（全套CAD）综采面中厚煤层掩护式液压支架设计（终稿）

电液控制阀组控制阀组是种多用途的控制液压的电磁阀，可代替液体循环选择阀，这种阀组装有使支架动作的阀组和监视支架工作条件的压力开关，根据控制器指令开启或闭合阀门通道。

中心控制台系统是否采用，要根据用户确定的工作面的自动化水平高低来决定。

只安装电液控制器，甚至不需要安装地面中央控制室和井下控制室，也可以实现全自动化。

最低水平的控制系统是双向邻架单控制，目前较常用的是“控四”系统，然后扩展到自动排序成组控制成组推移及组合功能等，这些都不需要中心控制台。

外围辅助部件电液控制系统有能测量支架的状态，并将液压参数转换为电子信号的原件压力传感器，反映推移千斤顶行程位置的接触传感器以及用来自动启动采煤机远程控制液压支架电液控制器的红外接收器等。

所有的传感器都有各自的输出信号，从而可以找出线路中断的位置，并被每台支架的电液控制器所鉴别。

如果系统在井下工作面或地面控制室配有中心控制台，发生故障的电缆线路或传感器会在主控台屏幕上显示出来，这样就很容易确定故障位置。

电液控制支架的优点该支架与手动控制系统相比有以下优点架移动速度快。

目前国内液压支架普遍采用手动控制，其推移速度除受系统流量和液压元件过流能力的限制外，工人在架间的移动速度也对其有直接的影响，这种影响在薄煤层中显得尤为突出。

电液控制支架工作过程可自动循环进行，加快了移架速度，此速度能跟上的采煤机速度，单台泵流量，需要台泵同时工作。

满足了大功率采煤机快速切割。

改善了顶板支护条件。

由于每使用个按钮操作，可以使支架能紧跟在采煤机之后进行支护，而且，要动作的支架要求其两侧的支架紧固支护顶板，这特征与正确的支撑相结合，保证沿工作面形成个坚固的支护带。

保证液压支架额定初撑力。

电液控制系统可通过压力传感器反馈信号或延长控制电磁先导阀的供电时间实现支架初撑力自保。

保证额定初撑力，减少了立柱的增阻所需时间，提高了支护效率，且全工作面支架初撑力均匀致，改善了顶板控制。

可带压移架。

采用电液控制系统，在移架过程中，易于实现带压移架，减少了工作面顶板对液压支架产生频繁的冲击载荷，保护顶板围岩的稳定，延长液压支架的使用寿命。

改善了工作面的直线性。

与手动操作相比，绝大多数电液控制支架都是推进式的，这就意味着输送机的拉回现象较少，以最大的位移量使所有支架紧靠在工作面输送机的铠装电缆侧，保持个较直的工作面。

移架步距准确，切顶线整齐，改善了支护效果，并且使刮板输送机和整个工作面直线性好，采煤机截深准确。

改善了刮板输送机和采煤机的工况。

另外多架同时推溜，使刮板输送机缓慢弯曲，避免溜槽连接处产生过大的应力。

改善了支架操作工的工作条件。

电液控制技术的应用，实现了液压支架的遥控操作，可远距离操作，工人劳动条件和劳动强度得到极大改善，由于采用计算机自动控制，减少了工人的误操作。

操作灵活性大。

支护系统的支架操作程序很容易改变，可以根据不同的开采条件，特别适用于薄煤层和急倾斜煤层，既可以用于滚筒采煤机工作面，又可以用于刨煤机工作面既可以用于及时支护先移架后推溜的支护方式，又可以用于滞后支护先推溜后移架的支护方式。

系统能实现远程程序控制。

操作人员可根据采煤机的割煤方向选择最佳位置，避免了操作人员的伤亡事故，同时也降低了粉尘对身体的危害。

电液控制系统可与采煤机和刮板输送机的自动控制系统配合联动，实现全自动化综综采面中厚，煤层掩护，液压，支架，设计，毕业设计，全套，图纸，下载液压支架的发展与前瞻关键词液压支架控制智能化液压支架发展概述液压支架是以高压液体为动力，由若干个液压元件油缸阀件与些金属构件组合而成的种支撑和控制顶板的采煤工作面设备。

