普通掩护式液压支架设计研究
毕业设计--掩护式液压支架的设计

前言煤炭是工业的粮食,目前及在相当一段时期内,我国能源生产和消费结构中以煤炭为主的格局不会改变,且数量每年都在递增,只有依靠科技进步,依靠煤炭生产的机械化和自动化才能满足工业生产的这一需要。
综合机械化采煤方法是高效安全的采煤方法,而液压支架是综合机械化采煤方法中最重要的设备之一。
液压支架在我国煤矿中的使用已有近三十年的历史。
从消化先进设备开始,到我国能独立研究、设计的制作,我们已经积累了丰富的经验。
通过在学院函授站的学习,使我对这一部分知识有了更加全面、更加系统的认识和了解,并利用毕业设计这个机会,对我矿井下工作面所用的液压支架进行了选型和设计。
由于自己的能力有限,经验不足,再加上时间较紧,有不妥之处,希望能得到有关专家和老师的指正。
内容提要ZY3200/14/34掩护式液压支架的设计,主要是针对**22313工作面的煤层、围岩情况及其配套设备进行选型设计的一种实用液压支架,它包括以下几个部分:通过介绍整个矿井的地质条件及工作面的实际情况,结合支架的发展情况及分类,对液压支架进行了选型,并确定其基本技术参数。
根据结构部件在整个液压支架中承载情况及作用,详细对支架的顶梁、四连杆机构、侧护板、底座、立柱、各种千斤顶等部件进行了结构设计,确定了其整体结构尺寸。
重点对立柱做了结构、技术参数说明,并根据其承载的工作阻力对立柱的稳定性,活塞杆和缸体的强度进行了校验。
介绍了该支架液压系统的特点,详细说明了立柱、各种千斤顶系统的基本控制回路及它们的工作原理,并对泵站液压元件、液压管路进行了选型。
目录第一章概论 (1)第二章液压支架结构尺寸的设计……………………第三章液压支架部件的设计…………………………第四章立柱的强度校核………………………………第五章液压支架的液压系统设计……………………结论…………………………………………………谢辞…………………………………………………参考文献………………………………………………ZY3200/14/34掩护式液压支架的设计第一章概论一、矿井的概述**矿是一座年产180万吨的大型机械化矿井,生产装备先进,技术力量雄厚,采、掘机械化程度达到100%,井田含煤地层时代为c-p,总厚210米,其中有19层煤,煤层总厚21米,含煤系数10%,可采和部分可采煤层8层,厚17.30米,可采含煤系数为8.2%。
一般掩护式液压支架的设计过程

一般掩护式液压支架的设计过程掩护式液压支架是一种用于支撑和承重的设备,通常应用于大型机械设备的安装和维修过程中。
设计一个有效的掩护式液压支架需要经过以下步骤:1.关键参数的确定:首先需要确定支架承重和承载能力,即设计的最大负载和支撑面积。
这可以根据设备的重量、尺寸和工作条件来确定。
同时,还需要考虑液压系统的最大工作压力和流量,以确保轻松承担工作条件下的负荷。
2.结构设计:根据实际需求,设计支架的结构形式,可以是单桁式、多桁式,或者其他更复杂的结构。
结构设计需要考虑支架的稳定性、刚度和对外界振动的响应能力。
此外,还需要合理布置液压缸、油缸等液压元件,确保其位置与工作条件相适应。
3.强度计算:通过对支架结构进行强度计算,确认其在最大负载下的安全性能。
这包括对结构的静态和动态加载条件进行分析,以及对关键部位的应力和变形进行计算。
通过这些计算可以确定材料的选择、构件的尺寸和连接方式。
4.液压系统设计:根据液压支架的功能需求,设计液压系统。
液压系统包括液压缸、驱动装置和液压控制系统。
设计液压系统时需要考虑液压缸的大小和类型、油液的流量和压力、液压泵的型号和工作性能等因素。
5.CAD建模和装配:使用计算机辅助设计软件进行三维建模和装配,以便更好地理解和验证设计。
通过CAD建模和装配可以更好地检查和优化支架的结构、材料和组件布局。
6.耐久性和安全性验证:通过有限元分析和试验验证支架的耐久性和安全性。
有限元分析可以模拟不同工况下支架的受力和变形情况,帮助优化设计。
试验验证可以通过实际加载和测试支架的能力来验证设计。
7.制造和装配:根据设计图纸和规范进行支架的制造和装配。
制造过程中需要注意材料的选择和加工工艺控制,确保符合设计要求。
8.调试和测试:在装配完成后,对支架的液压系统进行调试和测试,以确保其正常工作和达到设计要求。
9.安全标准和规范:制定支架的使用和维护规范,确保其安全使用和长期运行。
同时,需要根据国家和行业相关标准,确保支架的设计和制造符合安全和质量要求。
薄煤掩护式液压支架毕业设计

薄煤掩护式液压支架毕业设计薄煤掩护式液压支架毕业设计摘要液压支架是采矿设备的重要组成部分,主要是有效的支撑和控制顶板,防止矸石窜入工作面和推移输送机,它与采煤机和输送机配套使用,实现落煤,运输支撑顶板综合机械化,有效的减轻了工作面的劳动强度,提高了劳动生产率,并且大幅减小了矿上事故的发生率。
本次毕业设计以“薄煤掩护式液压支架”作为设计课题,将先进的设计理念、先进的设计技术、先进的采煤工艺与冀中能源峰峰集团小屯矿的实际地质条件相结合应用于传统产品的设计中。
本设计说明书共分六章,通过对液压支架的使用现状、方案比较、参数设计及其使用、维修的设计,让我们学到的各科知识在实践中得以应用,为我们今后的设计得到锻炼。
