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支撑掩护式液压支架总体方案及底座设计

摘要

本设计介绍的是煤矿行业中使用的支撑掩护式液压支架和液压支架中一个重要部件底座的设计。支撑式液压支架在煤炭行业是一种非常重的设备，它在采煤工作面中为了防止顶板冒顶，维持一定的间空，保证工人安全和各项工作的正常运行，必须对顶板进行支护。液压支架是以高压液体作为动力的，由液压元件与金属构件组成支护和控制顶板的设备安是实现支撑和切顶、移动液压支架和推移输送机等一整理套工序。

底座的用途是为了支架和其它结构和工作机构提供安全设备的基础，还有为了与前后连杆和掩护梁一起组成四连杆机构和将立柱前后连传递的顶板压力传递给底板。底座又分为分式铰接底座和钢性底座两种。

关键词：液压支架、立柱、底座、连杆。

Abstract

This design introduces the support shield type hydraulic pressure support and the pedestal design which is an important part of the hydraulic pressure support, they are used in the coal mine profession. The hydraulic pressure support in the coal profession is one kind of extremely heavy equipment, it must support and protect the roof, in mining coal working surface, in order to prevent the roof braves to gore, maintain certain space, guarantee the workers’safety and each work’s normal operation. The hydraulic pressure support takes the power by the high-pressured liquid, the equipment of timbering and controlling the roof is composed by the hydraulic pressure part and the steel work, realizes one whole set working procedures which include the support and cut、the motion of hydraulic pressure support and the process of conveyer and so on.

Not only the pedestal provides the foundation of the safety equipment for the support and other structure operating mechanism, moreover with the front, the rear connecting rod and shields girder compose four link motion gears together, and transmits roof pressure which transmitted by the column front and rear to the bottom plate. The pedestal is divided into the hinged pedestal and the steel pedestal two kinds.

Key words:hydraulic pressure support; column; pedestal; connecting rod。

前言 (1)

1.液压支架的概述 (2)

1.1液压支架的组成和用途 (2)

1.1.1液压支架的组成 (2)

1.1.2液压支架的用途 (2)

1.2液压支架的工作原理 (2)

1.2.1升柱 (2)

1.2.2降柱 (2)

1.2.3支架和输送机前移 (2)

1.3液压支架设计目的、要求和设计支架必要的基本参数 (3)

1.3.1设计目的 (3)

1.3.2液压支架的基本要求 (4)

1.3.3设计液压支架必需的基本参数 (4)

1.4液压支架的选型 (5)

1.4.1液压支架的支撑力与承载关系 (5)

1.4.2液压支架架型的分类 (5)

1.4.3 液压支架选型原则 (7)

1.4.4 液压支架设计的原始条件 (8)

2.液压支架的整体结构尺寸设计 (9)

2.1液压支架基本技术参数的确定 (9)

2.1.1支护高度 (9)

2.1.2支架间距 (10)

2.1.3底座长度 (10)

2.1.4支护强度 (10)

2.2液压支架四连杆机构的确定 (11)

2.2.1四连杆机构的作用 (11)

2.2.2四连杆机构的几何作图法 (13)

2.2.3几何作图法作图过程 (14)

2.2.4四连杆机构的优选设计法 (19)

2.3液压支架配套设备和顶梁参数的确定 (20)

2.3.1采煤机和运输机型号的确定 (20)

2.3.2顶梁的确定 (20)

2.3.3对顶梁长度的影响 (22)

2.3.4顶梁主要尺寸的确定 (22)

2.4掩护梁的结构及参数的确定 (24)

2.4.1掩护梁的作用和用途 (24)

2.4.2掩护梁的结构型式 (24)

2.4.3掩护梁的参数确定 (25)

2.5立柱及主要参数的确定 (25)

2.5.1立柱布置 (25)

2.5.2立柱主要参数确定 (27)

2.6千斤顶的技术参数确定 (27)

2.6.1框架连接方式推移千斤顶的动作原理 (28)

2.6.2 框架连接方式推移千斤顶 (28)

2.7侧护板 (29)

2.7.1 侧护板的种类 (29)

2.7.2侧护装置的作用 (29)

2.7.3侧护板的结构和型式 (30)

2.7.4侧护板尺寸的确定 (30)

3液压支架的受力分析 (32)

3.1液压支架的支护性能与外载荷 (32)

3.2液压支架的受力分析与计算 (33)

3.2.1支撑掩护式支架 (33)

3.3液压支架受力的影响因素 (41)

3.3.1 支架高度对支架受力的影响 (41)

3.3.2摩擦系数对支架受力的影响 (42)

3.3.3前梁千斤顶的推拉力对支架的受力影 (42)

3.3.4 tgθ值支架受力的影响 (43)

3.3.5 摩擦力方向对支架受力的影响 (43)

4 液压支架的底座设计 (44)

4.1底座的作用及用途 (44)

4.2底座的结构型式及尺寸确定 (44)

4.2.1 底座的结构型式 (44)

4.2.2底座主要尺寸的确定 (45)

4.3液压支架的底座受力分析及计算 (45)

4.4液压支架底座接触比压计算 (47)

4.4.1底座平均接触比压 (47)

4.4.2 底座最大、最小接触比压 (48)

