（毕设全套）中厚煤层掩护式液压支架的设计（含CAD图纸）

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种基本架型。

.对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，以便有效地控制顶板，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，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.