1、本科毕业论文（20 届）支撑掩护式液压支架总体及推移千斤顶强度设计所在学院 专业班级 矿山机电 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘 要本次设计内容是支撑掩护式液压支架总体及推移千斤顶设计。液压支架与采煤机、刮板输送机构成综采工作面设备，液压支架不仅用来支撑顶板，推动刮板输送机工作面和自移式支架本身，而且还为综采工作面的采煤设备提供一个安全的工作环境。因此正确的选择和设计液压支架对长壁工作面采煤具有十分重要的意义。此外，由于对液压支架需求数量很大，对其投资要占到长壁采煤工作面初始投资的一半以上，所以，液压支架是长壁采煤工作面设备中十分重要的一部分。支撑掩护式液压支架具有支撑式液
2、压支架和掩护式液压支架的特点。所以，支撑掩护式液压支架具有他们所具有的优点。液压支架作为回采工作面的一种支护设备，液压支架在工作时能否取得良好的支护效果，跟液压支架的架型，结构有关。首先，通过作图法确定支架的四连杆机构各杆系的长度；其次，对液压支架的前梁、顶梁、掩护梁进行受力分析，对支架上的载荷进行计算；最后对推移千斤顶的液压缸、活塞杆等进行强度效核,并画出设计所需要的机械图。关键词：支撑掩护式液压支架；四连杆；推移千斤顶；强度AbstractThe design content is the overall and the passage Jack design of the shield
3、hydraulic support.Hydraulic support and shearer, scraper conveyor of fully mechanized mining face equipment, hydraulic support can not only be used to support the roof, promote scraper conveyor working face and self moving scaffolding itself, but also provides a safe working environment for coal min
4、ing equipment of fully mechanized coal face. So the correct choice and design of hydraulic support for the long wall coal mining is of great significance. In addition, because of hydraulic support demand quantity is very big, the investment to account for more than half of the initial investment for
5、 a long wall coal mining face, so hydraulic support is long wall mining coal working surface equipment is a very important part of. Support shield type hydraulic support has the characteristics of supporting hydraulic support and shield hydraulic support.Therefore, the support of the shield type hyd
6、raulic support has the advantages that they have. Hydraulic support is used as a supporting device for working face, and can achieve good supporting effect when hydraulic support is working, and it is related to the frame structure and structure of the hydraulic bracket. First, each rod four-bar mec
7、hanism by graphical method for the determination of stent length; secondly, of hydraulic support top beam, a top beam, a shield beam stress analysis, to calculate the load on the bracket; finally the pushing jack hydraulic cylinder, piston rod for intensity effect, and draw the design of mechanical
8、drawing.Key words: chock-shield hydraulic support; canopy; four-bar links; advancing jack;strength目 录前 言 .11 概 述 .21.1 液压支架发展过程及现状 .21.2 液压支架的应用 .31.2.1 液压支架的作用 .31.2.2 综采工作面的布置 .31.3 液压支架的类型及其结构特点 .31.4 支架的结构及工作原理 .41.4.1 液压支架的组成 .41.4.2 液压支架的工作原理 .51.4.3 液压支架立柱的工作过程 .61.5 液压系统及其控制元件 .62 液 压 支 架 整