4.5对底座设计的要求及减少底座前端比压的措施 (50)

4.5.1对底座设计的要求 (50)

4.5.2减少底座前端比压的措施 (51)

4.6底座的强度计算 (51)

4.6.1各截面弯矩 (52)

致谢 (60)

参考文献 (61)

附录A译文 (62)

附录B外文文献 (74)

前言

综合机械化采煤是煤矿技术进步的标志，是煤矿增加产量、提高劳动效率、增加经济效益的重要手段。实践证明大力发展综合机械化采煤，研制和使用液压支架是十分关键的。我们60年代起支撑式液压支架，至今已能成批制造两柱掩护式和四柱支撑掩护式支架，这些系列化一般用于缓倾斜中厚煤层及厚煤层分层开采。

至今，我国煤矿中使有的支架类型很多，按照支架采煤工作面安装位置来划分有端头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上所的位置的支架。

目前使用的液压支架分为三类。即：支撑式液压支架、掩护式液压支架、支撑掩护式液压支架。从架型的结构特点来看，由于架型的不同，它的支撑力分布和作用也不同；从顶板条件来看，由于直接类别和老顶级别的不同，支架所承受的载荷也不同，所以为了在使用中合理地选择架型，要对支架的支撑力承载力的关系进行分析，使支架的支撑力能适应顶板载荷的要求。

本设计论文则设计层煤厚度在2.5米到2.9米，老顶级别为三级，直接顶类别为一类的支撑掩护式液压支架的设计。其架型特点支柱两排，每排1到2根。多呈倾斜布置，靠采空区一侧，装有掩护梁和四连杆机构。安的支撑力大，切顶性能好，防护性能好，结构稳定，这类支架适用于直接顶为中等稳定。老顶有明显或强烈周期来压。瓦斯含量较大的中厚或厚煤层中。因此本设计设计这类支撑掩护式液压支架。

1.液压支架的概述

1.1液压支架的组成和用途

1.1.1液压支架的组成

液压支架由顶梁、底座、掩护梁、立柱、推移装置、操纵控制系统等主要部分组成。

1.1.2液压支架的用途

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主要设备。

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。

1.2.1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。

1.2.2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，于是顶梁脱离顶板。

1.2.3支架和输送机前移

支架和输送机的前移，都是由底座上的推移千斤顶来完成。当需要支架前移时，先降柱卸载，然后高压液进入推移千斤顶对活塞杆腔，另一腔回液，以输送机为支点，缸体前移，把整个支架拉向煤壁；当需要推输送机时，支架支撑顶板后，高压液进入推移千斤顶的活塞腔，另一腔回液，以支架为支点，使活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。

支架的支撑力与时间的曲线，称为支架的工作特性曲线，如图1-1所示。

图1-1 支架的工作特性曲线

Fig .1-1 line of support work characteristic

t0—初撑阶段； t1—增阻阶段； t2—恒阻阶段；

p1—初撑力； p2—工作阻力

支架立柱工作时，其支撑力随时间的变化过程可分为三个阶段。支架在升柱时，高压液进入立柱下腔，立柱升起使顶梁接触顶板，立柱下腔压力增加，当增加到泵站工作压力时，泵站自动卸载，支架的液控单向阀关闭，立柱下腔压力达到初撑力，此阶段为初撑力阶段t0；支架初撑力后，随顶板下沉，立柱下腔压力增加，直至增加到支架的安全阀调正压力，立柱下腔压力达到工作阻力。此阶段为增阻阶段t1；随着顶板压力继续增加，使立柱下腔压力超过支架的安全阀压力调正值时，安全阀打开而溢流，立柱下缩，使顶板压力减少，立柱下腔压力降低，当低于安全阀压力调整值后，安全阀停止溢流，这样在安全阀调整压力的限止下，压力曲线随时间呈波浪形变化，此阶段为恒阻阶段t2。

1.3液压支架设计目的、要求和设计支架必要的基本参数

1.3.1设计目的

采用综合机械化采煤机械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设备，迅速综合机械化采煤工作面（简称综合工作面）。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是很大的。

由于不同采煤工作面的顶板条件、煤层厚度、煤层倾角、煤层物理机械性质等的不同，对不同液压支架的需求也不同。为了有效地支护和控制顶板，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。由于液压支架的类很多，因此其设计工作量也是很大的，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。

1.3.2液压支架的基本要求

1)为了满足采煤工艺及地制条件的要求，液压支架是有足够的初撑力和工作阻力，以便有效地控制顶板，保证合理的下沉量。

2)液压支架要有足够的推溜力和移架力。推溜力一般力为100KN左右；移架力按煤层厚度而定，薄煤层一般为100KN～150KN，中厚煤炭一般为150KN至250KN。厚煤层一般为300KN～400KN。

