ZZ120000大采高支撑掩护式液压支架设计.docx

1、摘 要本论文主要阐述了支撑掩护式液压支架的设计过程。设计内容包括：选架型、总体设计、主要零部件的设计、主要零部件的校核和液压系统的设计。ZZ12000/30/50支撑掩护式液压支架最大工作阻力为12000kN/架，主要基本组成部分有：顶梁，底座，液压支柱，千斤顶，掩护梁，四连杆机构等。本文介绍了：液压支架的组成、工作原理、作用和分类；对重要结构件如前梁、顶梁、底座和铰接销轴等进行了分析，根据其常见失效形式、影响因素及基本设计要求，给出了重要结构件的受力分析、强度和刚度的设计方法,并对其进行了受力分析和强度计算。关键词：液压支架； 四连杆机构； 结构设计； 强度分析ABSTRACTThe art

2、icle mainly elaborated the chock shield type hydraulic support design process .The design content includes:Chooses, the system design, the main spare part design,the main spare part examination and the hydraulic system design.The largest working resistance 0f Chock shield ZZ12000/30/50 is 12000kN/sh

3、elf，chock shield major from some following basically partial compositions: top beam, base, hydraulic legs, prop, shield beam and four linkage mechanisms. The followings are introduced in this paper: components, working principle, functions, and types of the hydraulic support; The design of each stru

4、cture piece is a point. The important structure, such as ex-beam, top-beam, base, hinged pin axis and so on, are analyzed. According to its failures, affecting factors and basic considerations, the design method of the strength and stiffness of the important structure is introduced. the force analys

5、is and strength calculation are introduced.Keywords：The hydraulic support,four-link mechanism, structure design ; strength analysis目 录1 概述 1.1液压支架的用途31.2 液压支架的组成31.2.1顶梁31.2.2 底座41.2.3 掩护梁41.2.4 前后连杆4 1.2.5立柱 4 1.2.6推移装置 5 1.2.7活动侧护板 5 1.2.8操纵控制系统 51.3 液压支架的工作原理5 1.3.1 支架升降6 1.3.2 支架移动和推移输送机71.4 液压支

6、架架型的分类7 1.4.1支撑式支架 8 1.4.2掩护式支架 8 1.4.3支撑掩护式支架 92 液压支架的结构设计2.1 液压支架基本尺寸的确定92.1.1 支架高度的确定9 2.1.2 支架的伸缩比和行程的确定102.1.3 支架间距的确定112.2 四连杆机构设计 11 2.2.1 四连杆机构的作用 11 2.2.2 四连杆机构的几何特性 12 2.2.3四连杆机构的几何作图法132.3确定顶梁长度172.4液压支架的性能参数182.4.1 液压支架的支护强度及验算182.4.2 液压支架的初撑力192.4.3 液压支架的移架力和推溜力192.4.4 覆盖率192.5 立柱布置 202

7、.5.1 立柱数202.5.2 立柱间距202.5.3 立柱支撑方式202.6 立柱的计算 20 2.6.1 单伸缩立柱缸径的确定20 2.6.2泵站压力和立柱安全阀的调整压力21 2.6.3 立柱初撑力的计算222.7推移千斤顶223液压支架受力分析与计算3.1 顶梁的受力分析与计253.1.1 顶梁载荷分布263.2 掩护梁的受力分析与计算273.3 液压支架的底座设计29 3.3.1 底座的受力分析与计算29 3.3.2 底座接触比压的计算304 液压支架部件的安全强度校核4.1强度条件314.2顶梁的强度校核324.3掩护梁的强度校核364.4 底座的强度校核39 4.4.1后柱窝处的

8、强度校核41 4.4.2前连杆处的强度校核43 4.4.3 Fn受力处的强度校核454.5 立柱强度的计算 47 4.5.1 立柱缸体壁厚计算 48 4.5.2 缸体与缸底焊缝强度计算48 4.5.3油缸的稳定性验算49 4.5.4 验算活柱的稳定性50 4.5.5 立柱活塞杆强度验算524.6 销轴及耳板的强度校核 54 4.6.1 顶梁与掩护梁联接处的强度校核54 4.6.2 前连杆与底座联接处的强度校核56 4.6.3 后连杆与底座联接处耳板强度校核575 结论参考文献60 翻 译英文原文61中文译文67液压系统 71致 谢721 概述液压支架是在摩擦支柱和单体液压支柱等基础上发展起来的

9、工作面机械化支护设备，支架与滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、转载机及胶带输送机等组成一个有机的整体，实现了采、支、运等主要工序的综合机械化采煤工艺，从而使长壁采煤技术迈入了一个新的阶段。液压支架能可靠而有效的支撑和控制工作面顶板，隔离采空区，防止矸石窜入工作面，保证作业空间，并且可以够随着工作面的推进而机械化移动，不断的将采煤机和输送机推向煤壁，从而满足工作面高产、高效和安全生产的要求。液压支架的总重量和初期投资费用占工作面整套综采设备的60%70%左右，因此液压支架是现代采煤技术中的关键设备之一。1.1液压支架的用途在采煤工作面的生产过程中，为了防止顶板冒落，维持一定的工作空间，保证工作人员安

10、全和各项作业正常进行，必须对顶板进行支护。而液压支架是以高压液体为动力，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、移动和推移输送机等一套动作。实践表明液压支架有支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等优点。液压支架与可弯曲输送机和采煤机组成综合机械化采煤设备，它的应用对提高采煤工作面产量、提高劳动生产率、降低成本、减轻工人的体力劳动和保证安全生产是不可缺少的有效措施。因此，液压支架是在技术上先进、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。1.2液压支架的组成液压支架由顶梁、底座、掩护梁、前后连杆、立柱、推移装置、活动侧护板、操纵控制系统等部分组成。1.2.1 顶梁作用：1）用于支撑维护控顶区的顶板。2）承受顶板的压力。3）将顶板载荷通过立柱、掩护梁、前后连杆经底座传到底板。要求：1）顶梁应有足够的强度，即使在接触应力分布不均匀的情况下也不致被压坏。2）顶梁应有足够的刚度，以承受扭力。3）顶梁对顶板的覆盖率高。4）顶梁能适应顶板的起伏变化。1.2.2 底座作用：1）为支架的其他结构件和工作机构提供安设的基础。2）与前后连杆和掩护梁一起组成四连杆机构。3）将立柱和前后连杆传递的顶板压力传递给底板。要求：1）底座应有足够的强度和刚度。2）底座对底板的起伏变化适应性好。3）底座与底