毕业设计液压支架立柱的设计分析

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液压支架顶梁、立柱的设计

液压支架顶梁、立柱的设计

目录摘要(中文) (I)摘要(英文) (II)1、绪论‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐11.1 综合机械化采煤‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐11.2 液压支架总述‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐21.2.1液压支架使用现状‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐21.2.2 液压支架的发展趋势‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐21.2.3 我国液压支架与国外液压支架存在的差距及今后的发展趋势‐31.3 设计任务及意义‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐31.3.1 设计的任务‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐31.3.2 设计意义‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐42、总体设计‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐42.1 原始材料‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐42.1.1 设计题目‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐42.1.2 设计原始资料‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐52.2 主要技术指标‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐52.2.1 初撑力‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐52.2.2 移架力与推溜力‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐52.2.3 液压支架高度、采高确定‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐52.2.4 支架的伸缩比‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐62.2.5 中心距和宽度的确定‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐62.2.6 底座长度‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐62.3 液压支架总体设计‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐62.3.1 挡矸结构‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐62.3.2 控顶距与四连杆机构‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐92.3.3 确定支架的主体尺寸‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐132.3.4 支架受力分析及立柱的负载‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐202.3.5 确定液压缸的行程及结构形式‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐252.3.6 总图及工作原理‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐262.3.7 其他‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐282.3.8 小结‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐283、专题设计‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐293.1 专题设计的内容及意义‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐29 3.1.1 专题设计的内容‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐29 3.1.2 专题设计的意义‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐29 3.2 专题的主体尺寸‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐29 3.2.1 主体结构分析‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐29 3.2.2 有关计算‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐32 3.2.3 装配关系‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐39 3.2.4 总体尺寸控制、配合公差‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐39 3.2.5 总图及工作原理‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐403.3 主要零部件设计‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐433.3.1 结构设计‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐433.3.2 工艺性分析‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐433.3.3 零部件图‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐443.3.4 有关计算‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐453.4 小结‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐45 结论‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐46 参考文献‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐47 致谢‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐481、绪论1.1 综采机械化采煤综采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。

液压支架系统与立柱设计

液压支架系统与立柱设计

1 绪论1.1 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。

而液压支架是一高压液体作为动力,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。

如图1.1所示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,另一腔回来,推动活塞上升,使与活塞杆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,于是顶梁脱离顶板。

3.支架和输送机前移支架和输送机的前移,都是由于底座上的推移千斤顶来完成的。

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的活塞杆腔,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;当需要输送机时,支架支撑顶板后,高压液体进入推移千斤顶活塞腔,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。

1.3 设计事项1.3.1 设计目的采用综合机械化采煤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求,必须大量生产综合机械化采煤设备,迅速增加综合机械化采煤工作面(简称综采工作面)。

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求量是很大的。

由于不同采煤工作面的顶板条件、煤层厚度、煤层倾角、煤层的物理机械性质等的不同,对液压支架的要求也不同。

液压支架设计与应用毕业论文

液压支架设计与应用毕业论文

液压支架毕业论文1 绪论回采面中,为了确保工作面机器和人员的安全生产,要对顶板进行支撑和管理,以防止工作面空间的顶板冒落。

液压支架是以高压液体为动力,由金属构件和若干液压元件组成。

它使顶板的支撑、切顶、移架和输送机等工序全部实现了机械化。

因而大大地改善了回采工作面的工作条件、降低了人们的劳动强度,有效地增加了劳动安全性,使工作面的产量和效率得到了很大的提高,并为工作面的自动化创造了条件。

但液压支架对煤层的地质条件要求较高。

液压支架动作原理可概括如下:液压支架在工作过程中,必须具备升、降、推、移四个基本功作,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) 升柱当需要支架上升支护顶板时,乳化液进入立柱的活塞腔,另一回腔液,推动活塞上升,使与活塞杆相连接的顶梁紧紧接触到顶板。

(2) 降柱当需要降柱时,高压液进入立柱的活塞杆腔,另一回腔液迫使活塞杆下降,于是顶梁脱离顶板。

(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的。

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的活塞杆腔,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,如下图所示:图1—1 支架工作特性曲线支架立柱工作时,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,此阶段为初撑阶段;支架初撑后,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定压力,立柱下腔压力达到工作阻力。

