掩护式液压支架液压系统的设计毕业论文
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AbstractThe 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.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。
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，掩护式支架能有效的控制顶板，防止开采过程中矸石渗入工作面，工作能力很好。
60年代末和70年代初，随着液压支架在欧洲使用经验的日益增加，支架结构也发生了巨大变化。
液压支架毕业论文
前言煤炭是工业的粮食，目前与在相当一段时期，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。
摘要ZY3200/14/34掩护式液压支架的设计，主要是针对冀中集团梧桐庄矿22313工作面的煤层、围岩情况与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与工作面的实际情况，结合支架的发展情况与分类，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与作用，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与它们的工作原理，并对泵站液压元件、液压管路进行了选型。
关键词：掩护式液压支架结构部件液压系统AbstractThe design ZY3200/14/34 cover-powered support is mainly for Xingtai Mining Group, Xingtai 22313 face of the coal mine, and its surrounding equipment selection is for the design of a practical hydraulic support. It includes the following components:Through the introduction of the entire mine geological conditions and the realsituation facecombined with the development of supports and classification of thehydraulic support for the selection and establish the basic technical parameters.According to the structural components in the hydraulic support of the whole situation and bearing in the role of detail on top of the support beams, four-bar linkage, the side of the shield, base, post, and a variety of jack, and other parts of the structure design, and determine the overall structure of its size. Focus on doing a column structure, technical parameters that on the basis of carrying on the work of the resistance to the stability of the column, cylinder piston rod and the intensity of the check.This paper introduces the characteristics of the supporthydraulic system、the column、the basic control loop of a variety of jack systemand their working principle, and selects the hydraulic pump station components and hydraulic lines.Key words: cover-powered supportthe structural components the supporthydraulic system目录第一章概论 (6)1.1 矿井的概述 (6)1.2 支架的发展情况 (6)1.3 液压支架在工作面的工作情况 (6)1.4 液压支架的工作原理 (6)1.5液压支架的选型 (7)1.6 掩护式支架的特点 (8)1.7 主要技术特征与配套设备 (9)1.8液压支架基本参数的确定 (10)1.9配套设备与要求 (11)第二章液压支架结构尺寸的设计 (12)2.1顶梁尺寸的确定 (12)2.2四连杆机构的确定…………………………………………… .122.3底座长度的确定 (14)第三章液压支架部件的设计 (15)3.1顶梁的设计 (15)3.2掩护梁的设计 (15)3.3四连杆机构设计 (16)3.4侧护板的设计 (16)3.5底座的设计 (17)3.6推移装置 (18)3.7护帮装置 (18)3.8立柱 (19)3.9千斤顶 (21)第四章喷雾灭尘系统设计 (23)4.1 系统的作用 (23)4.2 系统的组成 (23)第五章液压支架部件受力分析与强度验算 (25)5.1 支架的强度条件 (25)5.2 立柱的强度校核 (25)5.2.1立柱的稳定性验算 (25)5.2.2活塞杆强度验算 (27)5.2.3缸体的强度验算 (29)第六章液压支架的液压系统设计 (31)6.1液压支架的液压系统简介 (31)6.2液压支架的基本控制回路 (32)6.3泵站与各种液压元件的选型 (35)结论 (38)参考文献 (39)辞 (40)第一章概论1.1 矿井的概述冀中能源梧桐庄矿是一座年产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%。
机械毕业设计979经济型掩护式液压支架的设计
机械毕业设计979经济型掩护式液压支架的设计一、设计背景液压支架是一种用于支撑大型工程机械的重要设备，广泛应用于建筑工程、桥梁工程等领域。
当前市场上的液压支架多为高档产品，价格昂贵，不适用于中小型工程项目。
因此，本设计旨在设计一种经济型掩护式液压支架，降低成本，提高使用效果。
二、设计内容1.设计目标：设计一种经济型掩护式液压支架，能够满足中小型工程项目的需求。
2.设计原理：液压支架的基本原理是通过液压系统实现支架的升降和定位。
在设计时，需考虑液压系统的工作原理、液压缸的选型和液压泵的设计。
3.设计步骤：（1）确定液压支架的结构形式，选择支架材料与尺寸。
（2）设计液压系统，选择合适的液压缸、液压泵和控制阀。
（3）确定液压支架的掩护形式，设计掩护机构。
（4）进行液压支架的强度计算与结构优化。
（5）制作液压支架样机，进行实际装配和测试。
（6）根据测试结果，对液压支架进行改进和优化。
三、设计特点1.降低成本：在材料选择上，选用价格相对较低的钢材，通过优化结构设计，减小材料用量，以降低液压支架的制造成本。
2.提高使用效果：通过掩护机构的设计，使液压支架具有一定的防护能力，提高使用寿命。
同时，在液压系统的设计上，选用高质量的液压缸和液压泵，提高运行稳定性和使用效果。
3.提高安全性：通过对液压支架进行强度计算与结构优化，确保支架在使用过程中具有足够的强度和稳定性，提高使用安全性。
四、设计成果经过设计与优化，成功制作出一种经济型掩护式液压支架样机，并进行了实际装配和测试。
测试结果表明，该液压支架具有稳定的升降功能和掩护能力，满足了中小型工程项目的要求。
五、总结本设计成功设计了一种经济型掩护式液压支架，降低了成本，提高了使用效果和安全性，满足了中小型工程项目的需求。
设计成果为中小型工程项目提供了一种经济实用的液压支架解决方案。
同时，该设计还为后续液压支架的进一步研究和开发提供了一定的参考依据。
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%。
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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掩护式液压支架液压系统的设计毕业论文目录摘要 (3)前言 (5)第一章概述 (6)1.1 液压支架的工作原理 (6)1.2 液压支架的工作过程 (6)1.3 支架组成 (8)1.4 液压支架主要结构件及其作用 (8)1.5 液压系统及其控制元件 (12)1.6 支架的设计特点 (13)第二章液压支架的总体设计 (14)2.1主要原始设计参数 (14)2.2 液压支架的选型 (14)2.3 液压支架的各部件选择 (15)2.4液压支架主要零部件设计 (17)第三章液压支架的工况分析 (25)3.1立柱液压缸的工况分析 (25)3.2 推移千斤顶液压缸的工况分析 (25)3.3平衡千斤顶液压缸的工况分析 (26)第四章液压支架的液压系统图设计 (27)4.1液压执行元件的类型 (27)4.2液压回路设计 (27)第五章液压元件的选择 (29)5.1乳化液泵站参数确定 (29)5.2阀类元件的选择 (31)5.3辅助元件的选择 (31)5.4 管道尺寸的确定 (32)第六章验算液压系统 (33)6.1压力损失的验算 (33)6.2系统温升的验算 (34)第七章工作图设计 (37)7.1液压支架的整体结构尺寸的设计 (37)7.2 液压支架的总体布置 (42)第八章支架的受力分析与强度计算 (49)8.1支架的受力分析 (49)8.2主要部件的强度校核 (50)8.3支护强度和底座接触比压 (53)8.4立柱强度验算 (54)结论 (58)致谢 (59)参考书目 (60)前言作为当代的大学生，特别是象我们这样实践性很强的工科专业——机械设计制造及其自动化的本科生，我想大家都深深理解这句话的含义。
我们毕业设计的意义也在如此。