关键词:液压支架薄煤液压支架矿山机械设备目录摘要------------------------------------------------------1 第1章概述------------------------------------------------1 1.1我国煤碳的开采和液压支架的发展-------------------------------3 1.2 国外液压支架的发展趋势---------------------------------------4 1.3 小屯矿矿井概况----------------------------------------------7 第2章液压支架的方案制定---------------------------------9 2.1液压支架的设计依据--------------------------------------------9 2.2 总体方案的分析-----------------------------------------------12 第3章液压支架参数的确定------------------------------------15 3.1 液压支架已知数据---------------------------------------------15 3.2 液压支架整体参数的确定---------------------------------------16 3.3 液压支架部件基本参数的确定-----------------------------------17 第4章液压支架受力分析与较核-----------------------------------18 4.1 液压支架顶梁受力分析与较核-------------------------------------18 4.2 液压支架底座的受力分析与较核----------------------------------23 4.3千斤顶销轴的较核------------------------------------------------26 第5章液压支架的使用和维护--------------------------------------27 5.1液压支架的操作-------------------------------------------------27 5.2 液压支架使用注意事项------------------------------------------28 5.3 液压支架的维护、保养及故障处理-------------------------------30 5.4 常见故障及处理方法--------------------------------------------32 第6章结论---------------------------------------------------35 第一章概述1.1我国煤碳的开采和液压支架的发展我国煤炭资源十分丰富,1985年全国累计探明煤炭总储量为7822亿t,其中厚煤层的储量占首位,接近总储量的一半,根据1988年我国统配煤矿统计,原煤产量按薄、中厚及厚煤层的比重分别为10.4%、43.97%及45.63%;若以可采储量统计,则分别为17.36%、37.84%、44.80%。
掩护式液压支架设计说明书

摘要由于地下煤层的地质环境比较复杂,这就要求在不同的煤层环境中使用不同的与之适应的液压支架。
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。
支架的形式为掩护式支架。
支架除了要有效的对顶板进行有效支撑,还要实现升、降、推移四个步骤。
支架采用四连杆机构,改善支架的受力状况,缩小支架的升降过程中顶梁前端前后移动的距离。
立柱采用单伸缩液压缸,前端带有加长杆,以满足支架最低及最高位置时的高度要求。
顶梁掩护梁、底座都做成箱体结构用钢板焊接而成。
整个液压支架的设计都源于煤层厚度这一初始条件,这很好的说明了不同煤层需要不同的液压支架,于是液压支架的更新换代对于提高采煤效率和增加井下安全性显得十分重要。
在研制液压支架时,需要对支架进行生产试验和分析研究,确定合理的液压支架受力参数、运动参数和结构参数,以及选定液压支架最佳方案等方面综合性的科学技术问题。
本设计主要从支架的工作原理这手,然后进行总体结构设计以及校核。
关键词:液压支架;顶梁;底座;立柱;结构设计AbstractAs the coal underground geological environment more complex, which requires coal in different environments with different to the hydraulic pressure support.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.The support eliminates must realize effectively carries on the strut to the roof, but also must realize ,to fall, to push, move four steps .the support uses four link motion gears, improves the support the stress condition, reduces the support to rise and full the distance which in the process fort end the top-beam around moves. The column uses the list