缸筒的爆裂压力验算缸筒径向变形应处在允许的范围内式中缸筒材料泊松比，钢材取缸筒材料弹性模数，钢材取变形量不应超过密封圈允许范围。为了加强两端耳部联结强度，设计中加大了千斤顶缸底耳座和活塞杆端销孔直径，以及缸底耳座和活塞杆头部销孔处的厚度及宽度，增加联结部位的强度。活塞杆及强度校核活塞杆采用号钢空心杆，端部接球头端盖，活塞杆外径，其抗拉强度，屈服强度。取抗拉强度，屈服强度，活塞杆的安全系数取.，则空心直径为式中活塞杆直径，缸的推力，材料的许用应力，则壁厚为此处取活塞杆壁厚为。则活塞杆内部空心直径。活塞杆的强度计算活塞杆在稳定工况下，如果只受轴向推力或拉力，可以近似地用直杆承受拉压载荷的简单强度计算公式进行计算式中活塞杆的作用力，活塞杆外径，活塞杆内径，材料的许用应力，安全系数，即可，此处取把数据代入式得如果液压缸工作时，活塞杆所承受的弯曲应力矩不可忽略时如偏心载荷等，则可以按下式计算活塞杆的应力式中活塞杆断面积，活塞杆断面模数，活塞所承受的弯曲力矩如果活塞杆仅受轴向偏心载荷时，则，式中为作用线至活塞杆轴心线最大挠度处的垂直距离。这里求得则代入式得活塞杆弯曲稳定性验算当液压缸支撑长度时，需验算活塞杆弯曲稳定性。若受力完全在轴线上，主要按下式验证式中活塞杆弯曲失稳临界压缩力，安全系数，活塞杆即可，此处取液压缸安装及导向系数，两端铰接实际弹性模数材料组织缺陷系数，钢材般取活塞杆截面不均匀系数，般取材料的弹性模数，钢材取活塞杆横截面惯性矩，活塞杆截面面积，受力偏心量，活塞杆材料屈服极限，。式中圆环截面又代入式得则由式得若受力偏心时，当推力与支承的反作用力不完全处在轴线上，可用下式验证式中，端固定，端球铰接把以上值代入上式可求得则由式和式求得活塞杆导向套装在液压缸的有杆侧端盖内，用以对活塞杆进行导向，内装有密封装置以保证缸筒有杆腔的密封。外侧装有防尘圈，以防止活塞杆在后退时把杂质灰尘及水分带到密封装置处，损坏密封装置。.拟订液压系统支架的液压系统般分为手动控制和自动控制两类。手动控制系统要求操作者沿工作面跟随采煤机依次操作支架。目前国产支架绝大部分都是这种控制系统。这种支架可以本架操作，也可以邻架操作。本架操作比较简单，管路较少，但不利于操作者观察顶板和支架的动作情况。邻架操作便于操作者观察顶板和支架的动作情况，可提高移架速度和安全性。本支架操作方式采用本架操作控制，使用快速接头拆装方便，性能可靠。型液压支架的液压系统的基本原理如图所示，从泵站来的高压液体，经过工作面上的主供液管送往各支架。各支架再经操纵阀把液体送往支架的各立柱和千斤顶，以控制支架的升降推移等动作。回液时，各立柱和千斤顶低压腔的液体通过操纵阀和工作面总回液管返回泵站。图液压系统的基本原理图立柱推移千斤顶护帮千斤顶伸缩梁千斤顶平衡千斤顶侧护千斤顶抬底千斤顶操纵阀安全阀单向阀该支架液压系统所使用的乳化液，是由乳化油和水配制而成的，乳化油的配比浓度为，使用乳化液应注意以下几点定期检查浓度。浓度过高增加成本，浓度太低，可能造成液压元件锈蚀，影响液压元件的密封和使用寿命防止污染。定期清理乳化液箱和支架过滤器防冻。乳化液的凝固点为零下三度左右，与水样也具有冻结膨胀性，乳化液受冻后，不但体积膨胀，稳定性也受影响，乳化液地面配制和冬季运输时要注意防冻。.液压支架的主要技术参数液压支架主要技术参数如表表液压支架主要技术参数表设备部件名称项目单位技术参数支架整体性能支架高度.支架宽度支架中心距.支,掩护,液压,支架,设计,毕业设计,全套,图纸第章概述采煤综合机械化，是加速我国煤炭工业发展，大幅度提高劳动生产率，实现煤炭工业现代化的项战略措施。