3)防止性能要好。

4)排矸性能好。

5)要求液压支架能保证采煤工作有足够的通风断面，从而保证人员呼吸、稀释有害气体等安全方面的要求。

6)为了操作和生产的需要，要有足够宽的人行道。

7)调高范围要大，照明和通讯方便

8)支架的稳定性要好，底座最大比压要小于规定值。

9)要求支架有足够的刚度，能够承受一事实上不均匀载荷和冲击载荷。

10)在满足强度条件下，尽可能减轻支架重量。

11)要易于拆卸，结构要简单。

12)液压元件要可靠

1.3.3设计液压支架必需的基本参数

1)顶板条件

根据老顶和直接顶的分类，对支架进行选型。

2)最大和最小采高

根据最大和最小采高，确定支架的最大和最小高度，以及支架的支护强度。

3)瓦斯等级

根据瓦斯等级，按保安规程规定，验算通风断面。

4)底板岩性能及小时涌水量

根据底岩性和小时涌水量验算底板比压。

5)工作面煤壁条件

根据工作面煤壁条件，决定是否用护帮装置。

6)煤层倾角

根据煤层倾角，决定是否选用防滑装置

7)井向罐笼尺寸

根据井向罐笼尺寸，考虑支架的运输外形尺寸。

8)配套尺寸

根据配套尺寸及支护方式来计算顶梁长度。

1.4液压支架的选型

1.4.1液压支架的支撑力与承载关系

支撑掩护式支架是为了改善上述两类支架的性能和对顶板的适应性而设计的。主体部

ZY35002547掩护式液压支架设计

优秀设计第一章概述采煤综合机械化，是加速我国煤炭工业发展，大幅度提高劳动生产率，实现煤炭工业现代化的一项战略措施。综合机械化采煤不仅产量大，效率高，成本低，而且能减轻繁重的体力劳动，改善工人的作业环境，保护工人的生命安全，是煤炭工业技术的发展方向。我国综采技术日趋成熟，不但生产水平，而且工艺水平已进入世界先进行列。液压支架作为综合机械化采煤的关键设备之一，其重量约为综采设备总重量的80%-90%，其费用约占综采设备总费用的60%-70%。因此，为了降低成本，提高采煤的经济效益，世界各产煤大国都一直在积极地开展液压支架的研究。 1.1支护设备的发展历史煤矿支护设备是保证回采工作面正常生产和安全生产的重要设备之一，也是煤矿工作面使用规模最大、耗费资金最多的煤机产品。目前世界各国使用的煤矿支护设备主要是回采工作面单体支柱和回采工作面液压支架。 1.1.1单体支柱的发展历史 20世纪50年代出现了木支柱，它是一种古老而又简陋的支护材料，没有初撑力，也没有恒增阻降距，支撑力也无法保证，而且也浪费了大量的木材。 20世纪60年代出现了单体金属摩擦支柱，与木支柱相比可节省大量木材，而且也可复用。但是它不能保证恒增阻降距。 20世纪80年代出现了DZ型单体液压支柱，与前两种单体支柱相比可保证恒增阻降距，支撑力也能得到控制，但是由于这种支柱存在内泄露，因此存在严重的安全隐患。 1.1.2液压支架的发展历史液压支架的发展从20世纪50年代开始。 1954年，英国研制出剁式支架。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，

ZY2800型掩护式液压支架使用说明书

ZY2800/09/20型掩护式液压支架使用说明书枣庄矿业（集团）有限责任公司第二机械厂

目录概述 (2) 第一节液压支架工作原理及主要技术特征 (2) 一、液压支架的工作原理 (2) 二、综采工作面配套设备 (3) 三、液压支架技术参数 (3) 四、油缸技术参数 (4) 第二节支架的型式及组成 (5) 一、支架的特点 (5) 二、支架的组成 (5) 第三节支架的主要结构件及其作用 (5) 一、顶梁 (5) 二、掩护梁 (5) 三、底座 (6) 四、前、后连杆 (7) 五、推移机构 (7) 第四节、液压系统及其控制元件 (7) 第五节支架的操作及维护 (7) 一、支架的操作 (7) 二、对支架操作维护的要求 (8) 三、支架操作的注意事项 (9) 四、支架的维护和管理 (10) 第六节支架常见故障及其排除 (11) 一、结构件和连接销轴 (11) 二、液压系统及液压元件 (12) 三、支架在操作和支护过程中的故障 (14) 附录一液压系统常见故障、原因及排除 (16)

概述：综采液压支架是煤矿综合机械化采煤工作面主要设备之一，它与采煤机、输送机配套使用，液压支架的主要功能是支撑管理顶板，隔离采空区，维护采煤作业空间，并能自行前移，推进采煤工作面。合理的选用综采设备并结合先进的采煤工艺，可解决采煤工作面的采煤、支护、运输等生产环节之间的矛盾，可有效地提高工效、增加产量、降低成本、减少损耗，保护生产人员和设备的安全，以及减轻笨重的体力劳动，可为煤矿获得很高的经济效益。本支架为ZY2800/09/20型掩护式液压支架，产品执行标准为MT312-2000《液压支架通用技术条件》。支架型号的组成及代表意义如下： Z Y 2800 /09 /20 支架最大高度20dm 支架最小高度9dm 工作阻力2800KN 掩护式支架第一节液压支架工作原理及主要技术特征一、液压支架的工作原理液压支架是由乳化液泵站提供高压乳化液作为动力由液压操作系统、控制系统、液压油缸和金属结构件组成。来自泵站的高压乳化液，经主进液管送到工作面，并与每架支架的进液截止阀相联导入支架，再通过组合操纵阀配液到各液压缸，以完成支架所需要的各项动作。从支架回流的低压乳化通过组合操纵阀与回液截止阀由主回液管路流回泵站乳化液箱，供循环使用。支架的承载原理是：液压支架支撑在综采工作面的顶、底板之间支撑顶板。顶板压力作用在支架顶梁上，并通过支梁与底座间的立柱将压力传递底板。为保证支架结构件的强度及撑在支架顶安全，在立柱的下腔装有安全阀。当顶板压力超过立柱安全阀限定压力时，安全阀开启释放出立柱中的液体进行让压，当顶板压力下降到立柱工作阻力时，安全阀关闭进行保压承载。

