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摘 要
本論文主要闡述了一般掩護(hù)式液壓支架的設(shè)計(jì)過程。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：選架型、總體設(shè)計(jì)、主要零部件的設(shè)計(jì)、主要零部件的校核和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
由于該煤層厚度適中，選用掩護(hù)式液壓支架。煤層厚度介于之間，煤層厚度變化較大，選用調(diào)高范圍大且抗水平推力強(qiáng)且?guī)ёo(hù)幫裝置的掩護(hù)式支架。支架采用正四連桿機(jī)構(gòu)，以改善支架受力狀況。頂梁、掩護(hù)梁、底座均做成箱體結(jié)構(gòu)；立柱采用雙伸縮作用液壓缸，以增加工作行程來滿足支架調(diào)高范圍的需要。推移千斤頂采用框架結(jié)構(gòu)，以減少推溜力和增大移架力。為了提高移架速度，確保對頂板的及時(shí)支護(hù)，采用錐閥液壓系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：液壓支架 液壓 四連桿機(jī)構(gòu) 采煤 支架選型 推溜 移架
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Abstract
The article mainly elaborated the general shield type hydraulic pressure 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.
Because this coal bed thickness is moderate, selects the shield type hydraulic pressure support. Coal bed thickness is situated between between the 2.5~3.8 rice, coal bed thickness change bigger, selects adjusts the high scope big also the anti- horizontal thrust is strong also the belt protects helps the equipment the shield type support. The support uses the four link motion gear, improves the support stress condition. The top-beam, caving shield, the foundation makes the packed in a box body structure; The column uses the double expansion and contraction function hydraulic cylinder, increases the power stroke to satisfy the support to adjust the high scope the need. Passes the hoisting jack to use the portal frame construction, reduces pushes slides the strength and increases moves a strength. In order to enhance moves a speed, guarantees is prompt to the roof support, uses the mushroom valve hydraulic system.
Key word: The hydraulic pressure support , hydraulic pressure , four-link mechanism , mining coal, support shaping push forwards the conveyer, advancing the powered support.
目 錄
1 概述………………………………………………………………………………………5
1.1液壓支架的組成和分類……………………………………………………………5
1.2液壓支架的工作原理………………………………………………………………8
1.3液壓支架的支護(hù)方式………………………………………………………………11
1.4支架選型的基本參數(shù)………………………………………………………………12
2 總體設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………14
2.1選架型……………………………………………………………………………14
2.2液壓支架基本參數(shù)的確定…………………………………………………………16
2.3采煤機(jī)、液壓支架和輸送機(jī)的配套………………………………………………19
2.4四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………21
2.5頂梁長度的確定…………………………………………………………………28
2.6立柱及柱窩位置的確定…………………………………………………………29
2.7平衡千斤頂位置的確定…………………………………………………33
2.8其它千斤頂位置的確定…………………………………………………36
3 支架的受力計(jì)算………………………………………………………………………39
3.1液壓支架受力分析………………………………………………………39
3.2確定支架的支護(hù)強(qiáng)度……………………………………………………40
3.3底座接觸比壓計(jì)算………………………………………………………40