综合机械化采煤不仅产量大，效率高，成本低，而且能减轻繁重的体力劳动，改善工人的作业环境，保护工人的生命安全，是煤炭工业技术的发展方向。我国综采技术日趋成熟，不但生产水平，而且工艺水平已进入世界先进行列。液压支架作为综合机械化采煤的关键设备之，其重量约为综采设备总重量的，其费用约占综采设备总费用的。因此，为了降低成本，提高采煤的经济效益，世界各产煤大国都直在积极地开展液压支架的研究。.支护设备的发展历史煤矿支护设备是保证回采工作面正常生产和安全生产的重要设备之，也是煤矿工作面使用规模最大耗费资金最多的煤机产品。目前世界各国使用的煤矿支护设备主要是回采工作面单体支柱和回采工作面液压支架。单体支柱的发展历史世纪年代出现了木支柱，它是种古老而又简陋的支护材料，没有初撑力，也没有恒增阻降距，支撑力也无法保证，而且也浪费了大量的木材。世纪年代出现了单体金属摩擦支柱，与木支柱相比可节省大量木材，而且也可复用。但是它不能保证恒增阻降距。世纪年代出现了型单体液压支柱，与前两种单体支柱相比可保证恒增阻降距，支撑力也能得到控制，但是由于这种支柱存在内泄露，因此存在严重的安全隐患。液压支架的发展历史液压支架的发展从世纪年代开始。年，英国研制出剁式支架。从此，开创了煤炭工业的新时代。年法国试验成功了节式支架。五十年代末，为开采煤层厚超过的松散和破碎顶板条件下的褐煤，前苏联开始研制掩护式液压支架，并与年在阿乐斯科拖举办的贸易展览会上展出了型掩护式支架。比起剁式和节式支架，掩护式支架能有效的控制顶板，防止开采过程中矸石渗入工作面，工作能力很好。年代末和年代初，随着液压支架在欧洲使用经验的日益增加，支架结构也发生了巨大变化。长顶梁二柱四柱以及多柱四连杆机构的液压支架相继问世。并且，为适应底板不平，底座采用分离铰接式结构对于松软底板，为减小底板比压，采用接触面积较大的底座为防止碎矸窜入采区，采用了各种防窜矸的掩护装置。进入和年代，液压支架又有了新的发展。顶梁不仅实现了“立即前移支护”，而且整个支架安装了电液控制系统实现微机控制与操作。年杜赛尔多夫采矿展览会上，展出了液压连杆式液压支架和具有液压调高机构的掩护式支架，并研制出采高为的大采高支架及放顶煤支架对于坚硬岩层设计了强力液压支架等。.我国液压支架的发展年月，原北京矿业学院设计了三种液压支架。年设计了“本溪Ⅱ型”支架，并制造出样机进行井下试验。年北京煤炭科学院和郑州煤矿机械厂协作制造出仿英支架。年，北京煤矿机械机械厂生产出第套垛式支架，在阳泉矿务局使用。它是发展我国液压支架的起点。从年代至今，光煤炭科学研究总院北京开采所共研制出余种不同结构型式的液压支架。架型包括支撑式掩护式和支撑掩护式，还有特殊采煤工艺用液压支架，如放顶煤支架，水砂填充支架及端头支架等。总之，我国液压支架是从年代末开始着手研制，经历可研制试验引进仿制和改进创新等阶段，直到现在的独立设计阶段。目前，除液压支架电液控制和支架计算机辅助设计与绘图方面落后于国外，其他方面均以达到国外同期水平。.液压支架的用途分类和结构液压支架的用途在采煤工作面的煤炭生产过程中，为了防止顶板冒落，维持定的工作空间，保证工人安全和各项作业正常进行，必须对顶板支护。而液压支架是以高压液体作为动力，由液压元件与金属构件组成的支护和控制顶板的设备，它能实现支撑切顶移架和推移输送机等整套工序。实践表明液压支架具有支护性能好强度高，移架速度快安全可靠等优点。因此，液压支架是技术上先进经济上合理安全上可靠是实现采煤综合机械化和自动化不可缺少的主要设备。