A0-装配图
支撑掩护式液压支架结合了垛式液压支架和掩护式液压支架的特点。所以，支撑掩护式液压支架具有以上两者所具有的优点。
液压支架作为回采工作面的一种支护设备，液压支架在工作过程中能否取得良好的支护效果，取决于支架的架型，结构和相关参数。首先，通过计算机软件Visual Basic来进行四连杆机构优化设计编程来确定支架的四连杆机构各杆系的长度；然后，以力学模型为依据，分析了液压支架的顶梁、掩护梁上载荷的作用机理，得到了较为合理的支架载荷的计算公式；其次，结合设计的支架，从平面和空间两方面对支架主要结构件进行受力分析；最后对支架主要结构件、连接销轴进行强度效核,并画出所有的机械图。
关键词：支撑掩护式支架；顶梁；四连杆；双纽线；强度
ABSTRACT
My paper mainly foused on the problem which is design out a type of chock-shield support.
Modern longwall mining employs hydraulic powered supports at the face area. The supports not only holds up the roof, pushes the face chain conveyor, and advances itself, but also provides a safe environment for all associated mining activities. Therefore its successful selection and application are the prerequisite for successful longwall mining. Furthermore, due to the large number of units required, the capital invested for the power support usually accounts for more than half of the initial capital for a longwall face. Therefore both from technical and economic points of view, the powered support is a very important piece of equipment in a long wall face.
The chock shield combines the features of the chocks and the shields. As such it possesses the advantages of both.
The hydraulic support described is a part of the mining industry equipment in the mine, used for protection of working environment in the gallery. It works well or bad at work basing on its support mode, frame and some parameters. In the first step, the optimal values of some parameters of the leading four-bar mechanism are determined by using Visual Basic. Secondly, the base of mechanic model of support-surrounding, the mechanism and loads on the support is decided. The next work, with the condition of the design, the main mechanics of hydraulic support is analyzed and calculated by plane and spatial model. Finally, the under frame, top beam cave shield, wrists and hydraulic column are analyzed by calculation. And draw out all the process drawings.
Key words: chock-shield hydraulic support;canopy; four-bar links; lemiscate;strength
目录
1支撑掩护式液压支架概述…………………………………………………………1
1.1液压支架的用途……………………………………………………………1
1.2液压支架的工作原理………………………………………………………1
1.2.1支架升降………………………………………………………… 1
1.2.2支架移动和推移输送机………………………………………… 3
1.3液压支架的分类……………………………………………………………4
1.4液压支架的组成……………………………………………………………5
1.4.1顶梁…………………………………………………………………6
1.4.2底座…………………………………………………………………6
1.4.3立柱…………………………………………………………………6
1.4.4掩护梁………………………………………………………………6
1.4.5活动侧护板………………………………………………………6
1.4.6连杆…………………………………………………………………7
1.4.7操纵控制系统………………………………………………………7
1.5液压支架的设计……………………………………………………………7
1.5.1设计目的……………………………………………………………7
1.5.2对液压支架的基本要求……………………………………………7
1.5.3设计液压支架必需的基本参数……………………………………8
1.5.4坚硬顶板的液压支架设计…………………………………………8
1.6液压支架的设计动向………………………………………………………9
1.7液压支架的应用与研究现状…………………………………………… 11
1.7.1国外液压支架现状………………………………………………11