expansion and contraction hydraulic cylinder, front end has legthens the pole, satisfies the support to be lowest and time the highest position high request. The top-beam, shields Liang, the foundation all makes the packed in a box body structure, becomes with the steel plate welding.The design of the hydraulic pressure support from all seam thickness of the initial conditions, which is very good description of the different needs of different coal hydraulic pressure support, and therefore the upgrading hydraulic pressure support for improving efficiency and increasing the underground mining safety it is extremely important.At research to presses the support, need to carry on produce to experiment and analyze the research, make sure reasonable of liquid presses the support to be subjected to the dint parameter, the sport parameter and the structure parameters, and make selection the liquid to press the synthetic science technique problem of aspect of etc. of the best project of support. This design mainly this hand from the work principle of the support, then carry on the total structure design and school pits.Keywords: Hydraulic pressure support;Top beam;Cradle;the column-type support;structure design第1章绪论1.1 液压支架发展概况历史地来看,大约在四五十年前回采工作面还是采用木支柱。
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。
支撑掩护式液压支架毕业设计论文

前支撑掩护式液压支架毕业设计论文1液压支架概述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的主要动作有升架、降架、推移输送机和移架。
这些动作是利用乳化液泵站提供的高压液体,通过液压控制不同功能的液压缸来完成的。
每架支架的液压管路都与工作面主管路并联,形成各自独立的液压系统,如图1-1所示,其中液控单向阀和安全阀设在架内,操纵阀可设在本架或邻架内,前者为本架操作,后者为邻架操作。
1.2.1支架升降支架的升降依靠立柱2的伸缩来实现,其工作过程如下:1、初撑操纵阀8处于升柱位置,由泵站输送来的高压液体经液控单向阀6进入立柱的下腔,同时立柱的上腔排液,于是活柱和顶梁升起,支撑顶板。
当顶梁接触顶板,立柱下腔的压力达到泵站的工作压力后,操纵阀置于中位,液控单向阀6关闭,从而立柱下腔液体被封闭,这就是支架的初撑阶段。
2、承载支架初撑后,进入承载阶段。
随着顶板的缓慢下沉,顶板对支架的压力不断增加,立柱下腔被封闭的液体压力将随之迅速升高,液压支架受到弹性压缩,并由于立柱缸壁的弹性变形而使缸径产生弹性扩张,这一过程就是支架的增阻过程。
当下腔液体的压力超过安全阀5的动作压力时,高压液体经安全阀5泻出,立柱下缩,直至立柱下腔的液体压力小于安全阀的动作压力时,安全阀关闭,停止泄液,从而使立柱工作阻力保持恒定,这就是恒阻过程。
支撑掩护式液压支架系统设计与分析

a
时的 ! 角, 恰好是顶梁
c
Q1
前端点的双扭线轨迹
d
图 2 支架结构优化设计图
H1.支架在最高位置时的计算高度 a.后连杆长度 c.前连杆长度 d.前后 连杆下铰点水平之距 e. 前后连杆上 铰点水平之距 p1.支架在最高点时掩 护梁与顶梁顶面夹角 Q1.在最高位置 时, 后连杆与底座底面夹角
上切线与顶梁垂线之 间的夹角。所以, 只要 令支架由高到低变化 时, 顶梁前端点运动轨 迹近似成直线目标函 数, 这两项要求都能得 到 满 足 [ 5] 。
[ 2] 王 德 斌.交 流 伺 服 进 给 系 统 及 其 数 学 模 型 的 研 究[ J] .机 械 制 造
与自动化, 2006, 35( 1) : 86- 88, 91.
[ 3] 殷 际 英 , 林 宋 , 方 建 军.光 机 电 一 体 化 实 用 技 术[ M] .北 京 : 化 学
工业出版社, 2003.