掩护式液压支架设计

摘要本论文主要阐述了一般掩护式液压支架的设计过程。设计内容包括：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

Abstract The article mainly elaborated the general shield type hydraulic pressure support design process. The design content includes: Chooses, the system design, the main spare part design, the main spare part examination and the hydraulic system design. Because this coal bed thickness is moderate, selects the shield type hydraulic pressure support. Coal bed thickness is situated between between the 2.5~3.8 rice, coal bed thickness change bigger, selects adjusts the high scope big also the anti- horizontal thrust is strong also the belt protects helps the equipment the shield type support. The support uses the four link motion gear, improves the support stress condition. The top-beam, caving shield, the foundation makes the packed in a box body structure; The column uses the double expansion and contraction function hydraulic cylinder, increases the power stroke to satisfy the support to adjust the high scope the need. Passes the hoisting jack to use the portal frame construction, reduces pushes slides the strength and increases moves a strength. In order to enhance moves a speed, guarantees is prompt to the roof support, uses the mushroom valve hydraulic system. Key word: The hydraulic pressure support , hydraulic pressure , four-link mechanism , mining coal, support shaping push forwards the conveyer, advancing the powered support.

工作面液压支架底座穿通处理安全技术措施标准版本

文件编号：RHD-QB-K4799 （解决方案范本系列）编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 工作面液压支架底座穿通处理安全技术措施标准版本

工作面液压支架底座穿通处理安全技术措施标准版本操作指导：该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。由于4305工作面支架立柱受力不均匀，现导致41、46、78三架支架立柱底座被穿通，为确保在工作面推进过程中支架不进一步损坏，确保安全生产，特编制以下安全技术措施。一、技术措施 1、用一根2.5m单体液压支柱支设在支架顶梁下方，并紧靠电缆槽处，柱头必须戴柱帽以防打滑。 2、在支架上挂一个5t手拉葫芦。 3、调整液压管路：将液压管路调整为单个立柱操作方法。在立柱柱窝前垫柱帽，以防止立柱倾倒。

4、先将立柱的下部定位销取掉，再将上部定位销取掉，将立柱慢慢降到位，取掉供、回液管路，用手拉葫芦将立柱吊出柱窝并放在安全位置。 5、将由机电部设计加工的支撑座放入柱窝底部，支撑座必须能够承受30Mpa以上的压力。 6、将立柱利用手拉葫芦安全的吊到柱窝后并装好定位销，接好管路，然后将立柱活柱慢慢升起并与顶梁柱窝处固定好，将立柱升起。 7、在受损支架顶梁两侧各支设一根2.0m单体液压支柱，并紧靠电缆槽处，柱头必须戴柱帽以防打滑，柱帽规格为300*200*150mm，用铁丝将支柱防倒链固定在支架顶梁上。 8、受损支架初撑力保持在12Mpa。 9、相邻支架必须保证初撑力达到24Mpa。 10、单体液压支柱初撑力不得低于90KN。

支撑与支撑掩护式液压支架总体设计与主要部件设计说明

摘要在采煤工作面煤炭生产过程中，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工作的正常运行，必须对顶板进行支护。而液压支架是以高压液体用为动力，由液压元件与金属构件组成支护控制顶板的设备，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炭机组成综合机械化采煤设备，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自动化不可缺少的主要设备。我所做的设计是液压支架总体设计和主要部件设计，本设计首先对液压支架整体和零部件结构进行分析，对液压支架结构尺寸进行综合分析，再对液压支架进行受力分析和强度计算。重点是对液压支架顶梁的受力分析和计算；用计算机计算液压支架受力；对顶梁、掩护梁、立柱进行强度校核。通过设计对液压支架整体和主要部件有了清楚的认识，掌握了用CAD绘图的技巧。

关键词：液压支架；支护性能；采煤设备

Abstract In the coal face Coal production in the coal face，In order to prevent the roof falling maintain a certain room to work，ensure the workers safety，and the normal operation of all the work, must be carried out on the roof support. But the stent is a high-pressure hydraulic fluid used as a driving force, the supporting the roof control equipment is composed of hydraulic components and metal structures, it can realize the support, cutting the top, and shift-over conveyor, and so on a set of processes, practice shows that the hydraulic support a good supporting performance, high-intensity, fast-shifting, the advantages of safe and reliable. Hydraulic support and flexible conveyor and coal-mining mechanization of integrated coal mining equipment its application by the coal face-production, raising labor productivity, lower costs, reduce manual workers and guarantee safe production is indispensable for effective measures. Therefore hydraulic support is technically advanced and economically rational, security, reliability, is to achieve comprehensive mining machinery automation indispensable for major equipment. The topic of this design is The Overall Design for the Support and Support Cover Hydraulic Support And the Design for the Major Parts.In the design,first of all，I analysised overall of hydraulic support , structure and structure size of the parts.Then I analysised stress and calculated intensity.