此阶段为增阻阶段,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定值时,安全阀打开而溢流,立柱下缩,使顶梁压力减小,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制下,压力曲线随时间呈波浪形变化,此阶段为恒阻阶段。

单体液压支柱毕业设计

单体液压支柱毕业设计

单体液压支柱毕业设计单体液压支柱毕业设计在工程领域中,液压支柱是一种常见的装置,用于支撑和稳定结构。

液压支柱的设计和优化是一个重要的毕业设计课题,它涉及到结构力学、液压力学和工程设计等多个学科的知识。

本文将探讨单体液压支柱的毕业设计,并介绍其设计原理、优化方法和应用领域。

设计原理单体液压支柱是一种由液压缸和活塞组成的装置,通过液压油的压力来提供支撑力。

其工作原理是利用液压油在液压缸中的压力传递到活塞上,从而提供稳定的支撑力。

液压支柱的设计需要考虑到结构的稳定性、承载能力和工作效率等因素。

在设计过程中,首先需要确定支柱的尺寸和材料。

支柱的尺寸应根据结构的负荷和支撑要求来确定,同时要考虑到安全系数和结构的可靠性。

材料的选择应考虑到强度、刚度和耐腐蚀性等因素。

其次,需要确定液压系统的参数。

液压系统的参数包括液压油的压力、流量和工作温度等。

这些参数需要根据结构的需求和液压系统的特性来确定,以确保液压支柱的正常工作。

优化方法在设计过程中,可以采用优化方法来改进液压支柱的性能。

一种常见的优化方法是使用有限元分析。

有限元分析可以模拟和分析液压支柱在不同工况下的受力和变形情况,从而找到最优的设计方案。

此外,还可以采用参数优化方法。

参数优化方法是通过改变设计参数的数值,来寻找最优的设计方案。

例如,可以通过改变液压系统的参数来提高液压支柱的工作效率和稳定性。

应用领域单体液压支柱广泛应用于各个工程领域。

其中一个主要应用领域是建筑工程。

在建筑工程中,液压支柱可以用于支撑和稳定大型结构,如高楼大厦和桥梁等。

通过调整液压支柱的高度和压力,可以实现结构的平衡和稳定。

另一个应用领域是航空航天工程。

在航空航天工程中,液压支柱可以用于支撑和调整飞机和航天器的姿态。

通过控制液压支柱的压力和流量,可以实现飞机和航天器的稳定飞行和精确操控。

总结单体液压支柱的毕业设计是一个涉及多个学科知识的综合性课题。

在设计过程中,需要考虑结构的稳定性、承载能力和工作效率等因素。

机械毕业设计405采煤机液压支架立柱仿真设计说明书

机械毕业设计405采煤机液压支架立柱仿真设计说明书

第1章前言液压支架以液压为动力实现升降、前移等运动,既能支撑又能维护顶板的支护设备,为采煤工作面综合机械化的主要设备。

和刮板输送机、转载机及胶带输送机等形成了一个有机的整体,实现了包括采、支、运等主要工序的综合机械化采煤工艺。

液压支架能可靠而有效地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,并且能够随着工作面的推进而机械化移动,不断地将采煤机和输送机推向煤壁,从而满足了工作面高产、高效和安全生产的要求。

1.1立柱设计的意义我国是世界主要产煤国家,煤矿总数超过全世界其他所有国家煤矿的总和。

综采技术经过30多年发展,积累了丰富的经验,高产高效矿井建设已初见成效。

发展综采技术是建设高产高效矿井的重要任务,加大技术改造力度,优化工作面配套、提高设备可靠性、提高开机率是高产高效矿井建设的发展趋势。

我国自70年代初开始大规模引进国外综采设备,发展综合机械化采煤。

与此同时,煤炭科学研究院及相关厂矿共同开始了对液压支架的科研和技术攻关,至80年代末,已先后研制成功薄煤层、中厚煤层、厚煤层和特厚煤层综采成套设备和技术,基本上取代了进口,促进了煤炭工业的快速发展。

