【毕业设计】ZH16001624Z型液压支架设计.docx

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第一章绪论

1.1液压支架概述

1.1.1液压支架的组成和用途

液压支架由顶梁、伸缩梁、立柱、推移装置、移架装置、操纵控制系统等主要部分组

成。

在采煤工作面的煤炭生产过程中，为了防止顶板冒落，维持一定的工作空间，保证工人安全和各项作业正常进行，必须对顶板进行支护。而液压支架是以高液体作为动力，由液压元件与金属构件组成的支护和控制顶板的设备，它能实现支撑、切顶、移架和推移输送机等一整套工序。实践表明液压支架具有支护性能好、强度高，移架速度快、安全可靠等优点。液压支架与可弯曲输送机和采煤机组合机械化采煤设备，它的应用对增加采煤工作面产量、提高劳动生产率、降低成本、减轻工人的体力劳动和保证安全生产是不可缺少

的有效措施，因此液压支架是技术上先进、经济上合理，安全上可靠、是实现采煤综合机

械化和自动化不可缺少的.

1.1.2液压支架的工作原理

液压支架在工作过程中，必须具备升、降、推、移四个基本动作，这些动作是利用泵

站供给的高压乳化液通过工作性质不同的几个液压缸来完成的。

图1-1液压支架的工作原理

1.升柱

当需要支架上升支护顶板时，高压乳化液进入立柱的活塞腔，另一腔回液，推动活塞

上升，使与活塞杆相连接的顶梁紧紧接触顶板。

2.降柱

当需要降柱时，高压液进入立柱的活塞杆腔，另一腔回液，迫使活塞杆下降，于是顶

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梁脱离顶板。

3.支架和输送机前移

运输机的前移由底部的推溜千斤顶来完成。支架的前移由安装在顶梁部位的移架千斤

顶来完成。

移架过程：

采煤前伸梁伸出(超前支护)推运输机前伸梁缩回一提柱

移架

首先采煤机采掉滚筒宽度的煤壁，支架前伸梁伸出对前面暴露出来的顶板进行及时支护；然后推溜千斤顶伸出将输送机前推；前伸梁缩回，之后液压支架提柱，此时安装在顶

梁部位的移架千斤顶伸出将主顶梁前推顶梁再带动立柱一起前移再降柱实现移架过程，

1.2煤矿支护技术现状与需求

1.2.1液压支架现状与发展趋势

综合机械化采煤是煤矿开采技术现代化的重要标志。世界主要产煤国家高产高效采煤迅速发展，特别是美国、澳大利亚、德国、英国和南非发展最快。综采工作面高产高效纪录不断刷新，综采装备新技术层出不穷。经过近几十年的发展和努力，我国液压系统设计也有了不断在提高，例如本次所设计的液压支架，与传统相比较我们也在走创新路线，我们在原有的经验基础上，特别是在缓倾斜中厚度煤层的液压支架方面积累了相当丰富的经验，架型已基本趋于成熟、完善阶段，在种类和质量方面与国际先进水平相比差距也越来越小。但在控制元件和控制系统方面，与先进国家的产品相比还有较大差距。所以，今后除应继续针对我国具体国情和煤层基本条件下，开发一些新架型、新品种外，在创新和控

制技术方面有待提高，还应在改进支架控制系统和提高支架的工作可靠性方面下功夫。

近几年来，我国采煤综合机械化的水平有所提高，随着综合机械化采煤技术的不断发展和新型大功率采煤机、工作面输送机的出现，要求支架与之相配套，但若支架的控制系统不作相应的改进，是满足不了这一要求的。到目前为止，我国国产液压支架的控制方式仍然停留在跟机手把单向邻架控制或本架控制水平。这种控制方式，虽然具有控制系统简单、制造容易、造价较低和对煤层地质条件变化适应性较强的优点，但它存在严重缺点：①工人劳动条件差，安全性差；②移架速度慢，影响采煤机效率的发挥；③通风条件差，

支架故障率高；④支架支护效能的发挥程度与操作人员的经验多少和技能高低有密切关

系。液压支架实现自动控制后，就可有效地克服上述缺点，实现对支架的电液控制，而且

有多种控制方式可供选择，人员可在较安全的地方集中对整个工作面的支架进行远程控

制或程序控制。

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1.2.2国外液压支架发展状况

1954年，英国研制出垛式支架。它主要由安装在矩形整体底座上的立柱和顶梁组成。几个月后，英国奥尔蒙德煤矿的低主煤层的整个工作面都装备了这种支架。这就是世界上首个装备液压支架的采煤工作面。从此，开创了煤炭工业的新时代。1958年法国试验成功

了节式支架。

五十年代末，为开采煤层厚超过2m的松散和破碎顶板条件下的褐煤，前苏联开始研制掩护式液压支架，并于1961年在阿乐斯-科拖举办的贸易展览会上展出了OMKT型掩护式支架。这种支架顶梁很短，仅0.8m,并与掩护梁铰接，单根朝前倾斜液压支柱连接着掩护梁和底座。当支架在其工作高度范围内升降时，顶梁顶点相对于煤壁作圆弧运动。这样，不仅影响了支架的承载能力，而且端面距变化很大，不利于顶板的维护。但比起垛式和节

式支架，掩护式支架能有效的控制顶板，防止开采过程中矸石渗入工作面，工作能力很好。

为了保持顶