ZY32001535型支架立柱、液压支架设计开题报告.doc

设计（论文） ZY3200/15/35 型支架立柱、液压系统的设计 题目 设计（论文） 工程设计 应用研究 开发研究 基础研究 其它 类型（ 划“√”） √ 一、 本课题的研究目的和意义 通过本次毕业设计，培养学生综合运用液压传动、机械设计、工程理学等课 程中所学理论知识的能力；强调设计的独创性和实用性，培养和提高设计者独立 分析问题和解决实际问题的能力，为今后适应工作岗位和创造性地开展工作打下 坚实基础。 采用综合机械化采煤方法是大幅度增加煤炭产量，提高经济效益的必由之 路。为了满足对煤炭日益增长的需要，必须大量生产综合机械化采煤设备，迅速 增加综合机械化采煤工作面（简称综采工作面）。而每个综采工作面平均需要安装 150 台液压支架，可见对液压支架的需要量时很大的。 由于不同采煤工作面的顶底板条件，煤层厚度、煤层倾角、煤层的物理机械 性质等的不同，对液压支架的要求也不同，为了有效的支护和控制顶板，必须设 计出不同类型和不同结构尺寸的液压支架。因此，液压支架的设计工作是很重要 的。由于液压支架的类型很多，因此其设计工作量是很大的，由此可见，研制和 开发新型液压支架是必不可少的一个环节。 在过去的半个多世纪中，煤矿井下开采支护设备的设计和使用发生了巨大变 化。其中，最引人瞩目的是世界范围内广泛采用液压支架作为长臂开采支护工程 的主要设备。从采煤设备的发展过程来看，采用液压支架管理顶板是当代采煤技 术史上一次重要的变革，也是煤矿现代化的主要标志。液压支架作为综合机械化 采煤的关键设备之一，其重量约占综合采煤设备总重量的 80%~90%，其费用约占 综合采煤设备总费用的 60%~70%。因此，为了降低成本提高采煤的经济效益，世 界各主要产煤大国都一直在积极地开展液压支架的研究。  二、 本课题的主要研究内容（提纲） 1、液压支架主要参数的确定 2、四连杆机构的选择与设计 3、立柱参数的确定 4、立柱各结构件的强度核算 5、液压系统的设计 6、液压系统中各部件的选择与设计 三、 文献综述（国内外研究情况及其发展） 国内液压支架技术现状：我国在 1964 年由太原分院和郑州煤机厂设计 70 型迈步式自移支架，从此开始了液压支架的国产化道路。1984 年，北京开采所、 沈阳所、郑州煤机厂在沈阳蒲河矿进行我国第一套放顶煤液压支架的工业性试验， 继而研制了多种低位、中位和高位放顶煤支架，成功地在缓倾斜厚煤层和急倾斜 厚煤层水平分层工作面使用。1990 年后，国产液压支架得到了全面的发展，到 1998 年止，全国己建成 88 处高产高效矿井，其中 14 处矿单个工作面的单产达 15.72 万吨/月，原煤生产人员效率达 9.16 吨/工，综采机械化水平达 49.32%，达到了世 界先进水平。30 多年来在液压支架技术不断发展中，形成了以煤科总院专业研究 所和骨干支架制造厂设计所为主的支架研究设计队伍，采用计算机 CAD 进行各 种类型支架的设计，用有限元计算软件等进行计算，并普及计算机绘图。我国制 订的缓倾斜工作面顶板分类及其它研究成果为支架设计、选型和使用提供了有力 的指导依据。制造方面形成以原部属专业制造厂为主、机械工业部及船舶制造总 公司等专业厂为辅的制造体系，以及以国家煤矿支护设备质量检测中心为骨干的 检测队伍。制定有关支架检测标准 n 项，建立了各项支架检测手段，造就了一支 研究、制造和使用液压支架的庞大队伍;形成了研制液压支架的雄厚基础。不仅能 满足国内的需要，还向美国、俄罗斯、土耳其和印度等国家出口液压支架或成套 综采设备。 国外液压支架现状：80 年代以来，世界主要采煤国家一直围绕减面提产、 减人提效、降低成本、实现矿井集中生产做努力，人们积极开发和应用新技术， 致力于高性能、高可靠性的新一代液压支架的研制。新型液压支架普遍具有微型 电机或电磁铁驱动的电液控制阀，推移千斤顶装有位移传感器，采煤机装有红外  线传感装置，立柱缸径超过 400mm。为减少割煤时间，一般采用 0.8~1m 的截深。 支架还采用屈服强度 800~1000MPa 的钢板，既有较高的强度、硬度和韧性，又具 有良好的冷焊性能。随着长壁工作面长度的不断增加，为适应快速移架的需要， 国外还广泛采用高压大流量乳化液泵站，其额定压力为 40~50 M Pa，额定流量 400~500L/min，并实现工作面支架的单架程控或分组程控操作，其移架速度可达 到 6~8s/架。澳大利亚也基本上采用一井一面的高度集中化生产，使用两柱掩护式 支架，支架的平均工作阻力为 7640kN。如尤兰矿用电流控制的两柱掩护式支架， 在 1995 年 8 月 8 日创下澳大利亚有史以