支撑掩护式液压支架设计_毕业设计

支撑掩护式液压支架设计前言综合机械化采煤是煤矿技术进步的标志，是煤矿增加产量、提高劳动效率、增加经济效益的重要手段。实践证明大力发展综合机械化采煤，研制和使用液压支架是十分关键的。我国液压支架经过30多年的发展，取得显著的成果，至今已能成批制造两柱掩护式和四柱支撑掩护式液压支架，这些系列化液压支架一般用于缓倾斜中厚煤层及厚煤层分层开采。我国煤矿中使用的支架类型很多，按照支架采煤工作面安装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处工作面断头以外的采煤工作面上所有的位置的液压支架。目前使用的液压支架分为三类。即：支撑式液压支架、掩护式液压支架、支撑掩护式液压支架。从架型的结构特点来看，由于直接类别和老顶级别的不同，所以为了在使用中合理地选择架型，要对支架的支撑力承载力的关系进行分析使支架能适应顶板载荷的要求。此次设计是对大学所学的知识的综合应用，通过设计使所学知识融会贯通，形成较为清晰的知识构架，强化设计过程的规范性以及对计算机的使用的熟练性。通过此次设计，能够更好的梳理所学的知识，基本掌握机械设计制造及其自动化专业在机械设计方面的工作方法，同时提高独立为完成工作的能力，为以后的工作打下坚实的基础。

第1章液压支架的概述 1.1液压支架的组成和用途 1.1.1液压支架的组成液压支架由顶梁、底座、掩护梁、立柱、推移装置、操作控制系统等主要部分组成。 1.1.2液压支架的用途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工作正常进行，必须对顶板进行支护，而液压支架是以高压液体作为动力由液压元件与金属构件组成的至呼和控制顶板的设备，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。液压支架可与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主要设备。 1.2液压支架的工作原理液压支架在工作过程，必须具备升、降、推、移四个基本动作，这些动作是利用泵站提供的高压乳化液通过工作性质不同的几个液压缸来完成的，如图1-1所示。升柱：当需要液压支架上升支护顶板时，高压乳化液进入立柱的下活塞腔，另一腔回液，推动活塞上升，是与活塞杆相连的顶梁紧紧接触顶板。降柱：当需要降柱时，高压乳化液进入立柱的上活塞腔，另一腔回液，推动活塞下降，顶梁脱离接触接触顶板。

支撑及支撑掩护式液压支架总体设计及主要部件设计完整版

机械毕业设计344ZY35002547型掩护式液压支架

第一章概述采煤综合机械化，是加速我国煤炭工业发展，大幅度提高劳动生产率，实现煤炭工业现代化的一项战略措施。综合机械化采煤不仅产量大，效率高，成本低，而且能减轻繁重的体力劳动，改善工人的作业环境，保护工人的生命安全，是煤炭工业技术的发展方向。我国综采技术日趋成熟，不但生产水平，而且工艺水平已进入世界先进行列。液压支架作为综合机械化采煤的关键设备之一，其重量约为综采设备总重量的80%-90%，其费用约占综采设备总费用的60%-70%。因此，为了降低成本，提高采煤的经济效益，世界各产煤大国都一直在积极地开展液压支架的研究。 1.1支护设备的发展历史煤矿支护设备是保证回采工作面正常生产和安全生产的重要设备之一，也是煤矿工作面使用规模最大、耗费资金最多的煤机产品。目前世界各国使用的煤矿支护设备主要是回采工作面单体支柱和回采工作面液压支架。 1.1.1单体支柱的发展历史 20世纪50年代出现了木支柱，它是一种古老而又简陋的支护材料，没有初撑力，也没有恒增阻降距，支撑力也无法保证，而且也浪费了大量的木材。 20世纪60年代出现了单体金属摩擦支柱，与木支柱相比可节省大量木材，而且也可复用。但是它不能保证恒增阻降距。 20世纪80年代出现了DZ型单体液压支柱，与前两种单体支柱相比可保证恒增阻降距，支撑力也能得到控制，但是由于这种支柱存在内泄露，因此存在严重的安全隐患。 1.1.2液压支架的发展历史液压支架的发展从20世纪50年代开始。 1954年，英国研制出剁式支架。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，并与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。比起剁式和节式支架，掩护式支架能

经济型掩护式液压支架的设计

掩护式液压支架中文摘要采煤综合机械化，是加速我国煤炭工业发展，大幅度提高劳动生产率，实现煤炭工业现代化的一项战略措施。综合机械化不仅产量大，效率高，成本低，而且能减轻笨重的体力劳动，改善作业环境，是煤炭工业技术的发展方向。液压支架是综合机械化采煤方法中最重要的设备之一。液压支架主要由以下几个基本部分组成：顶梁，掩护梁和四连杆机构，侧护板，底座，立柱，千斤顶。设计要遵从支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等原则。在掩护式液压支架的设计过程中，整体伸缩式顶梁和立柱的设计是重点。本论文介绍了液压支架的结构，类型，工作原理，特点，目的及要求，对支撑掩护式液压支架作了详尽的分析和介绍，讲述了这种支架的方案和用途。关键词：液压支架支护四连杆机构