到1997年全国国有重点煤矿综合机械化程度已达到48.38%,相继建成一批高产高效的矿井。

国产综采设备的水平有了较大的提高,一些技术指标接近或达到国际先进水平。

我国综采设备已开始打入国际市场,先后出口到美国、印度、土耳其、俄罗斯等国家。

液压支架是综采工作面的重要设备之一,其投资约占综采工作面成套设备总投资的70%左右,其作用不仅是支护顶板、维护安全作业空间,而且要推移工作面输送机和采煤机。

因此,液压支架的性能和可靠性是决定综采成败的关键因素之一。

液压支架与滚筒采煤机(或刨煤机)、刮板输送机、转载机及胶带输送机等形成了一个有机的整体,实现了包括采、支、运等主要工序的综合机械化采煤工艺。

液压支架能可靠而有效地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,并且能够随着工作面的推进而机械化移动,不断地将采煤机和输送机推向煤壁,从而满足了工作面高产、高效和安全生产的要求。

毕业设计(论文)-支撑掩护式液压支架设计(全套图纸)

毕业设计(论文)-支撑掩护式液压支架设计(全套图纸)

第1章绪论1.1 液压支架的作用和分类1.1.1 液压支架的用途液压支架是综采设备的重要组成部分。

它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板,隔离采空区,防止矸石进入回采工作面和推进输送机。

它与采煤机配套使用,实现采煤综合机械化,解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾,进一步改善和提高采煤和运输设备的效能,减轻煤矿工人的劳动强度,最大限度保障煤矿工人的生命安全。

液压支架作为煤矿综采机械化采煤设备(液压支架、可弯曲输送机和采煤机)的重要组成设备之一;在生产过程中,液压支架的性能的好坏将直接影响煤矿生产的质量,特别是生产过程中对人员的安全保障问题是极为重要的。

因此,性能优良的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。

1.1.2 液压支架的分类液压支架的种类很多,分类的依据和方法各不相同。

⑴按支架与围岩的相互作用关系分类按照液压支架与围岩的相互作用关系,目前使用的液压支架可分为三类,即支撑式、掩护式和支撑掩护式三大类。

①支撑式液压支架是一个在底座上放置几根立柱支撑顶梁,通过顶梁支撑顶板的简单结构基础上发展起来的,它是世界上发展最早的液压支架。

典型的支撑式液压支架,其顶梁较长,立柱较多,靠支撑作用维护一定的工作空间,而顶板岩石则在顶梁后部切断垮落。

架厚的挡矸帘只起着碎矸石从采空区涌入工作面的作用。

这种类型的支架具有较大的支撑能力和良好的切顶性能,因此适用于顶板坚硬完整,基本顶周期压力明显或强烈,底板较坚硬的煤层。

但由于立柱的垂直布置,所以支架承受水平力的能力差,在水平力的作用下,支架容易失去稳定性。

②掩护式液压支架掩护式液压支架是利用立柱、顶梁与掩护梁支护顶板和防止岩石落入工作面。

这类支架的顶梁较短,多数支架的立柱只有一排,一般仅有1~2根,多呈倾斜布置,与掩护梁连接或直接连接在顶梁上。

立柱通过顶梁支撑顶板。

掩护梁与冒落得岩石相接触,阻止矸石涌入工作面并承受采空区矸石的载荷。

试析液压支架立柱外缸体的设计

试析液压支架立柱外缸体的设计

试析液压支架立柱外缸体的设计引言立柱是支架的承載构件,它长期处于高压受力状态,它的工作性能直接影响整个支架的工作状态。

因此在设计立柱时除应具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外,还必须有足够的抗压、抗弯强度,良好的密封性能,结构要简单,并能适应支架的工作要求。

在生产实际中,外缸体的变形主要有缸体胀缸、人为破坏、密封失效等几方面,其中液压支架立柱胀缸问题越来越突出,大修液压支架立柱的胀缸比例约占20%,给生产维检带来很大压力,对安全生产与优质高效造成影响。

因此,研究分析研究立柱外缸体的变形、探讨有效防范及处置处理措施,对于煤矿企业综合机械化采煤降耗提效、促进安全生产、提升企业科技管理水平等方面,都具有重要意义。

本文主要将以ZY10000/28/62D中的立柱外缸体为例,运用SolidWorks Simulation 有限元分析软件对外缸筒进行分析,提出具体的设计改进措施,避免出现由于缸体变形而影响工作的现象发生。