具有强度高移动速度快支护性能好安全可靠等特性。

自世纪年代以来，液压支架已逐步成为采煤工作面核心设备，世界上主要产煤国家投入了大量的人力物力和财力对其进行研究开发。

目前，以液压支架为主体的支护趋于成熟，世界上已生产制造出数百种架型和上万种型号的液压支架，以适应各类煤层开采支护需要。

上世纪年代，我国也曾开发了余种液压支架，由于种种原因未得到推广应用，液压支架处于研制实验阶段年代先后从英国德国波兰前苏联等主要产煤国家引进数余套液压支架。

经不断的探索使用消化和总结，制造出各种类型的支架，它是国产液压支架发展的起点年代液压支架研发处于创新提高阶段，相继开发出余种新架型，制造出系列系列系列等不同规格，并广泛用于国有大中型煤矿，取得良好的经济效益年代特种液压支架的研制获得迅速发展，机械化铺网支架水砂充填支架端头支架强力支架放顶煤支架等相继问世本世纪随着计算机技术自动化技术的普及与应用，液压支架的控制获得突破性进展，逐步向程序控制数字控制遥控和自动化控制迈进。

国内外液压支架差异国产支架在制造技术材质性能加工工艺控制系统及密封性能上与国外先进国家相比有很大差距。

.加工制造方面据有关综采工程技术人员反映，国产液压支架的工艺技术服务年限使用性能所用材质到目前为止尚未达到。

年引进套支架的技术水平。

如结构材料德国采用材料其屈服极限为，而我国使用材料屈服极限仅为阀类国外直使用铜合金阀壳和高强度不锈钢阀芯，我国则是钢加表面热处理在加工工艺上国外油缸内壁是复镀，国产则为不镀，导致立柱在使用过程中过早出现斑点，划伤等密封漏液现象，影响支护效果。

国产液压支架与国外生产的液压支架相比平均缩短服务年限。

.控制系统方面国产液压支架控制系统的研发处于落后状态，严重制约了支架的移设速度的提高和综采经济效益的发挥。

世界上几个主要产煤大国始终把支架控制系统作为提高综采经济效益的重要手段，世纪年代采用手动直控操作系统年代采用先导控制系统，随之英国首先提出研制电液控制系统，年代趋于成熟年代道梯公司研制出全工作面电液控制系统，紧随其后威斯特伐利亚贝瑞特公司研制出更为先进的电液控制系统。