ABSTRACT Hydraulic Support The comprehensive mechanization of coal mining is the acceleration coal industrial development of our country , raises labor productivity substantially , realizes the modern a strategic measure of coal industry. Synthesize mechanization not only output big, efficiency has low cost high and can alleviate heavy physical labor and improvement schoolwork environment, is the technology of coal industry develop direction. Hydraulic support is the one of comprehensive most important equipment in the mechanization method of coal mining. Hydraulic support major from some following basically partial compositions: Top beam, screens beam and 4 linkage mechanisms, side fender, base, prop. Design to follow protect performance good, strength is speed high, move rapid, safely reliable etc. principle. In the design course that the type of supports cover type, the design of 4 linkage mechanism ，base ，structural member is key. This paper has introduced requirement, type, working principle, characteristic, purpose and the structure of hydraulic support, for screening type hydraulic pressure support have made detailed analysis and introduction, have narrated use and the scheme of this kind of support. Keyword: hydraulic support shoring 4 linkage mechanisms

液压支架总体及底座设计

前言综合机械化采煤是煤矿技术进步的标志，是煤矿增加产量、提高劳动效率、增加经济效益的重要手段。实践证明大力发展综合机械化采煤，研制和使用液压支架是十分关键的。至今，我国煤矿中使有的支架类型很多，按照支架采煤工作面安装位置来划分有端头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上所的位置的支架。目前使用的液压支架分为三类。即：支撑式液压支架、掩护式液压支架、支撑掩护式液压支架。从架型的结构特点来看，由于架型的不同，它的支撑力分布和作用也不同；从顶板条件来看，由于直接类别和老顶级别的不同，支架所承受的载荷也不同，所以为了在使用中合理地选择架型，要对支架的支撑力承载力的关系进行分析，使支架的支撑力能适应顶板载荷的要求。本设计论文则设计层煤厚度在1.9米到2.4米，老顶级别为二级，直接顶类别为一类的掩护式液压支架的设计。支撑力较小，切顶性能差，但由于顶梁短，支撑力集中在靠近煤壁的顶板上，所以支护强度较大、且均匀，掩护性好，能承受较大的水平推力，对顶板反复支撑的次数少，能带压移架。但由于顶梁短，立柱倾斜布置，故作业空间和通风断面小。其因此本设计设计这类掩护式液压支架。

1 绪论 1.1液压支架现状及发展趋势 1.1.1 液压支架现状液压支架的设计、制造和使用，从1954年英国研制成功了液压支架发展到现在，已经基本成熟，它已经形成了能适应各种不同煤矿地质条件的各类液压支架。从液压支架的形式来看，由支撑式液压支架发展到掩护式液压支架和支撑掩护式液压支架；从支架的质量来看，有轻型液压支架、中型液压支架和重型液压支架；从支撑高度来看，有薄煤层液压支架、中厚煤层液压支架和厚煤层液压支架，其中厚煤层液压支架又分煤层一次采全高液压支架和中间液压支架。所以从液压支架的现状来看，由过去的手工设计、制造和使用发展到全部计算机程序设计。总之，随着时代的发展和进步，液压支架设计、制造和使用，将越来越完善、安全、可靠。我国液压支架经过30多年的发展，尽管取得了显著的成绩，在双高矿井建设中出现过日产万吨甚至班产超万吨的记录，但总体水平与世界先进采煤国家仍存在一定差距。在支架架型功能上我国与国外相差无几，有些地方特别是特厚煤层用的放顶媒支架，铺网支架，两硬煤层的强力支架、端头支架还有独到之处，但国产液压支架技术含量偏低，电液控制阀可靠性差，所用钢材的耐压能力一般为16MPa，最好的屈服极限才700MPa，液压系统压力在35MPa以下，流量在200L/min以内，供液管直径25～35mm，回液管直径25～50mm，最快移架速度为10～12s/架，工作阻力更是相对较低。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，为减少割媒时间，一般采用0.8～1m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40～50MPa，额定流量400～500/min可实现工作面成组或成排快速移架，移架速度达到6～8s/架。美国是世界上最先进的采煤国家，澳大利亚液基本上采用一井一面的高度集中化生产，使用两柱掩护式液压支架，支架的平均工作阻力为7640KN，英国液大力发展两柱掩

支撑掩护式液压支架设计毕业论文

支撑掩护式液压支架设计毕业论文前言综合机械化采煤是煤矿技术进步的标志，是煤矿增加产量、提高劳动效率、增加经济效益的重要手段。实践证明大力发展综合机械化采煤，研制和使用液压支架是十分关键的。我国液压支架经过30多年的发展，取得显著的成果，至今已能成批制造两柱掩护式和四柱支撑掩护式液压支架，这些系列化液压支架一般用于缓倾斜中厚煤层及厚煤层分层开采。我国煤矿中使用的支架类型很多，按照支架采煤工作面安装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处工作面断头以外的采煤工作面上所有的位置的液压支架。目前使用的液压支架分为三类。即：支撑式液压支架、掩护式液压支架、支撑掩护式液压支架。从架型的结构特点来看，由于直接类别和老顶级别的不同，所以为了在使用中合理地选择架型，要对支架的支撑力承载力的关系进行分析使支架能适应顶板载荷的要求。此次设计是对大学所学的知识的综合应用，通过设计使所学知识融会贯通，形成较为清晰的知识构架，强化设计过程的规性以及对计算机的使用的熟练性。通过此次设计，能够更好的梳理所学的知识，基本掌握机械设计制造及其自动化专业在机械设计方面的工作方法，同时提高独立为完成工作的能力，为以后的工作打下坚实的基础。