1.7.2国内液压支架现状………………………………………………12
1.8液压支架的支护方式……………………………………………………13
1.9液压支架的选型…………………………………………………………14
2液压支架的结构设计……………………………………………………………15
2.1液压支架基本尺寸的确定………………………………………………15
2.1.1支架高度的确定…………………………………………………15
2.1.2支架的伸缩比和单位缸长行程的确定…………………………16
2.1.3支架中心距的确定………………………………………………16
2.1.4支架的宽度的确定………………………………………………17
2.1.5底座长度的确定…………………………………………………17
2.1.6底座宽度的确定…………………………………………………17
2.2支架整体机构尺寸确定…………………………………………………17
2.2.1四连杆机构的作用………………………………………………17
2.2.2四连杆机构的几何特征…………………………………………17
2.2.3四连杆机构的几何作图法………………………………………20
2.2.4确定顶梁的长度…………………………………………………23
2.3液压支架的性能参数……………………………………………………24
2.3.1液压支架的支护强度……………………………………………24
2.3.2液压支架的工作阻力……………………………………………24
2.3.3液压支架的初撑力………………………………………………25
2.3.4液压支架的移架力和推熘力……………………………………25
2.3.5覆盖率……………………………………………………………25
2.4支架立柱的计算…………………………………………………………25
2.4.1立柱布置…………………………………………………………25
2.4.2单伸缩立柱缸径的确定…………………………………………25
2.4.3泵站压力和立柱安全阀的调整压力……………………………26
2.4.4立柱初撑力的计算………………………………………………27
2.5推移装置…………………………………………………………………28
2.6前梁千斤顶………………………………………………………………31
2.7护帮千斤顶…………………………………………………………………31
2.8底座接触比压的计算……………………………………………………31
3液压支架的受力分析及校核……………………………………………………36
3.1液压支架的整体受力分析………………………………………………36
3.2底板的支撑反力及作用点的位置确定………………………………37
3.3强度条件…………………………………………………………………39
3.4顶梁的受力分析及强度校核……………………………………………40
3.4.1顶梁的受力情况…………………………………………………40
3.4.2顶梁的强度计算…………………………………………………42
3.5掩护梁的受力分析及强度校核…………………………………………44
3.5.1掩护梁的受力情况……………………………………………44
3.5.2掩护梁的强度计算……………………………………………45
3.6底座的受力分析及强度校核……………………………………………46
3.6.1底座的受力情况…………………………………………………47
3.6.2底座强度计算…………………………………………………48
3.7销轴及耳板的强度校核…………………………………………………54
3.7.1顶梁与掩护梁连接处的强度校核………………………………54
3.7.2前连杆与底座连接处的强度校核………………………………56
3.8立柱强度的计算…………………………………………………………57
3.8.1缸体与缸底焊缝强度验算………………………………………57
3.8.2油缸的稳定性验算………………………………………………57
3.8.3验算活柱全部伸出并受最大同心纵向载荷的稳定性…………59
3.8.4立柱活塞杆强度验算……………………………………………60
3.8.5缸体强度验算………………………………………………………62
4液压支架的液压系统……………………………………………………………63
4.1立柱和千斤顶……………………………………………………………64
4.2支架液压阀………………………………………………………………65
4.3液压系统安装调试………………………………………………………67
4.3.1安装………………………………………………………………67
4.3.1.1液压管道的安装要求……………………………………67
4.3.1.2液压件安装要求…………………………………………69
4.3.2调试………………………………………………………………70
5液压支架的操作和维护…………………………………………………………71
5.1液压支架的操作维护要求………………………………………………71
5.2液压支架的操作管理事项………………………………………………71
5.3液压支架维护和管理的具体内容………………………………………72
结论………………………………………………………………………………74
参考文献……………………………………………………………………………75
英文原文……………………………………………………………………………76
中文译文……………………………………………………………………………80
致谢…………………………………………………………………………………88
1支撑掩护式液压支架概述
液压支架是在摩擦支柱和单体液压支柱等基础上发展起来的工作面机械化支护设备，支架与滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、转载机及胶带输送机等组成一个有机的整体，实现了采、支、运等主要工序的综合机械化采煤工艺，从而使长壁采煤技术迈入了一个新的阶段。液压支架能可靠而有效的支撑和控制工作面顶板，隔离采空区，防止矸石窜入工作面，保证作业空间，并且可以够随着工作面的推进而机械化移动，不断的将采煤机和输送机推向煤壁，从而满足工作面高产、高效和安全生产的要求。液压支架的总重量和初期投资费用占工作面整套综采设备的60%~70%左右，因此液压支架是现代采煤技术中的关键设备之一。
底座A1
顶梁A0
后连杆A2
护帮板A3
活柱A4
立柱A1
前连杆A2
掩护梁A0
液压系统A3
