力与时间曲线，称为支架的工作特性曲线，如图所示支架立柱工作时，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，当增加到泵图支架的工作特性曲线图液压支架工作原理输送机推移千斤顶立柱安全阀液控单向阀操纵阀站工作压力时，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支架初撑后，随着顶板下沉，立柱下腔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，安全阀停止溢流，这样在安全阀调整压力的限制下，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支架初撑后，随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，当增加到泵图支架的工作特性曲线图液压支架工作原理输送机推移千斤顶立柱安全阀液控单向阀操纵阀站工作压部分内容简介卸载，然后高压液进入推移千斤顶的活塞杆腔，另腔回液，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，另腔回液，以支架为支点，使活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。

高压液体底压液体升降推移支架的支撑力与时间曲线，称为支架的工作特性曲线，如图所示支架立柱工作时，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，当增加到泵图支架的工作特性曲线图液压支架工作原理输送机推移千斤顶立柱安全阀液控单向阀操纵阀站工作压力时，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。

液压支架设计目的要求和设计支架的必要参数设计目的采用综合机械化采煤机械方法是大幅度增加煤炭产量提高经济效益的必由之路。

为了满足对煤炭日益增长的需要，必须大量生产综合机械化设备，机械化采煤工作面。

而每个综采工作面平均需要安装台液压支架，可见对液压支架的需要量是很大的。

由于不同采煤工作面的顶板条件煤层厚度煤层倾角煤层物理机械性质等的不同，对不同液压支架的需求也不同。

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，因此其设计的工作量也是很大的，由此可见，研制和开发新型液压支架是必不可少的个环节。

液压支架的基本要求为了满足采煤工艺及地质条件的要求，液压支架要有足够的初撑力和工作阻力，以使有效地控制顶板，保证合理的下沉量。

液压支架要有足够的推溜力和移架力，推溜力般为左右，移架力按煤层厚度而定，薄煤层般为，中厚煤层般为，后煤层般为。

防矸性能要好。

排矸性能好。

要求液压支架能保证采煤工作面有足够的通风面积，从而保证人员呼吸稀释有害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值。