一、建模ZY10000/28/62D型支架立柱的结构如图1所示,为双伸缩柱塞式结构,主要由外缸体、中缸体、活柱等构成。

从二维零件图可以获得尺寸,其中主尺寸如下:立柱总长L=5860mm,外缸体L1=2278mm,中缸体L2=2168mm,活柱L3=2220mm,外缸体内径D1=400mm,中缸体外径D2=380mm,活柱直径D3=260mm。

二、缸体的强度校核双伸缩立柱的外缸、中缸多数用27SiMn无缝钢管制作,液压支架立柱的壁厚(mm)一般为,即中等壁厚,按(1-1)式计算:(1-1)式中p—液压缸的最大工作压力,MPa;C—考虑关闭公差及侵蚀的附加厚度,mm;一般取2mm。

—强度系数,无缝钢管的=1;[]—缸体材料许用应力,MPa。

已知D=400mm,p=31.5MPa,C=2,=1,查表取安全系数:n=5;选取缸体材料为27SiMn,经查表得σb=980 MPa ,[]=σb/n=196 MPa。

最新毕业设计-液压支架立柱的设计分析

最新毕业设计-液压支架立柱的设计分析

毕业设计-液压支架立柱的设计分析2 顶板分类1.直接顶分类我国将缓倾煤层回采工作面的直接顶分为四类。

⑴不稳定顶板即破碎顶板;很容易冒落,冒落能基本充满采空区。

泥质页岩﹑再生顶板等属于这一类。

⑵中等稳定顶板,这累顶板强度较高,但有大量的节理缝隙,局部较完整,厚度不大,冒落后不能充满采空区,一般支护设备前移后随即冒落。

页岩,粉砂岩等直接顶属于这一类顶板。

⑶稳定顶板即完整顶板:不易发生局部冒落,砂岩顶板﹑坚硬的砂岩属于这类顶板。

4 坚硬顶板:极难冒落的砂岩﹑坚硬砂质页岩等属于这类顶板。

1.老顶分级老顶根据周期来压明显与否分为四级:Ⅰ级顶板,周期来压不明显;Ⅱ级顶板,周期来压明显;Ⅲ级顶板,周期来压强烈;Ⅳ级顶板,周期来压极其强烈。

老顶来压越不明显,作用于支架上的载荷就越小,而且稳定。

反之,周期来压越强烈,作用于支护设备上的载荷就越大,且有冲击。

2.3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,“一般分为三大类,即支撑式、掩护式(图2-1)和支撑掩护式(图2-2)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2-1 掩护式液压支架结构图2-2 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。

