【优质】关于支撑掩护式低位放顶煤液压支架设计.doc

目录 1 绪 论 1 1.1 液压支架发展历史 1 1.2 放顶煤液压支架及放顶煤开采工艺 2 1.2.1 放顶煤采煤法 2 1.2.2 放顶煤工艺 5 1.2.3 放顶煤工艺的分类及其特点 5 1.3 液压支架的工作原理及分类 6 1.3.1 液压支架的工作原理及分类 6 1.3.2 低位放顶煤综采的显著特征 7 1.4 低位放顶煤液压支架组成 8 1.4.1 承载结构件 9 1.4.2 执行元件 9 1.4.3 控制元件 10 1.4.4 辅助装置 11 1.5 液压支架型号表示方法 11 1.5.1 液压支架产品型号说明 11 1.5.2 支架型号举例 12 2 支架设计 12 本次液压支架设计的基本参数 12 低位放顶煤支架设计要求 13 2.1 支架选型、基本参数设计 13 2.1.1 支架选型设计 13 2.1.2 液压支架基本参数的设计 14 2.1.3 支架四连杆机构的设计 16 2.2 支架承载结构件的设计 30 2.2.1 支架承载结构件的设计要求 30 2.2.2 顶梁设计 33 2.2.3 底座的设计 36 2.2.4 掩护梁设计（图 详见设计图纸） 37 2.2.5 前、后连杆设计 37 2.2.6 尾梁设计 38 2.2.7 插板设计 38 2.2.8 推移机构设计 38 2.2.9 辅助装置防护装置及放顶煤装置设计 39 2.3 支架的执行元件设计 40 2.3.1 支架承载结构件确定后校和确定的主要技术参数 40 2.3.2 支架的执行元件概述 41 2.3.3 支架执行元件型号一览表 42 2.3.4 立柱结构设计和强度计算 45 2.3.5 立柱强度验算 48 2.4 液压系统、喷雾降尘系统及其电液控制元件选型设计 53 2.4.1 液压系统 53 2.4.2 液压原理 53 2.4.3 降尘系统 55 2.4.4 控制系统 56 2.4.5 电液控制系统 57 3 支架受力分析 62 3.1 支架工作状态 62 3.2 计算载荷的确定 63 3.3 支架受力分析与计算 64 3.3.1 主顶梁的受力分析与计算 64 3.3.2 座的受力分析与计算 66 3.4 顶梁的载荷分布 67 3.5 底座接触比压 69 4 支架强度计算 70 4.1 强度条件 70 4.2 顶梁强度校核 71 4.3 底座强度校核 75 5 结 论 79 6 致 谢 81 7 参 考 文 献 82 前 言 我国幅员辽阔，人口众多，能源消耗总量大。同时我国又是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭在能源生产和消费中的比例一直在70%以上，而且这种格局短期内不会根本改变；据有关专家预测，到2050年，煤炭在能源中的比例仍占50%以上。而我国主要产煤地区主要集中在中东部地区，且这些地区煤田开发和开采主要有两个问题，一是煤层开深度越来越深，该区大部分矿井开采深度在500-1000m，有的矿井开采深度已经超过1000m。二是所谓三高，即高水压、高地温、高地压问题日趋严重。?而与此同时我国为了保护了人民的生命财产安全、提高煤炭资源利用率进一步保护生态环境正在努力推动能源改革，对于煤炭重大举措就是资源整合，建立更加安全、集约、高效大型煤炭集团。 所有这些都为机械化、自动化采煤工艺注入了活力，但要实现这些就需要大量高科技采煤设备，比如所谓的机械化采煤工作面的“三机”1 液压支架 2 采煤机 3 刮板机。而在这些设备之中成本最高的就是液压支架。又加上我所学的专业，以及学校的优势专业和参加工作单位的性质，使我决定选择支撑掩护式放顶煤液压支架设计作为本次毕业设计课题。 本次设计是关于支撑掩护式低位放顶煤液压支架设计，在本次设计中将大学四年所学习的材料力学，理论力学，机械加工工艺学，画法几何及机械制图等知识进行了一次综合的运用，使我对支架设计做了一次全面系统的了解。本设计做的主要工作：1、基本参数的确定；2、四连杆机构的选择与设计；3、部分支架结构件的；4、液压系统的选择与设计；5、自动化电液控制的选择与设计；等等。 在毕业设计过程中河南理工大学张海教授和我们的企业河南金马重型机械有限责任公司的同仁给予了我很大的帮助，为我能够圆满的完成设计任务奠定了良好的基础。由于理论水平，实践经验所限，本设计难免有错误和考虑不足之处，敬请各位导师以及阅读者提出宝贵的意见和建议。 1 绪 论 1.1 液压支架发展历史 从历史来看，大约在四五十年前回采工作面还是采用木支柱。随着刨煤机、钻削式和滚筒式采煤机等快速采煤机的使用,木支柱既不能对顶板提供足够大的阻力，其支设和回收也难满足连续采煤的要求。于是，刚性木支柱被可压缩性摩擦和液压支柱所代替，并以支柱加铰接顶梁的结构形式支护回采工作面。在此基础上，英国“道梯”公司在1954年，研制出垛式支架。