顶煤液压支架, 最好小于 0.2。 3.2 支架部件的设计计算
此 部 分 属 常 规 设 计 [ 6] , 主 要 包 括 立 柱 、推 移 千 斤 顶 和推后溜千斤顶的设计计算。立柱的设计主要包括立 柱杆径的计算和柱窝的设计。柱窝设计为埋入底座箱 形 结 构 内 的 球 窝 形 柱 窝 , 其 具 有 强 度 大 、对 主 柱 的 刚 性 适 应 性 强 、可 保 证 支 架 有 较 大 的 调 高 范 围 等 特 点 。缺 点 是对底座的强度影响较大, 柱窝处容易堆积煤矸, 影响 正 常 工 作 。千 斤 顶 的 设 计 包 括 内 径 、活 塞 杆 杆 径 和 推 移 行程。
支架在最高位置
时: P1=52°~62°( 0.91~1.08rad) ; 后连杆与掩点 之 距 与 掩 护 梁 长 度 的比 值 I1=0.22~
支撑掩护式液压支架总体及底座设计论文

中文题目:支撑掩护式液压支架总体及底座设计外文题目:OVERALL AND BASE DESIGN OF SUPPORTINGSHIELD HYDRAULIC SUPPORT毕业设计(论文)共64 页(其中:外文文献及译文9页)图纸共2张完成日期2015年6月答辩日期2015年6月摘要本设计研究的是煤矿中应用的支撑掩护式液压支架和液压支架的底座设计。
支撑掩护式液压支架在煤炭行业是一种重要的支护设备,液压支架是综采工作面支护设备,它的主要用途是支撑煤层的顶部,保证大范围的通风,推移工作配套设备。
液压支架主要是以高压液体作动力、由液压元件(液压缸和液压阀)与金属构件组成一种支撑和管理顶板的自移式设备,它不仅能实现支撑、切顶和隔离采空区,而且还能使支架本身前移和推动输送机。
底座是支架的主要部件,顶板的载荷通过支架传递给底座。
液压支架的四连杆机构包括底座。
支架通过底座和推移的机构连接来使配套设备的移动。
底座的结构形式分为分式铰接底座和钢性底座。
关键词:液压支架;立柱;底座;连杆。
AbstractThis design research is used in coal mine support screen type hydraulic support and the base of the hydraulic support design. Support screen type hydraulic support in coal industry is an important supporting device, hydraulic support is the fully mechanized coal face supporting equipment, its main purpose is to support the top of the coal seam, to ensure a wide range of ventilation and goes on working equipment.Hydraulic support is the high pressure liquid as dynamic, dominated by hydraulic components (hydraulic cylinder and hydraulic valve) and metal component of a roof support and management of the move type equipment, it can not only realize support, cut the top and isolation of mined-out area, but also can make the reach the stents themselves and promote the conveyor.Base is a major part of the stent, the roof load by stent is passed to the base. Four bar linkage includes base of hydraulic support. Stent through the base and connected to form a complete set of equipment of the mobile. The structure of the base is divided into fraction base hinged and rigid base.Key words:hydraulic pressure support; column; pedestal; connecting rod。
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普通掩护式液压支架的设计研究
摘要:普通掩护式支架具有较宽的掩护梁以挡住采空区矸石进入作业空间以及保持稳定的梁端距和承受水平推力等特点,文中对普通掩护式支架分析了液压支架的选型、液压系统设计和立柱系统的设计,这一研究对于掩护式液压支架的推广应用具有一定的意义。