现美国德国英国澳大利亚等国家基本上全是可编程电液控制，而我国仍多采用手动控制系统。

.液压元件方面液压元件的研发速度远远滞后于液压支架发展的需要。

液压支架的可靠性主要依赖于液压元件的可靠性，液压支架在煤矿生产中应用是否成功，关键在于液压元件的技术性能是否达到要求。

国外目前多采用大流量安全阀液控单向阀截止阀初撑力保持阀及立柱快速回液阀。

对液压元件的结构形式几何尺寸材料选择热处理方法和表面处理等各方面进行了深入的研究与开发。

研制出批密封性能好灵敏度高进排液能力大抗冲击载荷强的各类液压元件，以适应液压支架工作性能的要求。

而我国对此类液压元件研发较为滞后，目前仍沿用上个世纪年代的产品，没有形成液压元件通用化系列化标准化。

液压支架发展前景展望鉴于科学技术的高速发展，新技术新工艺新方法新材料的不断应用及计算机技术的空前扩展，液压支架的未来发展具有十分诱人的前景。

.设计理念的更新，液压支架发展的场革命在液压支架设计中必须考虑环境的属性。

由于液压支架的工作条件恶劣，人机环境的相互关系问题显得更加重要。

绿色设计是将材料选择产品结构工艺方法外观造型和色彩搭配按照定规律，采取艺术的方法加以巧妙融合，充分体现人机环境系统的和谐统。

笨重的液压支架形象将被安全可靠易维修低耗能高效率造型美观所取代。

这种绿色设计，它不仅可虑环境和资源既要满足经济发展需要，又要满足人类生存发展需要，是人类可持续发展战略在支架设计中的体现。

如液压支架在设计过程中采用多目标模糊化设计，要求支撑力大，移架速度快，重量轻，用材少等，每个目标确定个函数，即得多个设计目标函数，然后组合优化，确定最佳方案。

.采取纯水液压技术要求，并优先选择通风面积大的支撑式或支撑掩护液压支架。

底板强度验算比压，应使支架底座对底板的比压不超过底板的容许比压。

为了移架容易，设计时要使底座的比压不超过底板的容许比压。

设备成本同时允许选用几种架型时，应优先选用价格便宜的支架。

支撑式液压支架最便宜，其次是掩护式液压支架，最贵为支撑掩护式液压支架。

.液压支架主要尺寸的确定液压支架的高度确定支架的高度确定应所采煤层的厚度，采区范围内地质条件的变化等因素来确定，其最大与最小最小高度为取式中支架最大高度支架最小高度支架最高位置时的计算高度支架最低为之时的计算高度掩护梁上铰点至顶梁顶面之距取后连杆下铰点至底座底面之距取煤层最大厚度最大采高煤层最小厚度最小采高考虑伪顶煤皮冒顶落后仍有可靠初撑力所需要的支撑高度，取顶板最大下沉量，取移架时支架的最小可靠量，般取浮矸石浮煤厚度，般取.支架的伸缩比确定支架的伸缩比指最大支架高度与最小支架高度之比值为由于液压支架的使用寿命较长，并可能被安装在不同采高工作面，所以支架应具有较大的伸缩比。

在采用双伸缩立柱时，垛式液压支架的伸缩比为支撑掩护式液压支架为.掩护式液压支架可达.般范围是，煤层较薄时选较大值。

但考虑尽量减轻支架重量，降低造价，可搞系列化支架，加强支架对顶底板的适应性，降低伸缩比，尽量采用单伸缩油缸或带机械加长杆来增加调高范围。

支架的支护强度式中当支架最大采高为时，支架应有的支护强度与低于但与之相邻的采高相对应的支护强度与高于但与之相邻的采高相对应的支护强度所对应的采高所对应的采高。

支架的间距确定支架间距就是相邻两支架中心线的距离。

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中部槽相连，因此目前主要根据输送机中部槽每节长度及槽帮上千斤顶连接块的位置来确定。

我国刮板输送机中部槽每节长度为.，千斤顶连接块位置在中部槽中间位置，所以除节式和迈步式液压支架，支架间距般为.。

底座长度的确定所谓底座，就是将顶板压力传递到底板的稳固支架的部件。

在设计支架的底座长度时，应考虑以下几个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装置推移装置和其他辅助装置便于人员操作和行走保证支架的稳定性等。

通常，掩护式支架的底座长度取.倍的移架步距，即.左右支撑掩护式支架对底座长度取倍的移架步距，即.左右。

表适应不同类级顶板的架型和支护强度老顶级别ⅠⅡⅢⅣ直接顶类别架型掩护式掩护式支撑式掩护式掩护式或支撑掩护式支撑式支撑掩护式支撑掩护式支撑或支撑掩护式支撑或支撑掩护式采高.时用支撑式采高.时用支撑掩护式支护强度支架采高应结合深孔爆破，软化顶板等措施处理采空区注表中括号内数字系统掩护式支架顶梁上的支护强度。

为增压系数.液压支架四连杆机构的确定四连杆机构的作用四连杆机构是掩护式支架和支撑掩护式支架的最重要部件之。

其作用概括起来主要有两个其是当支架由高到低变化时，借助四连杆机构使支架顶梁前端点的运动轨迹呈近似双纽线，从而使支架顶梁前端点与煤壁间距离的变化大大减小，提高了管理顶板的性能其二是使支架能承受较大的水平力。

为了掌握四连杆机构的设计方法，必须正确理解四连杆机构的作用。

下面通过四连杆机构动作过程的几何特征进步阐述其作用。

这些特征是四连杆动作过程的必然结果。

四连杆机构设计的要求.支架高度在最大和最小范围内变化时，顶梁端点运动轨迹的最大宽度，最好为以下.支架在最高位置时和最低位置时，顶梁与掩护梁的夹角和后连杆与底平面的夹角，应满足如下要求支架在最高位置时支架在最低位置时，为有利于矸石下滑，防止矸石停留在掩护梁上，根据物理学摩擦理论可知，要求，如果刚和矸石的摩擦系数，则，为了安全可靠，最低工作位置应使为宜。

而角主要考虑后连杆底部距底板要有定距离，防止支架后部冒落岩石卡住后连杆，使支架不能下降。

般取，在特殊情况下需要角度较小时，可提高后连杆下铰点的高度.掩护梁与