2.4液压支架的分类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。

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3).采用高压乳化液泵,以提高支架的初撑力,很多国家使用的泵站压力已达到300公斤/厘米2以上。
4).为了简化支架管路系统和便于安全操作,开始采用“多芯管”先导式邻架控制的操纵方式。
5).为加快支架移设速度,进一步改善操纵条件,支架控制正在向自动控制方向发展。目前,分组程序已开始使用,全工作面的自动控制还处在研究阶段。
1.2液压支架的使用现状
液压支架的设计、制造和使用,从1854年英国研制成功了液压支架发展到现在,已经基本成熟,已经基本成熟,它已经形成了能另适用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,有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、中厚煤层分层和厚煤层液压支架,其中厚煤层液压支架鼬分厚煤层一次采全高液压支架、厚煤层分层开采液压支架和放顶煤液压支架;从用途来看,有端头液压支架和中间液压支架。所以从液压支架的现状开看,液压支架已经发展到一个完整的液压支架体系。从液压支架的设计来看,由过去的手工设计发展到全部计算机程序设计。总之,随着时代的发展的进步,液压支架设计、制造和使用,将越来越完善、安全、可靠。
为了改进支架的支护性能,提高它对不同矿山地质条件的适应性,扩大使用范围,延长使用寿命,目前液压支架有下列几方面的发展动向:
1).大力发展掩护式和支撑掩护式支架,对其它形式的支架,应用逐渐减少。1976年国际采矿设备展览会展出的89种液压支架中,有80%是掩护式支架,这些支架的主要特点是:
采用四连杆机构,使梁端和煤壁之间的距离基本保持恒定;支柱支在顶梁上,提高了支架的工作阻力;顶梁和掩护梁铰接,取消了两者间易被矸石堵赛的三角区;掩护梁和顶
第二章回采工作面的支护设备
2.1支护设备的用途和种类
在回采工作面中。为了保护工作面内机器和人员的安全生产,要对顶板进行支撑和管理,以防止工作面空间的顶板冒落。
回采工作面的使用的支护设备有金属摩擦支柱、单体液压支架和自移式液压支架。他们与采煤机和工作面的输送机分别组成“普采”、“高档普采”和“综采”设备。
6).液压支架结构设计的方向:轻型化、标准化、材质强化、高压化。
1.4我国液压支架与国外液压支架的差距及今后的发展趋势
我国液压支架经过30多年的发展,尽管取得了显著成绩,在双高矿井建设中出现过日产万吨甚至班产万吨的记录,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,但有些地方特别是特厚煤层用的放顶煤支架、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,所以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25~32mm,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。
梁的主梁部分均装设侧护板,提高了支架的防护能力;采用整体自移式,便于支架操作和实现自动控制。
2).液压支架的进一步发展,是着重解决扩大使用范围的问题。目前,各国正在研制大倾角、大采高、大截深和薄煤层支架,并使支架和采煤机更好地配合。近几年来,国外正
在研制一次截深1.5米左右或一次采高5.5米的液压支架。同时,为扩大支架适应的高度范围,广泛采用双伸缩式支柱。
我国科学工作者经过30多年的发展和努力,液压支架的设计、制造水平在不断提高,特别是在缓倾斜中厚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,在品种和质量方面与国际先进水平相比,差距越来越小。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的差距。所以,今后除硬继续针对我国国情的煤层具体条件,开发一些新架型、新品种外,还应在设计支架控制系统和提高支架的工作可靠性方面下功夫。
1.3液压支架的发展趋势
近几年来,为适应采煤综合机械化的发展需要,液压支架获得了迅速的发展,出现了很多类型,据统计,它的结构形势已达数百种。每种支架的支柱从1根导8根,支撑力从50吨到800吨,支架适应煤层厚度的范围由0.6米到5米,也以至更厚的煤层,适应煤层倾角由0°到45°,甚至70°左右。在缓倾斜薄及中后煤层中,液压支架已获得广泛的应用,但是由于煤层赋存条件复杂,支架的结构还不够完善,设备需要管理和操作经验,所以液压支架的使用范围仍受到限制。
今后,我国的液压支架的设计将朝技术含量大、钢板强度高、移架速度快和电液控制阀的方向发展,对有破碎带和断层的工作面将加大支架的移架里,尽量采用整体可靠推杆和抬底座机构,并减少千斤顶的数量。另外,将普遍采用额定压力为40MPa、额定流量为400L/min的高压大流量乳化泵站,以适应快速移架的需要;系统采用环形或双向供液,以保证支架有足够的压力达到初撑力,以保证支架接顶位置准确。两柱掩护式支架的比重将大大增加,缸的直径将增至360mm,端头支架、轻放多用途支架将被广泛使用。
第一章绪论
1.1液压支架的设计目的
采用综合机械化采煤方法是大幅度增加煤炭产量、提高经济效益的必由之路。为了满足煤炭日益增长的需要,必须大量生产综合机械化采煤设备,迅速增加综合机械化采煤工作面(简称综采工作面)。而每个总裁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底板条件、煤层厚度、煤层倾角、煤层的物理机械性质等的不同,对液压支架的要求也不同。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。由于液压支架的类型很多,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。
由于使用金属摩擦支柱劳动强度大、安全行差、工作面产量低,现已很少使用。
单体液压支柱与铰接顶梁配套使用。由于单体液压支柱是用高压液体进行升柱和支撑,减轻了工人的劳动度,增加了工作面的安全性,工作面的产量和效率有了一定的提高。但是由于单体液压支柱支撤和移动仍靠人工进行操作,所以劳动强度仍然较大,安全性仍然较差,工作面的产量和效率的提高受到限制。
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