3.4支架支護(hù)效率……………………………………………………………40
4 液壓支架的主要部件的設(shè)計(jì)………………………………………………………42
4.1前梁……………………………………………………………………………43
4.2主頂梁………………………………………………………………………………43
4.3掩護(hù)梁………………………………………………………………………………44
4.4前、后連桿…………………………………………………………………………45
4.5底座…………………………………………………………………………45
4.6立柱…………………………………………………………………………………46
4.7千斤頂………………………………………………………………………………47
5 主要零、部件的強(qiáng)度校核……………………………………………………………49
5.1校核的基本要求……………………………………………………………………49
5.2前梁的校核…………………………………………………………………………50
5.3主頂梁的校核………………………………………………………………………52
5.4掩護(hù)梁的強(qiáng)度校核…………………………………………………………………55
5.5底座強(qiáng)度校核………………………………………………………………………57
5.6銷軸和耳座的強(qiáng)度校核……………………………………………………………59
5.7立柱強(qiáng)度校核………………………………………………………………………62
6 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………68
6.1液壓支架的液壓系統(tǒng)的簡介………………………………………………………68
6.2液壓支架的液壓系統(tǒng)擬訂…………………………………………………………69
6.3液壓元件的選取……………………………………………………………………71
6.4液壓控制系統(tǒng)………………………………………………………………………72
結(jié)束語………………………………………………………………………………………76
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………77
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1 概述
1.1 液壓支架的組成和分類
1.1.1液壓支架的組成
液壓支架是綜采工作面支護(hù)設(shè)備，它的主要作用是支護(hù)采場頂板，維護(hù)安全作業(yè)空間，推移工作面采運(yùn)設(shè)備。
液壓支架的種類很多，但其基本功能是相同的。液壓支架按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和與圍巖的作用關(guān)系—“般分為三大類，即支撐式、掩護(hù)式(圖1-2)和支撐掩護(hù)式(圖1-3) 根據(jù)支架各部件的功能和作用，其組成可分為4個(gè)部分：
(1) 承載結(jié)構(gòu)件，如頂梁、掩護(hù)梁、底座、連桿、尾梁等。其主要功能是承受和傳遞頂板和垮落巖石的載荷。
(2) 液壓油缸，包括立柱和各類千斤頂。其主要功能是實(shí)現(xiàn)支架的各種動作，產(chǎn)生液壓動力。
(3) 控制元部件，包括液壓系統(tǒng)操縱閥、單向閥、安全閥等各類閥，以及管路、液壓、電控元件等。其主要功能是操作控制支架各液壓油缸動作及保證所需的工作特性。
圖1-2 掩護(hù)式液壓支架結(jié)構(gòu) 圖1-3 支撐掩護(hù)式液壓支架結(jié)構(gòu)
(4) 輔助裝置，如推移裝置、護(hù)幫(或挑梁)裝置、伸縮梁(或插板)裝置、活動側(cè)護(hù)板、防倒防滑裝置、連接件等。這些裝置是為實(shí)現(xiàn)支架的某些動作或功能所必需的裝置。
1.1.2液壓支架的分類及特點(diǎn)
按液壓支架在采煤工作面的安置位置來劃分，有端頭液壓支架和中間液壓支架。端頭液壓支架簡稱端頭支架，專門安裝在每個(gè)采煤工作面的兩端。中間液壓支架是安裝在除工作面端頭以外的采煤工作面所有位置的支架。
中間液壓支架按其結(jié)構(gòu)形式來劃分，可分為三種基本類型，即：支撐式、掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式。
1 支撐式支架
支撐式支架是出現(xiàn)最早的一種架型，按其結(jié)構(gòu)和動作方式的不同，支撐式支架又分為垛式支架（圖1-4 a）和節(jié)式支架（圖1-4 b）兩種結(jié)構(gòu)型式。垛式支架每架為一整體，與輸送機(jī)連接并互為支點(diǎn)整體前移。節(jié)式支架由個(gè)框節(jié)組成，移架時(shí)，各節(jié)之間互為支點(diǎn)交替前移，輸送機(jī)用于支架相連的推移千斤頂推移。節(jié)式支架由于穩(wěn)定性差，現(xiàn)已基本淘汰。支撐式支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：頂梁較長，其長度多在左右；立柱多，一般是根，且垂直支撐；支架后部設(shè)復(fù)位裝置和擋矸裝置。以平衡水平推力和防止矸石竄入支架的工作空間內(nèi)。
支撐式支架的支護(hù)性能是：支撐力大，且作用點(diǎn)在支架中后部，故切頂性能好；對頂板重復(fù)支撐的次數(shù)多，容易把本來完整的頂板壓碎；抗水平載荷的能力差，穩(wěn)定性差；護(hù)矸能力差，矸石易竄入工作空間；支架的的工作空間和通風(fēng)斷面大。
由上可知，支撐式支架適用于直接頂穩(wěn)定、老頂有明顯或強(qiáng)烈周期來壓，且水平力小的條件。
此種支架在現(xiàn)階段的綜采工作面的生產(chǎn)時(shí)都已基本不再采用。
2 掩護(hù)式支架（如圖1-2）
其主要由前梁、主梁、掩護(hù)梁和側(cè)護(hù)板、底座、前后連桿、前梁千斤頂、推移千斤頂、操縱閥等組成。