液压支架工作状态及布置图所示为液压支架在工作面的布置示意图。每个工作面般由滚筒采煤机液压支架刮板输送机装载机乳化液压站和油管等主要设备组成。截面是采煤机割煤前支架的工作状态。此时，推溜千斤顶活塞杆处于伸出状态，端间距为零，输送机紧靠煤壁。采煤机割煤后，支架尚未前移时截面，端面距最大等于采煤机截深当支架降柱卸载前移，然后升柱支护新裸露顶板时，端面距又达到最小截面。支架支撑顶板后，以其为支点操作推溜千斤顶。将输送机推向煤壁，实现推溜。此时，推溜千斤顶的活塞杆又处于伸出状态截面，以便完成下个动作过程。随着采煤机割煤的继续，工作面液压支架不断重复上述四个主要动作过程。图液压支架在工作面布置示意图采煤机液压支架传送带输送机转载机刮板输送机主进液管主回液管乳化液泵乳化液箱端头支架单体液压支柱液压支架的分类液压支架分类方式很多，主要按照支架使用条件和结构特点来分类。按使用条件分类表详细表示了支架按使用条件分类情况。表按使用条件分类表分类标准具体分为使用高度厚煤层次采全高支架.中厚煤层支架薄煤层支架.使用倾角缓倾斜工作面支架倾斜工作面支架倾斜工作面支架采煤工艺放顶煤支架机械铺连网支架充填支架使用地点排头支架端头支架工作面支架顺槽超前支架按主要结构特点表表按主要结构特点分类分类标准具体分为分类标准具体分为调高机构四连杆式控制方式本架控制单铰点式邻架控制摆杆式成组控制和顺槽控制配套方式插腿式组合方式单架式不插腿式组合式液压支架结构型式及特点根据用途和在采煤工作面的安装位置，液压支架分为两大类，即端头支架和中间支架。端头支架安装在采煤工作面两端与顺槽连接处。般来说，它的顶梁较长，支护空间较大，具有较大的支撑力，并兼有支撑和锚固作用，其整体性和结构强度均较高。中间支架安装在除端头支架以外的采煤工作面的全部作业位置。其作业是确保采煤工作面人员与设备的安全，并实现顶板管理与支护以及采煤作业过程机械化。液压支架的分类主要是对中间支架进行分类。中间支架按其结构及与围岩相互作用方式可分为支撑式掩护式和支撑掩护式三大类，如图。后两类又统称为掩护型液压支架。.支撑式液压支架支撑式液压支架是利用立柱与顶梁直接支撑和控制采煤工作面顶板的，没有掩护梁。其顶梁较长，立柱较多，般呈垂直布置，联结着顶梁和底座，无法承受水平作用力，这是此种支架的最大弱点靠立柱支撑顶梁来维持定的工作空间顶板岩石则在顶梁后部垮落。这类支架的特点是具有较大的工作阻力和良好的切顶性能，通风面积大采区防矸不严密由于顶梁较长，对顶板重复支撑次数多适用于老顶来压强烈的或直接顶稳定和坚硬的顶板。.掩护式液压掩护式液压支架是利用立柱顶梁及掩护梁来支撑顶板和防止顶板岩石涌入工作面。其顶梁较短，立柱较少，般呈倾斜布置，联结着顶梁和底座或掩护梁和底座掩护梁直接与冒落的矸石接触，靠其掩护作用来维持定工作空间顶板岩石则在掩护梁后部垮落。掩护式液压支架的特点是调高范围大，适应煤层厚度变化的能力强，由于掩护式液压支架的这些优点，目前它已经成为世界各主要产煤大国研制和使用的重点架型。图液压支架结构型式支撑式掩护式支撑掩护式前探梁顶梁及其侧护板掩护梁及其侧护板前连杆后连杆底座立柱推移千斤顶平衡千斤顶操纵阀与控制阀护帮机构护帮千斤顶前梁千斤顶挡矸帘.支撑掩护式液压支架它利用支撑和掩护的双重作用来维持定的工作空间。这类支架的特点式立柱较多，垂直支撑或立柱倾角较小，工作阻力大，切顶性能较好采用掩护梁，架间密封，挡矸掩护性能好采用四连杆机构，能承受侧向力适用范围较宽。.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底座推移千斤顶安全