煤矿用液压支架工作原理.pdf

煤煤矿矿⽤⽤液液压压⽀⽀架架⼯⼯作作原原理理

摘要

本论⽂主要阐述了⼀般掩护式液压⽀架的设计过程。设计容包括：选架型、总体设计、主要零部件的设计、主要零部件的校

核和液压系统的设计。

由于该煤层厚度适中，选⽤掩护式液压⽀架。煤层厚度介于m

~

5.2之

8.3

间，煤层厚度变化较⼤，选⽤调⾼范围⼤且抗⽔平推⼒强且带护帮装置的掩护式⽀架。⽀架采⽤正四连杆机构，以改善⽀架受

⼒状况。顶梁、掩护梁、底座均做成箱体结构；⽴柱采⽤双伸缩作⽤液压缸，以增加⼯作⾏程来满⾜⽀架调⾼范围的需要。推

移千⽄顶采⽤框架结构，以减少推溜⼒和增⼤移架⼒。为了提⾼移架速度，确保对顶板的及时⽀护，采⽤锥阀液压系统。

关键词：液压⽀架液压四连杆机构采煤⽀架选型推溜移架

⽬录

1概述(5)

1.1液压⽀架的组成和分类(5)

1.2液压⽀架的⼯作原理(8)

1.3液压⽀架的⽀护⽅式(11)

1.4⽀架选型的基本参数(12)

2总体设计(14)

2.1选架型(14)

2.2液压⽀架基本参数的确定(16)

2.3采煤机、液压⽀架和输送机的配套(19)

2.4四连杆机构设计(21)

2.5顶梁长度的确定(28)

2.6⽴柱及柱窝位置的确定(29)

2.7平衡千⽄顶位置的确定(33)

2.8其它千⽄顶位置的确定(36)

3⽀架的受⼒计算(39)

3.1液压⽀架受⼒分析(39)

3.2确定⽀架的⽀护强度(40)

3.3底座接触⽐压计算(40)

3.4⽀架⽀护效率(40)

4液压⽀架的主要部件的设计(42)

4.1前梁(43)

4.2主顶梁(43)

4.3掩护梁(44)

4.4前、后连杆(45)

4.5底座(45)

4.6⽴柱(46)

4.7千⽄顶(47)

5主要零、部件的强度校核(49)

5.1校核的基本要求(49)

5.2前梁的校核(50)

5.3主顶梁的校核(52)

5.4掩护梁的强度校核(55)

5.5底座强度校核(57)

5.6销轴和⽿座的强度校核(59)

5.7⽴柱强度校核(62)

6液压系统设计(68)

6.1液压⽀架的液压系统的简介(68)

6.2液压⽀架的液压系统拟订(69)

6.3液压元件的选取(71)

6.4液压控制系统(72)

结束语(76)

参考⽂献(77)

1概述

1.1液压⽀架的组成和分类

1.1.1液压⽀架的组成

液压⽀架是综采⼯作⾯⽀护设备，它的主要作⽤是⽀护采场顶板，维护安全作业空间，推移⼯作⾯采运设备。

液压⽀架的种类很多，但其基本功能是相同的。液压⽀架按其结构特点和与围岩的作⽤关系—“般分为三⼤类，即⽀撑式、掩

护式(图1-2)和⽀撑掩护式(图1-3)根据⽀架各部件的功能和作⽤，其组成可分为4个部分：

(1)承载结构件，如顶梁、掩护梁、底座、连杆、尾梁等。其主要功能是承受和传递顶板和垮落岩⽯的载荷。

(2)液压油缸，包括⽴柱和各类千⽄顶。其主要功能是实现⽀架的各种动作，产⽣液压动⼒。

(3)控制元部件，包括液压系统操纵阀、单向阀、安全阀等各类阀，以及管路、液压、电控元件等。其主要功能是操作控制⽀

架各液压油缸动作及保证所需的⼯作特性。

图1-2掩护式液压⽀架结构图1-3⽀撑掩护式液压⽀架结构

(4)辅助装置，如推移装置、护帮(或挑梁)装置、伸缩梁(或插板)装置、活动侧护板、防倒防滑装置、连接件等。这些装置是为

实现⽀架的某些动作或功能所必需的装置。

1.1.2液压⽀架的分类及特点

按液压⽀架在采煤⼯作⾯的安置位置来划分，有端头液压⽀架和中间液压⽀架。端头液压⽀架简称端头⽀架，专门安装在每个

采煤⼯作⾯的两端。中间液压⽀架是安装在除⼯作⾯端头以外的采煤⼯作⾯所有位置的⽀架。

中间液压⽀架按其结构形式来划分，可分为三种基本类型，即：⽀撑式、掩护式和⽀撑掩护式。

1⽀撑式⽀架

⽀撑式⽀架是出现最早的⼀种架型，按其结构和动作⽅式的不同，⽀撑式⽀架⼜分为垛式⽀架（图1-4a）和节式⽀架（图1-4

b）两种结构型式。垛式⽀架每架为⼀整体，与输送机连接并互为⽀点整体前移。节式⽀架由2个框节组成，移架时，各节之

间互为⽀点交替前移，输送机⽤于⽀架相3

~

连的推移千⽄顶推移。节式⽀架由于稳定性差，现已基本淘汰。⽀撑式⽀架的结构特点是：顶梁较长，其长度多在m

4根，

~

4左右；⽴柱多，⼀般是6

且垂直⽀撑；⽀架后部设复位装置和挡矸装置。以平衡⽔平推⼒和防⽌矸⽯窜⼊⽀架的⼯作空间。

⽀撑式⽀架的⽀护性能是：⽀撑⼒⼤，且作⽤点在⽀架中后部，故切顶性能好；对顶板重复⽀撑的