掩护式液压支架总体及推移千斤顶设计.doc

1、摘要关键词：掩护式液压支架；总体设计；推移千斤顶；CAXA；本次设计研究目的是根据已知原始数据进行掩护式液压支架总体设计和推移千斤顶设计。在此次设计中主要使用了按照设计步骤进行理论设计，同时利用CAXA制图软件进行相关零部件的图纸设计，以及辅助校核。按照设计理论，由不同采煤工作面顶板、底板条件，煤层的厚度，煤层的倾角以及煤层的物理机械性质等不同要求，按照有效支护和控制顶板，设计出符合相应要求的类型和结构液压支架。此次设计的结果达到了预期的目的，满足了题目所给要求，符合设计指标。本次设计液压支架架型为掩护式液压支架，符合中厚煤层条件要求；所进行的推移千斤顶设计满足推溜和移架的要求。通过本次设计，

2、意识到理论设计与实践检验联系一起的重要性，本次设计通过采用CAXA软件进行辅助设计，提高了设计精度和效率。本次掩护式液压支架总体设计及推移千斤顶设计，满足设计要求，达到了预期设计目的。IAbstractKey words: shield type hydraulic support;overall design;passage jack;CAXAThe purpose of this research is to design the overall design and the load jack of the shield hydraulic support based on the or

3、iginal data.In this design, the main use of the design process in accordance with the theory design, while the use of CAXA graphics software for the design of parts and drawings, and auxiliary verification. According to the design theory and by different mining working face roof and floor, the thick

4、ness of coal seam, coal seam inclination and coal physical and mechanical properties of different requirements, in accordance with effective support to support and control the roof design in line with the requirements of the appropriate type and structure of hydraulic support.The results of the desi

5、gn have achieved the expected purpose, and meet the requirements of the subject, and meet the design target. The design of the hydraulic support frame is the shield type hydraulic support, in line with the thick coal seam condition request; the pushing jack design meets the push slip and the shift f

6、rame request.Through this design, aware of the importance of the link between theoretical design and practice test, this design improves the design accuracy and efficiency by using CAXA software. This shield hydraulic support overall design and passage Jack design, meet the design requirements, achi

7、eved the expected design purposes.目录前言11 液压支架概述21.1 液压支架用途21.2 液压支架工作原理21.3 液压支架架型的分类31.4 液压支架设计目的、要求和设计支架必要的基本参数31.4.1 液压支架设计目的31.4.2 对液压支架的基本要求41.4.3 设计液压支架必需的基本参数41.5 影响架型选择的因素51.5.1煤层厚度51.5.2煤层倾角51.5.3底板强度51.5.4瓦斯含量51.5.5地质构造51.5.6设备成本52 液压支架整体结构参数的确定62.1 液压支架基本技术参数的确定62.1.1 原始条件62.1.2 液压支架基本技术参

8、数62.2 液压支架底座设计82.2.1 底座长度设计82.2.2 底座主要尺寸确定92.2.3底座结构选型92.3 四连杆机构设计92.3.1 四连杆机构作用92.3.2 确定掩护梁和后连杆长度112.3.3 四连杆机构几何作图法确定机构尺寸132.4 液压支架顶梁选型设计152.4.1 对顶梁的要求152.4.2 对顶梁结构型式的选择162.4.3 顶梁结构和断面形状的选择162.4.4 确定顶梁主要尺寸172.5 侧护板选型设计182.5.1 侧护板的功能192.5.2 侧护板选型192.5.3 确定侧护板尺寸202.6 立柱选型设计202.6.1 立柱的选型与布置202.6.2确定立柱

9、的技术参数202.6.3 计算立柱初撑力与泵站额定工作压力232.6.4 计算安全阀压力与立柱工作阻力232.6.5 确定立柱柱窝位置242.7 对平衡千斤顶选型与设计262.7.1 平衡千斤顶的工作原理与功能262.7.3 确定平衡千斤顶技术参数272.7.4确定平衡千斤顶位置282.8前梁千斤顶选型及主要尺寸确定322.9侧推千斤顶选型及主要尺寸确定322.10 掩护梁选型与设计332.10.1掩护梁的作用332.10.2掩护梁的结构选择及尺寸确定333 液压支架推移装置结构选择及主要尺寸确定343.1推移千斤顶形式选择343.2推移装置的结构形式选择343.3推移方式选择353.4确定推

10、移千斤顶的主要技术参数353.5确定推移液压缸缸盖结构和缸底尺寸374 对推移千斤顶进行强度校核384.1 推移千斤顶油缸稳定性验算384.2 校核活塞杆的强度394.2.1 活塞杆的合成应力校核394.2.2活塞杆的抗弯强度校核394.3 缸体强度验算404.3.1 油缸壁厚验算404.3.2 缸体与缸底焊缝强度验算405 对液压支架配套选型42结论44技术经济分析45致谢46参考文献47附录A48附录B53前言在采煤工作面的煤炭生产中，为了避免顶板冒落，维持必要的工作空间，保证工人安全和各项作业正常进行，需要对顶板进行支护。而掩护式液压支架是以高压液体作为其工作动力，由液压元件与金属构件共

