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。支架工作时，受到顶板载荷的作用，有下缩趋势。当点轨迹处于段时，顶梁相对于顶板有向煤壁移动的趋势，顶板对顶粱的摩擦力指向采空区侧。当点轨迹处于段时，顶梁相对于顶板有向采空区移动的趋势，此时顶板对顶梁的摩擦力指向煤壁。当顶板运动趋势超过支架运动趋势时，顶梁与顶板间的摩擦力方向将取决于顶板的运动趋势。从顶板管理方面分析，顶梁向煤壁方向移动比顶梁向采空区方向移动有利。前者对于保持粱端顶板处于挤压状态有利，而后者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。.表.支架架型的选择注括号内的数字是掩护式支架的支护强度。表中所列支护强度在选用时，可根据本矿情况允许有的波动范围。表中分别为ⅡⅢⅣ级老顶的分级增压系数Ⅳ级老顶给出最低值，选用时可根据本矿实际确定适宜值。液压支架的整体结构设计.支架高度中心距的确定支架高度的确定支架高度的确定原则，应根据所采煤层的厚度，采区范围内地质条件的变化等因素来确定，其最大与最小高度为式.式.煤层最大采高，煤层最小采高伪顶冒落的最大厚度，般取顶板最大下沉量，般取移架时支架的最小可缩量，般取矸浮煤厚度，般取本设计采高,取支架高度为支架伸缩比支架的伸缩比指最大与最小支架高度之比值为式.代入数据得.。支架间距所谓支架间距，就是相邻两支架中心线间的距离。按下式计算式.式中支架间距支架中心距每架支架顶梁总长度相邻支架或框架顶梁之间的间隙每架所包含的组架的组数或框架数，整体自移式支架。支架间距要根据支架型式来确定，但由于每架支架的推移千斤顶都与工作面输送机的节溜槽相连，因此目前主要根据输送机溜槽每节长度及帮槽上千斤顶连结块的位置来确定，我国刮板输送机溜槽每节长度为.,千斤顶连结块位置在溜槽中长的中间，所以除节式和迈步式支架外，支架间距般为.。本次设计取支架的中心距为.。.底座长度的确定底座长度底座是将板压力传递到底板和稳固支架的部件。在设计支架的底座长度时，应考虑如下诸方面支架对底板的接触比压要小支架内部应有足够的空间用于安装立柱，液压控制控制装置推移装置和其他辅助装置使于人员操作相行走，保证支架的稳定性等。通常，掩护式支架的底座长度职.倍的移架步距个移架步距为.，即.左右支撑掩护式支架的底座长度取倍移架步距，即.左右。本次设计取底座长.。底座宽度支架底座宽度般为。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,掩护,液压,支架,设计,毕业设计,全套,图纸摘要绪论.国内外液压支架的研究现状及发展.本课题的研究目的和意义液压支架基本理论分析.液压支架的工作原理.液压支架的类型和结构.对液压支架的基本要求.支架的选型设计液压支架的整体结构设计.支架高度中心距的确定.底座长度的确定.四连杆机构的设计.顶梁长度计算支架主要部件的设计.支架主要部件的设计要求.顶梁的设计.底座的设计.支架技术参数和立柱的设计.立柱柱窝位置和受力计算.千斤顶技术参数的确定支架受力分析与计算.支架工作状态.受力计算.顶梁载荷分布液压支架的强度校核.强度条件.主顶梁的校核.掩护梁强度校核.底座强度校核.立柱强度校核液压系统设计.液压支架的液压系统特点.液压系统的设计方法.千斤顶系统.乳化液泵站系统参考文献致谢绪论.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