关键词:掩护式液压支架液压系统立柱系统
中图分类号:tn3 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2012)12(b)-00-01
1 普通掩护式支架的概述
普通的掩护类型的支架主要由前梁、顶梁、和掩护梁和侧护板、底座、前后连杆,立柱、前梁千斤顶、推移千斤顶、控制阀管路等构成。
它的结构特点包括:有一个更广泛的掩护梁阻止采空区矸石到工作空间,掩护梁的顶部与顶梁相接,下部通过连杆和底座连接。
底座、前后连杆和掩护梁,构成了四连杆装置,来稳固确定的梁端距离和承受水平推力。
立柱的支撑力直接或间接作用在顶梁上。
掩护式支架的立柱是比较稀少的,除掩护类型支架1根立柱外,通常是一横行2根立柱。
这种支架的立柱绝大多数均为倾斜的,目的是增加支柱的范围,支架的两侧有活动侧护板,可以把支架之间位置防空。
通常顶梁较短,在3.0 m的范围内。
掩护式支架的支持机能是:支持力较小,切顶机能差,但因为顶梁短,支持力聚集在煤壁靠近顶板附近,因此支持强度相对很大、且均匀,涵盖性好,能支
撑较大的水平推力,可以带压力转变框架,对顶板重复支持的频率小。
但因为顶梁短、立柱倾斜安排,导致工作空间和通风部分小。
总之,掩护类型支架适合顶板不稳定或中等稳定,老顶周期性压力不外露,污染气体如瓦斯含量较少的被破坏的顶板条件。
1.1 液压支架的选型
正确挑选液压支架的型号,有利于提高综采工作面的产量和效率,充分展现综采设计的功效,实现多产多效,它是一个非常重要的因素。
在具体选择框架类型时,首先记住要考虑煤层的顶板状况。
然后基于所使用的液压支架在国内外的经验,得出相关的顶板条件适用的框架类型或型号。
1.2 液压系统设计
液压支架大多数情况下由不同数量的立柱和和千斤顶构成,使用不同的控制阀门实现上升和下降立柱的作用,转变框架,推动滑动等此类行动。
尽管支架的液压缸(立柱和千斤顶)类别、数目众多,但其液压系统都使用控制阀来完成各部理想要求。
液压支架的液压传动特点液压支架液压传动,和其他机械容积式液压传动都有很大的差异,其特征如下:工作流体的压力强(内部的压力管道承载压力达20~40 mpa,立柱下部的压力管道承载压力达30~70 mpa),流量大(35~400 l/min);在液压系统内,使用低粘度和大容量液体作为工作介质,液压缸,控制阀,其他监管和控制的设备数目多(高压泵1~6台、液压缸300~1500个,安全阀150~300个,和相同数量的液控单向阀);长液压管路(20~30
mpa刚性管,30~45 mpa高压软管);泵-液压缸传动系统中转换弹性模量少;根据支架的数量更改流体流动参数;所有支撑结构具有一样的液压缸、液压设备并且他们之间有一致的连接模式(相同的液压系统);每段支架都重复类似的过程,这些过程组合构成液压支架的基本过程,以保证系统具有较高的容积效率,实现没有故障运行和工作人员的安全,液压系统零部件有优越的密封性和可靠性。
这些基本特点决定了液压传动元件以及整个系统在结构上的特点,即:液压支架是以单节支架为单元的,这就决定了液压系统的构成,即工作面支架和端头支架的液压系统成为液压支架的基本组成部分。
此外,可以把泵站、中心控制台和支架的液压管路等部分作为支架的公用液压系统。
其中每个部分都具有独立的功能,在改善液压传动或者制定新的方案时,一般都可以单独地加以研究。
根据液压支架的架型和结构设计,确定立柱和千斤顶数目,并拟订液压系统。
1.3 立柱系统设计
(1)单柱控制回路单柱控制回路如图1a、b、c、d、e所示,其中图a为单作用单柱,图b、c为双作用单柱,图d、e为双伸缩单柱。
c
d e
图1 单柱控制回路
(2)多柱控制回路多柱控制回路如图2 a、b所示,图中为两根立柱并联组成,同时动作。
图2 a为共用一个控制阀回路,图b为各用一个控制阀回路,采用双液控单向阀或用于双伸缩立柱。
a—共用一个控制阀回路;b—各用一个控制阀回路
图2 多柱控制回路
(3)带压移架回路在立柱控制阀前面装设一个由移架液路控制的支撑保持阀和一个与立柱活塞杆腔液路相通的节流阀,可使支架带压移架,设计时应考虑在移架时,支架对顶板的支撑力应大于10 kn/m2
(4)端头锚固支架的闭锁回路端头锚固支架的闭锁回路,各柱升柱时,相互没有关系。
而当桩柱升柱时,锚固柱必须处于升柱撑紧状态;反之,当锚固柱降柱时,桩柱的液路压力要达到一定值,否则液压打不开限压阀,不能进入桩柱或锚固柱的活塞杆腔,桩柱或锚固柱就降不下来,从而可以起到相互闭锁的作用。
(5)提高立柱支撑力的回路提高立柱支撑力的回路采用两条压力液管路,一条为中压大流量供液管,另一条是高压小流量供液管。
在立柱的初撑阶段,先由两条压力液管路共同供液,待顶梁支撑顶板,立柱活塞腔的液压力大于中压液管的压力,单向阀关闭,由高压小流量管路继续供液,直至达到预定的初撑力
2 结语
文中分析的相关掩护式液压支架的设计,只是作为设计分析应用的参考依据真正进行应用时,还需要进行更全面的参数计算与模
拟,才能真正达到设计目的。
参考文献:
[1] 刘鸿文主编.材料力学[m].4版.高等教育出版社,2004.
[2] 液压支架图册。