（全套CAD）ZY32001535型掩护式支架设计（终稿）

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，掩护，支架，设计，毕业设计，全套，图纸目录绪论.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支架升降支架推移支架承载过程.液压支架的类型和结构支撑式支架掩护式支架支撑掩护式支架特种液压支架.对液压支架的基本要求.支架的选型设计设计的原始条件支架的支护性能与外载荷影响架型选择的因素支架架型的确定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伸缩比支架间距.底座长度的确定底座长度底座宽度.四连杆机构的设计四连杆机构的作用与缺点四连杆几何特征.四连杆机构各部尺寸的确定.顶梁长度计算支架工作方式对顶梁长度的影响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.底座的设计液压支架的底座.支架技术参数和立柱的设计支护面积支护强度确定立柱的技术参数安全阀压力与立柱工作阻力的确定支护效率底座接触比压.立柱柱窝位置和受力计算立柱布置立柱柱窝位置的确定.千斤顶技术参数的确定推移千斤顶平衡千斤顶在顶梁上位置的确定侧推千斤顶位置的确定支架受力分析与计算.支架工作状态顶板状态支架工作状态支架受力.受力计算.顶梁载荷分布液压系统设计.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.侧推调架防倒系统.推移千斤顶系统.平衡千斤顶系统.活动侧护板控制方式.乳化液泵站系统乳化液泵站泵站液压系统乳化液泵站的元部件技术经济分析结论参考文献摘要本课题主要论述了液压支架的主要设计过程。

其中包括液压支架的选型总体设计主要零部件的设计校核以及液压系统设计。

支架的形式为掩护式支架。

支架除了要有效的对顶板进行有效支撑，还要实现升降推移四个步骤。

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。

.四连杆机构的设计四连杆机构的作用与缺点．梁端护顶鉴于四连杆机构可使托梁铰接点呈双纽线运动，故可选定双纽线的近似直线部分作为托梁铰接点适应采高的变化范围。

这样可使托梁铰接点运动时与煤壁接近于保持等距，当梁端距处于允许值范围之内时，借此可以保证梁端顶板维护良好。

．挡矸鉴于组成四连杆机构的掩护梁既是连接件，又是承载件，为了承受采空区内破碎岩石所赋予的载荷，掩护梁般做成整体箱形结构，具有定强度。

由于它处在隔离采空区的位置，故可以起到良好的挡矸作用。

．抵抗水平力观测表明综采面给予支架的外载，不但有垂直于煤层顶板的分力，而且还有沿岩层层面指向采空区方向或指向煤壁方向的分力，这个水平推力由液压支架的四连杆机构承受，从而避免了立柱因承受水平分力而造成立柱弯曲变形。

．提高支架稳定性鉴于四连杆机构将液压支架连成个重量较大的整体，在支架承载阶段，其稳定程度较高。

四连杆机构在具有以上诸作用的同时，也有些缺点。

首先，支架在工作过程当中，四连杆机构必须承受很大的内力，从而导致支架结构尺寸的加大和重量的增加其次，由于四连杆机构对顶板产生个水平力又称水平支撑力，因此对支架的工作性能将产生不良影响。

四连杆几何特征支架在最高位置时即弧度即弧度支架在最低位置时，保证。

后连杆与掩护梁的比值，掩护式支架为支撑掩护式为。

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。

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。

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。

关键词液压支架顶梁底座立柱结构设计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