毕业设计（论文）-液压支架的设计精选.doc

摘 要 本论文主要任务是论述液压支架的主要设计过程。分析了液压支架的组成和工作原理，并对以下内容做了设计计算：液压支架的选型设计、主要参数的确定、主要零部件的设计及强度校核。 根据所要求的支撑条件，采用掩护式液压支架形式。本支架针对较薄煤层赋存特点，结构紧凑，支撑效率高。支架采用四连杆机构，改善支架的受力状况，缩小支架升降过程中的顶梁前端前后移动的距离。立柱采用双伸缩液压缸，以满足支架最低及最高位置时的高度要求。平衡千斤顶采用2个Φ125mm缸径千斤顶，增加了平衡千斤顶作用可靠性以及连接装置的可靠性。底座采用中封式整体刚性底座，既可保证推移机构能顺利排出浮煤，又可提高支架整体刚度。 目 录 1 引 言 1 1.1 液压支架的组成 1 1.2 液压支架的支护方式 1 1.3 液压支架的工作原理 2 1.3.1 支架升降和推移 2 1.3.2 支架的承载过程 3 1.4 采煤工作面液压支架设计要求和设计必要的基本参数 3 1.4.1 采煤工作面对液压支架的设计要求 3 1.4.2 液压支架设计的基本参数 4 2 液压支架整体结构设计 5 2.1 支架主要尺寸的确定 5 2.1.1 支架的高度和支架的伸缩比 5 2.1.2 支架间距和宽度的确定 5 2.2 支架四连杆机构的确定 6 2.2.1 四连杆机构的作用 6 2.2.2 四连杆机构设计的要求 7 2.3 顶梁长度的确定 8 2.3.1 支架工作方式对顶梁长度的影响 8 2.3.2 顶梁长度计算 8 3 立柱结构设计和强度计算 10 3.1 双伸缩立柱缸径和工作阻力的确定 10 3.1.1 双伸缩双作用立柱缸径的确定 10 3.1.2 泵站压力的确定 10 3.1.3 立柱初撑力的计算 11 3.1.4 安全阀压力与立柱工作阻力的计算 11 3.1.5 立柱缸体壁厚的计算 12 3.2 立柱强度和稳定性验算 12 3.2.1 立柱缸体强度验算 12 3.2.2 双伸缩立柱稳定性验算 13 4 较薄煤层液压支架主要结构设计 16 4.1 支架主要部件的设计要求 16 4.2 掩护式支架顶梁的设计 17 4.2.1 整体式顶梁 17 4.2.2 铰结式顶梁 17 4.2.3 楔形结构梁 17 4.3 底座的设计 17 4.3.1 整体刚性底座 18 4.3.2 底分式刚性底座 18 4.3.3 铰结分体式底座 18 4.4 掩护梁和连杆的设计 18 4.4.1 掩护梁 18 4.4.2 四连杆机构 19 4.5 推移机构的设计 19 4.5.1 短推移杆 19 4.5.2 长推移杆 19 4.6 立柱的设计 20 4.7 液压支架的主要技术参数 20 4.7.1 支护面积 20 4.7.2 支架顶梁对支护面积的覆盖 20 4.7.3 支护强度 21 5 液压支架受力分析 22 5.1 概述 22 5.1.1 支架工作状态 22 5.1.2 计算载荷的确定 22 5.2 支架受力分析与计算 23 5.2.1 顶梁的受力分析与计算 23 5.2.2 掩护梁的受力分析与计算 25 5.2.3 底座的受力分析与计算 26 5.3 顶梁的载荷分布 26 5.4 底座接触比压 27 6 液压支架强度计算 29 6.1 强度条件 29 6.2 顶梁强度校核 30 6.3 掩护梁强度校核 32 6.4 底座强度校核 34 结 论 37 参 考 文 献 38 致 谢 39 1 引 言 煤炭是我国的主要能源，在国民经济建设中，具有重要的战略地位。在未来新能源大规模利用之前，煤炭是支持我国能源供应的国内重要品种。据国际能源署预测，从2010到2020年，一次商品能源需求年增长 2.97％。 液压支架是以高压液体为动力，由若干个液压元件（油缸、阀件）与一些金属构件组合而成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备，具有强度高、移动速度快、支护性能好、安全可靠等特性。 煤矿井下支护问题始终是困扰煤炭高产高效、安全生产的重要问题。因此，以液压支架为主要设备的综合机械化开采的诞生和发展是煤矿生产发展史的一次重大革命，不仅从根本上改善劳动和安全条件，也为采煤产量和效率的迅速提高奠定了基础，使煤炭生产能力提高。 1.1 液压支架的组成 根据各部件的功能，液压支架的组成可归纳为五个部分见表1.1。序 号 部 件 功 能 举 例 1 承载结构件 承受并传递顶板载荷作用的结构件 顶梁、掩护梁、底座、连杆 2 动力油缸 用液体作介质可以主动产生作用力，实现各种动作的油缸 立柱、各类千斤顶 3 控制元部件 操纵、控制支架各个动力油缸动作及保证所需工作特性的液压（电气）元部