要求支架有足够的刚度，能承受事实上不均衡载荷和冲击载荷。

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。

设计液压支架必须的基本参数顶板条件根据老顶和直接顶的分类，对支架进行选型。

最大和最小采高根据最大和最小采高，确定支架的最大和最小高度，以及支架的支护强度。

瓦斯等级根据瓦斯等级，按煤矿安全规程规定，验算通风断面。

底板岩性及小时涌水量根据底板岩性及小时涌水量验算地板比压。

工作面煤壁条件根据工作面煤壁条件决定是否用护帮装置。

煤层倾角根据煤层倾角决定是否选用防滑装置。

井向罐笼尺寸根据井向罐笼尺寸考虑支架的运输外形尺寸。

配套尺寸根据配套尺寸及支护方式来计算顶梁长度。

液压支架的发展趋势新型适用特种条件下的液压支架为了安全高效的开采复杂地质条件的煤炭资源，必须设计能适应种特殊地质条件使用的液压支架。

特厚煤层次采全高液压支架。

年平顶山煤矿机械有限公司生产的型电液控制掩护式液压支架是为神华宁煤设计制造的，支护高度米工作阻力千牛重量吨的大采高高端支架参数见表。

该架型代表着国内支架行业的先进水平，技术含量高生产难度大。

新型放顶煤支架。

设计种回采率高，夹矸少的放顶煤液压支架。

水采液压支架。

为了适应水采工作面的支护需要，设计种水采工作面。

表型电液控制掩护式液压支架参数性能项目数值性能项目数值支架高度工作阻力初撑力支架中心距支护强度立柱缸径重型支架。

为适应顶板压力特别大的需要，可将液压支架的工作阻力设计的较大。

新型端头支架。

为了加快综采速度和无人采煤工作面的需要，设计种能适应井上操作且安全可靠的断头液压支架。

大倾角工作面支架。

为适应煤层倾角小于等于的工作面，设计种新型的大倾角工作面支架。

液压支架结构设计的方向轻型化。

对液压支架各部件进行受力分析和优化设计，使结构紧凑，在满足强度要求和配套的条件下，底座和顶梁尽量短，使支架轻型化。

标准化。

为了减轻支架的重量，降低成本，提高对煤层厚度变化和顶底板条件的适应性，使液压支架的危险性减小，对同型号设计成系列化，适应不同煤层厚度的要求。

材质强化。

提高结构件钢材强度，采用优质钢材，减轻液压支架的重量，设计师可先进行技术经济比较，再选合适的材料。

高压化。

各种阀类的压力等级价高，相应的强度增高，使阀和油缸的体积减小，使液压支架的质量减轻。

操作自动化。

能适应无人采煤工作面的需要，实际运程操作的新型全自动液压支架。

我国液压支架与国外液压支架存在的差距及今后的发展趋势我国的液压支架经过多年的发展，板，将工作空间与采空区完全隔开并采用前后连杆连接掩护梁和底座，组成四连杆机构，使梁端距几乎不变，防止了架前漏矸。

支撑掩护式液压支架适用范围很广，可用于各种顶板条件，尤其用于中等稳定以上的顶板条件。

其缺点是结构复杂，重量大，价格较贵。

不同结构形式的支撑掩护式液压支架，其主要区别是立柱的布置方式不同。

具体分类方法及及型式如图所示顶板的组成回采工作面的顶板，根据岩层和煤层的相对位置及特征，可以分三类图掩护式液压支架的类型插腿式支架立柱在掩护梁上非插腿式支架立柱在顶梁上非插腿式支架图支撑掩护式液压支架的类型四柱平行支在顶梁上的支架四柱交叉支在顶梁上的支架两支柱支在顶梁上，两柱支在掩护梁上的支架伪顶直接位移煤层上方使极易垮落的层岩石。

它通常使灰质页岩和泥质页岩，厚度般不大于米，经常随采随冒。

有些岩层不出现伪顶。

为顶对支护设备的使用般没影响。

直接顶是指位于伪顶或直接位于煤层上方的层或几层岩层，厚度般不大，不很坚硬，常由泥质页岩页岩沙质页岩等组成。

般随回柱或移架而冒落。

直接顶的稳定性对支护方式及架型选择由决定性的影响。

老顶是指位于直接顶之上厚而坚实节理裂隙和层理都不发育的整体岩层。

通常由砂岩石灰岩或砂砾岩等构成。

老顶常能在采空区维持很大悬露面积而不随直接顶起垮落，其垮落步距的长短对支护设备的载荷大小由决定性影响。

液压支架的支撑力与承载关系支撑式液压支架的特点是顶梁较长，控顶距较大，立柱呈直立布置，而且般都位于顶梁的后半部。

因此，支撑力也相应集中在控顶区的后半部分，以阻止上部岩层的移动，实现切顶。

而在煤壁附近的主要工作空间的顶板则处于无立柱状态，仅靠支护力较小的前梁来维护。

股支架的工作阻力在控顶区范围内很不均匀，起预想的支撑力分布规律如图图支撑式液压支架支撑力分布图掩护式液压支架的特点和支撑力分布掩护式液压支架的特点是顶梁较短，控顶距较小，支撑力主要集中在顶梁部位，且分布较均匀，顶梁端部的支撑能力比支撑是液压支架大，其支撑力的分布规律如图所示掩护式液压支架在不同顶板条件下的承载分析掩护式液压支架在破碎不稳定顶板条件下的受力情况顶梁受力由于支架顶梁短，使支架重复支撑次数减少，所以顶板较完整。

顶板作用在顶梁上的合力为，载荷分布如图所示掩护梁受力由于顶板破碎，在顶梁后部自由冒落岩石的部分作用在掩护梁上，对掩护梁的作用力可分解垂直分立和水平分力，如图掩护式液压支架虽然立柱少，支撑力小，但由于顶梁短，单位面积支撑力大，载荷分布和支架支撑力的作用部位基本致。

所以，此种支架能在破碎不稳定顶板下工作。

图掩护式液压支架支撑力分布图图掩护式液压支架在破碎不稳定顶板条件下的受力情况掩护式液压支架在中等稳定以上顶板的受力情况。

掩护式液压支架由于立柱少，且呈倾斜布置，支撑力较小，切顶性较差，受力情况如图所示直接顶冒落时，冒落岩石分别作用在顶梁上和掩护梁上。

周期来压时，由于顶梁后部顶板不能充分切断，基本顶压力将由整个支架和采空区垮落岩石承担或者有可能在切顶时，基本顶直接压在掩护梁上，这就使掩护梁上