9、体 结 构 分 析 及 选 型 .82.1 支撑掩护式支架设计的初始条件 .82.2 液压支架基本结构部件选型 .82.2.1 顶梁 .82.2.2 护帮装置形式的选择 .92.2.3 支架活动侧护板形式的选择 .92.2.4 底座 .112.2.5 推移装置的形式选择 .112.3 主要参数设计 .122.3.1 支架的最大高度和最小高度 .122.3.3 支架的中心距和宽度 .142.3.4 底座长度 .142.3.5 底座宽度 .143 液 压 支 架 四 连 杆 机 构 设 计 .163.1 四连杆机构的力学影响及几何特征 .163.1.1 四连杆的力学影响 .163.1.2 四连杆机
10、构的几何特征 .163.2 四连杆机构的几何作图法 .173.2.1 几何作图法作图 .183.3 梁端距和顶梁长度的确定 .203.5 立柱和千斤顶位置的确定 .213.5.1 立柱的布置 .213.5.2 立柱主要参数确定 .213.5.3 立柱柱窝位置的确定 .233.5.4 侧推千斤顶位置的确定 .233.5.5 前梁千斤顶的确定 .244 液 压 支 架 受 力 分 析 .254.1 液压支架的受力分析与计算 .254.2 其他附属设的配套 .314.3 支护强度和底座接触比压 .324.3.1 实际支护强度计算 .324.3.2 底座接触比压计算 .325 液 压 支 架 推 移
11、装 置 的 设 计 .345.1 推移方式 .345.2 推移千斤顶布置 .345.3 推移千斤顶类型选择 .345.4 推移千斤顶的技术参数确定 .355.5 液压缸各个技术参数的确定 .365.5.1 推移液压缸缸盖及缸底尺寸的确定 .365.6 推移千斤顶强度验算 .385.6.1 油缸稳定性计算 .385.7 活塞杆的强度验算 .395.7.1 在承受同心最大载荷情况下油缸的初扰度 .3915.7.2 油缸的最大扰度 .395.7.3 活塞杆的合成应力 .405.7.4 活塞杆的抗弯强度计算 .405.8 缸体强度验算 .415.8.1 油缸壁厚验算 .415.8.2 缸体与缸底焊缝强
12、度验算 .416 液 压 控 制 系 统 的 确 定 .436.1 液压支架控制方式 .436.2 拟定液压系统 .43结 论 .46经 济 技 术 分 析 .47致 谢 .48参 考 文 献 .49附 录 .50附录 A 译 文 .50附录 B 外 文 文 献 .54辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1前 言液压支架是综采工作面的重要设备之一，它的作用是支护顶板、并保证安全的作业空间，同时也要推移工作面输送机和采煤机，因此液压支架的性能和可靠性在煤矿开采过程中是至关重要的。我的毕业设计就是支撑掩护式液压支架总体及推移千斤顶设计，其中，支撑掩护式液压支架是日本在引进英国垛式支架和苏联掩护式支架的
13、基础上，结合我国煤矿的特点于 1968 年首先研制成功的。它具有切顶性能好，工作空间宽敞的优点，采用双排立柱支撑顶梁的结构，有利于液压支架切顶；同时吸收了掩护式支架防护性能好，结构稳定的长处，采用坚固的掩护梁隔离采空区，起到避免采空区冒落矸石涌入工作面的作用，同时它与前后连杆、底座共同组成四连杆机构。因此，对支撑掩护式液压支架的设计和研究是十分重要的。液压支架有降柱，移架，升柱，推溜四个基本动作。支架的升降由立柱的伸缩来实现，支架和输送机的前移，是由底座的推移千斤顶来完成的，它布置在支架底座中部空间内，由推移千斤顶的伸出、收回完成推溜和移架功能，是支架推溜、移架机构中的连接体。设计的原始条件是
14、采高为 2.5m3.2m，老顶级别为级，直接顶类别为 3 类的支撑掩护式液压支架的设计。老顶来压强烈，直接顶稳定，所需要液压支架特点是工作阻力大，支护强度高，切顶能力强。21 概 述1.1 液 压 支 架 发 展 过 程 及 现 状液压支架是综采工作面的主要设备之一，它分散布置在整个采煤工作面上，液压支架是以高压液体为动力，由金属构件和液压元件（液压缸和液压阀）组成。它与采煤机、可弯曲刮板机运输机组成三机配套，成为回采工作面的综合机械化设备。由于液压支架的使用，极大的提高了劳动生产率，增加了采煤产量，在此同时可以减少劳动强度保证了煤矿安全生产，目前，液压支架已经在大中型煤矿中得到了广泛的应用。
15、液压支架经历了如下几个阶段的发展过程。50 年代，英国研制的垛式支架和法国研制的节式支架代替了木支架、金属摩擦支架，开辟了采煤工作面支护设备的技术革命；60年代前苏联研制并改进的 OMKT 型掩护式支架(具有四连杆机构) ，解决了支架梁端距变化大且不能承受水平力的问题，开辟了液压支架设计的新时代：70 年代主要是“立即支护”方式；80 年代以来，为提高生产率和降低生产成本，液压支架在液压性能和自动化程度方面有了大幅度提高。我国近十年来液压支架的发展趋势是两柱掩护式和四柱支撑掩护式支架的发展，架型我国自 1973 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
16、前已经形成了较完整的设计、制造和科研体系。对于液压技术的突破，一方面是设计方法、设计参数，另一方面是液压支架控制系统的重大突破，应用电液控制技术，使用电磁控制的先导阀，并且应用压力传感器和位移传感器，以及微处理机技术，红外遥感技术等现代科技成果，使得液压支架的动作自动连续进行，移架速度大大提高，配合采煤机的煤岩识别系统等先进技术，可实现工作面自动控制。1-采煤机；2- 液压支架； 3-可伸缩皮带运输机；4- 转载机； 5-工作面可弯曲刮板机；6-主进液管；7-主回液管；8- 乳化液泵；9-乳化液箱；10-端头支架；11-单体液压支架图 1-1 综采工作面设备布置图Fig .1-1 Fully mechanized coal face equipment layout