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掩护式液压支架操作规程

掩护式液压支架操作规程一、般规定： 1、支架操作人员必须经过专门培训，成绩合格者发给合格证，方可上岗。 2、支架工必须坚守岗位，严格执行《作业规程》、《操作规程》和《岗位责任制》等有关规定。 3、操作支架前必须检查是否有窜漏液，如有处理后方可操作。 4、支架操作维修人员必须认真执行《检修制度》，保证液压系统完好，对损坏部件，漏液、窜液等现象必须及时处理，不得带病使用。 5、上岗后要按交接班制度认真检查高低压管路、立柱及各千斤顶等部件看其有无损伤，销轴、挡板的固定情况是否有变形松动现象； 6、设置起点时，按键间隔时间不得超过15秒，否则返回静止方式； 7、遇紧急情况，需停止整个支架动作时，可在SCU上按急停钮，使电磁阀断电系统释压； 8、当一架没有完成动作循环，需用手把操作时，必须先按隔离键，切断电磁阀电源； 9、在特殊情况下需用邻架操作时，必须注意支架的整个动作情况，因为此时系统任何闭锁都不起作用； 10、在使用遥控功能操作支架时，必须通知工作面工作人员，以勉发生人身事故； 11、工作面人员通过动作支架时，必须使用暂停功能以勉发生事故； 12、工作面所有支架必须达到完好标准；

13、操作者及其它人员不得站在蜂鸣器响或起点指示灯亮的支架前面； 14、对违章指挥者，支架工有权拒绝执行； 15、通知支架周围的人员撤离被操作的支架，并最少隔一个支架的距离。操作时禁止人员通行。同时操作人员必须在邻架或远距离操作； 16、如必须进行本架操作时，操作人员要选择好安全的操作位置，切勿被矸石、机件挤碰伤。二、移架操作 1、移架前，打开支架的进液和提底截止阀，并使所有支架恢复“推溜闭锁”状态； 2、移架前，必须清理架内的浮煤，浮矸及其它杂物，否则不准进行移架； 3、移架前，必须检查顶板情况，发现顶板破碎或有抽条冒顶现象时，要备足刹顶材料，处理好后再移架，防止移架过程中冒顶过大而造成歪架、倒架和咬架等现象； 4、移架前要检查前方是否有电缆、水管等设备，如有清理干净后再进行移架，如不能及时清理则标记本架后，使其自动实现拖拉移架，或移架后再作标记； 5、移架时利用电液控制系统的自由操作或煤机联动操作系统进行移架，即进行邻架或远控操作； 6、操作侧护板时，必须降架使顶梁离开顶板后，方可操作侧护板；

两柱掩护式液压支架平衡千斤顶的选择原则及计算过程

两柱掩护式液压支架平衡千斤顶的选择原则及计算过程李雪伟（平顶山煤矿机械有限责任公司，平顶山 467001）摘要：平衡千斤顶是两柱掩护式液压支架的重要组成部分，它的作用是调节支架顶梁合力、合力作用点的位置及顶梁的载荷分布，其缸径和上、下腔安全阀卸载压力的选择至关重要，一方面要保证顶梁前端能承受足够大的载荷而又要保证不会出现支架失稳，另一方面要保证顶梁后端和掩护梁能承受一定厚度的岩石重量，针对这两个方面的要求，本文提供了其具体的推导过程、计算方法和选择原则。关键词：液压支架；平衡千斤顶；推导过程；计算方法；选择原则 Selection Principle and Calculation Method of Stabilizing Cylinder for Two-leg Hydraulic Shield Li Xuewei (Pingdingshan Coal Mine Machinery Co.,Ltd., Pingdingshan 467001 China) Abstract：Stabilizing cylinder is a main part of two-leg hydraulic shield. It is used to adjust the point of the resultant force that the floor applies to the canopy and the loading point on the canopy. It is very important to choose the right diameter of the cylinder and right pressure of the yield valve in both the upper and the lower cylinder chambers to make sure not only that the front part of the canopy can stand large loading and the roof support stands firm but also that the hinder part of the canopy and the gob shield can stand the weight of certain rock. Based on those two requirements, this thesis provides the specific derivation process, calculation methods and selection principal. Key words: hydraulic roof support; stabilizing cylinder; derivation process; calculation methods; selection principal 0序言两柱掩护式液压支架的典型结构如下图1，其中平衡千斤顶起着至关重要的作用，它铰接着顶梁和掩护梁，使支架构成稳定的结构，通过它可以调节顶梁的倾角，使顶梁成水平或者需要的角度。此外，平衡千斤顶还设有双向锁和安全阀，随着顶梁顶板载荷的变化，使平衡千斤顶呈拉力或者压力状态，如果载荷过大，安全阀还可以通过卸载来调整顶梁的角度，从而也调整了载荷分布，避免进一步损坏结构件。图1 两柱掩护式支架典型结构 1 护帮 2 顶梁 3立柱 4平衡千斤顶5 掩护梁 6前连杆 7后连杆 8 底座平衡千斤顶缸径与上下腔安全阀压力的选择是否合适，直接关系到顶梁的接顶和切顶能力，甚至关系到支架的稳定性，如果选择的不合适，可能会引起支架倾倒，造成事故。 1、平衡千斤顶推力的计算当顶梁前端承受一个载荷Fx，并不断加大时，支架可能处于以下三种状态： 1）、平衡千斤顶先卸载，顶梁前端向下旋转； 2）、立柱先卸载，顶梁前端向下旋转； 3）、支架向前倾倒。前两种状态下，仅仅顶梁发生转动，不会引起较大的问题，第三种状态情况下，支架容易发生倾倒，可能会引发事故，因此，