11、同组成的控制和支护顶板设备。它能够实现支撑，切顶，移架和推移输送机等一整套工作顺序。经过多年实践表明，液压支架具有支护性能好，强度高，移架速度快和安全可靠等优点。它与可弯曲输送机和采煤机共同组成综合机械化采煤设备。它的应用对增加采煤工作面产量，提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的体力劳动有很重要意义。它是保证安全生产是不可缺少的有效措施。因而，液压支架是技术先进并且经济合理，运行安全可靠，是实现采煤综合机械化和自动化必需的重要设备。目前，我国煤矿中使有很多类型的支架，按照支架采煤工作面安装位置可以分为端头液压支架和中间液压支架。端头液压支架简称端头支架，是专门安装在每个采煤工作面的两端；中间液

12、压支架是安装在除工作面端头以外的采煤工作面上所有位置的支架。目前使用的液压支架分为三类,即：支撑式、掩护式、支撑掩护式，共三种液压支架。从架型的结构特点来看，因为架型的不同，它们的支撑力分布和作用方式也不同；从支撑顶板条件来看，因为直接类别和老顶级别的不同，支架所承受的载荷不同，所以为了在使用中合理地选择架型，要对支架的支撑力承载力的关系进行合理的分析，使支架的支撑力能适应顶板载荷的要求，符合设计准则。本设计论文则设计层煤厚度在1.8米到2.5米，老顶级别为二级，直接顶类别为二类的掩护式液压支架的设计。该类型支架的特点是顶梁长度比较短，控顶距小，其支撑力主要集中在顶梁部位，并且分布较为均匀。该

13、类型支架顶梁端部支撑能力比支撑式支架要大。该架型特点是靠近采空区一侧，装有掩护梁和四连杆机构，支柱一排，每排有2根立柱，大多数呈倾斜方向布置。该类型支架虽然立柱比较少，支撑力比较小，但是由于顶梁比较短，所以单位面积的支撑力比较大，载荷分布与支架支撑力的作用部位基本相一致。所以此种支架能在破碎不稳定顶板，中厚煤层条件下工作。611 液压支架概述1.1 液压支架用途液压支架的主要用途是用于支护工作面顶板，保证采煤机和输送机工作面空间的安全，并且保证采煤机一次采完工作面高度。为实现机械化采煤连续作业，经由刮板输送机将采下的煤运出，分别通过截煤、移架、推溜等工序组成作业循环。1.2 液压支架工作原理

14、液压支架在其进行工作的过程中，通过工作性原理不同的几个液压缸来完成必须要具备升、降、推、移四个基本动作。这些动作是利用泵站供给的高压乳化液，通过工作性原理不同的几个液压缸来完成: 1) 升柱 当要求支架上升支护顶板时，高压乳化液进入立柱的活塞腔，此时，另一腔回液，推动活塞上升，使其与活塞杆相连接的顶梁紧紧接触顶板；2) 降柱 当需要降柱时，高压液进入立柱的活塞杆腔，另一腔回液，使活塞杆下降，致使顶梁脱离顶板；3) 支架和输送机前移 支架和输送机的前移全部是由底座上的推移千斤顶来完成。当需要支架前移时，首先将柱卸载，而后高压液进入推移千斤顶的活塞杆腔，另一腔进行回液，然后以输送机为支点，缸体前移

15、，把整个支架拉向煤壁；而当需要推输送机时，支架在支撑顶板后高压液体进入推移千斤顶活塞腔，此时，另一腔回液，而后以支架为支点，使活塞杆伸出，则输送机被推向煤壁。支架立柱在工作时，其支撑力随时间的变化过程可划分为三个阶段；首先，支架在升柱时，高压液进入立柱下腔，立柱升起使顶梁接触顶板，立柱下腔压力增加，当增加到泵站工作压力时，泵站自动卸载，支架的液控单向阀关闭，立柱下腔压力达到初撑力，此阶段为初撑力阶段t0；其次，支架初撑力后，随顶板下沉，立柱下腔压力增加，直至增加到支架的安全阀调正压力，立柱下腔压力达到工作阻力；此阶段为增阻阶段t1；最后，随着顶板压力继续增加，使立柱下腔压力超过支架的安全阀压力调正值时，安全阀打开而溢流，立柱下缩，使顶板压力减少，立柱下腔压力降低，当低于安全阀压力调整值后，安全阀停止溢流，这样在安全阀调