ZTC14000-28-46型液压支架多目标优化设计

ZTC14000/28/46型液压支架多目标优化设计张豫龙 (天地科技股份有限公司综合办公室,北京100013) [摘一要]一针对带有套筒稳定机构的超前支护液压支架的套筒受力二支架重量相互矛盾的突出问题,在相同外载荷二最大工作高度下,以套筒机构受力绝对值之和二长度之和最小为目标函数,建立了多目标优化模型三使用NSGA -Ⅱ算法求解建立的模型,采用模糊集合理论的方法选择最优解, 并在Matlab 环境下编制计算程序,应用此程序优化ZTC14000/28/46超前液压支架参数,优化后伸缩杆受力减小136．21kN 三ZTC14000/28/46在补连塔煤矿连续运行中未出现套筒机构断裂事故,为提高超前液压支架综合性能提供了有效途径三 [关键词]一超前液压支架;多目标优化设计;套筒机构;遗传算法 [中图分类号]TD355．41一[文献标识码]A一[文章编号]1006-6225(2017)04-0035-04Multi-objective Optimization Design of ZTC 14000/28/46Hydraulic Support ZHANG Yu-long (General Office,Tiandi Science &Technology Co．,Ltd．,Beijing 100013,China)Abstract :In order to solve the paradox problems of sleeve stress and support height of advance supporting hydraulic support with sleeve stability structure,under the same loading and the maximal working height,and it takes sum of absolute value and sum of length of sleeve structure stress as objective function,then multi-objective optimization model was built,and the model was solved by NSGA-Ⅱalgorithm,the optimal solution was selected with fuzzy set theory,and calculation program was complicated under Matlab en-vironment,the parameters of advance hydraulic support ZTC14000/28/46were optimized by the program,then expansion link stress decreased 136．21kN．The sleeve structure cracking accident had not appeared during ZTC14000/28/46continuous working time in Bu-lianta coal mine,it provided more effective method for combination property improving of advance hydraulic support．Key words :advance hydraulic support;multi-objective optimization design;sleeve structure;genetic algorithm [收稿日期] 2017-04-20[DOI]10．13532/j．cnki．cn11-3677/td．2017．04．010[基金项目] 国家重点基础研究发展计划(973计划):深部围岩自适应支护原理及系统创成理论(2014CB046302)[作者简介] 张豫龙(1978-),男,山西昔阳人,工程师,现任天地科技股份有限公司综合办公室副主任三[引用格式]张豫龙．ZTC14000/28/46型液压支架多目标优化设计[J ].煤矿开采,2017,22(4):35-38．一一近年来,综采工作面回采巷道多采用超前液压支架进行超前支护,超前液压支架受超前支承压力影响,工作状况十分恶劣[1],同时,工作面回采速度的提升和高产高效矿井的建设需要超前液压支架具有合理的支护能力二支护效率和可靠性[2-3]三套筒稳定机构在使超前液压支架顶梁垂直升降的同时能保持梁端距恒定,同时套筒稳定机构具有结构简单二受力杆件少二支架重量轻二稳定机构占用空间小等优点,在煤矿综采超前支护中时有应用,但是目前对四连杆机构运动和力学性能研究已较为成熟,很少有套筒机构的研究,优化设计大多都是单目标三文献[3]分析了套筒机构的运动及受力,并且模拟了关键部位的应力,但是没有详细说明设计过程三本文主要探讨设计过程,并且建立套筒机构优化模型,并应用NSGA -Ⅱ算法求解, 并使用模糊集合理论的方法选择最优解三本文分析以ZTC14000/28/46回风巷超前液压支架(图1) 为例,该支架是由多组垛式液压支架组成,每组支架都由一个整体刚性顶梁和底座组成三 1 顶梁; 2 立柱; 3 伸缩杆; 4 伸缩筒图1一带有套筒稳定机构的超前支护液压支架1一设计过程及受力分析本文将带有套筒稳定机构超前液压支架简化成如图2所示模型,设伸缩筒运动时伸缩杆的一侧紧贴伸缩筒,伸缩筒的边沿紧贴伸缩杆,伸缩杆与伸缩筒的中心线会有一个偏移角度φ,顶梁与伸缩5 3第22卷第4期(总第137期)2017年8月煤一矿一开一采COAL MINING TECHNOLOGY Vol．22No．4(Series No．137)August一2017 万方数据