毕业设计是对我们大学四年所学知识的系统总结和综合运用，同时也是对我们分析问题和决绝问题的能力的检验。
它是我们大学生活的最后一环，也是我们大学学习最为重要的一环。
因此，认真的作好这次毕业设计，无论是对于我们步入社会，投身于生产一线；还是以后继续深造都有着非常重要的意义。
我的毕业设计是关于掩护式液压支架的设计。
液压支架是综合机械化采煤的关键设备，对于提高采煤效率，降低成本，改善作业环境，减少笨重的体力劳动具有举足轻重的作用。
其中，掩护式液压支架是日本在引进英国垛式支架和苏联掩护式支架的基础上，结合我国特点于1968年首先研制成功的。
它保留了垛式支架支撑力大，切顶性能好，工作空间宽敞的优点，采用单排立柱支撑顶梁（或顶梁于掩护梁）的结构；具有防护性能好，结构稳定的长处，采用坚固的掩护梁以及侧护板将支架于老塘完全隔开，并用双纽线连杆机构联结掩护梁和支架底座。
因此，加深掩护式液压支架的设计和研究具有深远的意义。
第一章概述液压支架作为煤矿长壁综采工作面的关键设备，近年来得了迅速地发展，它与综采系统中的“三机”（刮板输送机、机、带式输送机）配合使用，是煤矿开采技术现代化的重要标志。
液压支架是综采工作面主要设备之一，近10年来主要的发展趋势是向两柱掩护式和四柱支撑掩护式架型发展，架型结构进一步完善，设计方法更先进，参数向高工作阻力、大中心距(1．75m、2m)发展，结构件材料越来越多地采用高强度钢材，支架的寿命和可靠性大大提高。
在综合机械化采煤过程中，液压支架担当着极其重要的角色，其主要功能不仅用于支撑管理顶板，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。
另外，合理的选用采煤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。
1.1 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（这里采用水包油型乳化液）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连导入支架，再经过组合操纵阀配液到各液压缸，以完成支架所需的各项动作。
从支架回流的低压乳化液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。
顶板压力作用在顶梁上，并通过顶梁和底座间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。
1.2 液压支架的工作过程液压支架对顶的作用过程主要取决于流体静力学原理工作的立柱工作过程。
现以图1-1所示的典型立柱控制系统来说明支架的工作过程。
支架操作的基本功作过程为：急增阻阶段，缓增阻阶段，恒阻阶段，无作用阶段四个阶段。
图1-1 立柱控制系统１-立柱２－安全阀３－液控单向阀４－操纵阀P－高压管路 O－回液管（1）泵压撑顶，支架对顶板急增阻阶段操纵阀手把置于A位，从泵站来的压力液经高压管路P，打开液控单向阀3进入立柱下腔，立柱上腔与回液管O连通，因而活柱伸出使支架升起接顶，对顶板产生支撑力。
支架接顶后，泵压使下腔的液体压强迅速上升，支架对顶板支撑力急剧增加。
这就是支架对顶板的急增阻阶段。
（2）闭锁承载，支架对顶板缓增阻阶段操纵阀手把放回零位后，立柱下腔的压力液被液控单向阀闭锁，不能流出，从而使支架保持对顶板的支撑状态。
随着顶板逐渐下沉，立柱下腔的液体受到进一步压缩，压强逐渐增高，使直接对顶板产生更大的支撑力，力图阻止或延缓顶板下沉，一般情况下，顶板下沉比较缓慢，支架对顶板的支撑力增长也就相应缓慢，所以这个阶段被称为支架对顶板缓增阻阶段。
（3）溢流承载，支架对顶恒阻阶段顶板继续下沉，立柱下腔的压强继续升高，当达到立柱安全阀的调定值时，安全阀便开启溢流，使立柱下腔的压强保持定植，从而支架对顶板的支撑力不变，即支架处于对顶板恒阻阶段。
（4）解锁降柱，支架与顶板无作用阶段采煤机截煤后，欲将支架移到新的位置，首先把操纵阀手把置于B让从泵站来的压力液进入立柱上腔，同时作用于液控单向阀的顶杆活塞，迫使液控单向阀开启，解除对立柱下腔液体的闭锁，允许其回到回液管。
这时，活柱缩回，支架降落离开顶板，支架对顶板无压力。
在这一阶段如要保证顶梁平行下降需协调操纵平衡千斤顶操纵阀。
1.3 支架组成液压支架主要由金属结构件、油缸和液压控制元件三大部分组成。
（1）金属结构件主要有顶梁、掩护梁、前连杆、后连杆、底座、侧护板等。
（2）油缸主要有立柱、推移千斤顶、平衡千斤顶、侧护千斤顶等。
（3）液压控制元件主要有液压控制阀、操纵阀、双向锁、安全阀、截止阀等及液压辅助元件等。
1.4 液压支架主要结构件及其作用1.4.1 顶梁顶梁采用整体顶梁直接与顶板接触，支撑顶板负荷，是支架的主要承载部件之一，由钢板焊接而成的箱形结构，以满足强度和刚度要求。
结构如图1-2所示：图1－2 顶梁其主要作用是：（l）承接顶板岩石及煤的载荷；（2）反复支撑顶煤，可对比较坚硬的顶煤起破碎作用；（3）隔离顶板，为回采工作面提供足够的安全空间。
本支架采用刚性顶梁结构，强度高，对顶板维护较好；另外，在顶梁前部还布置有起吊耳，可方便吊挂较小的机件。
1.4.2 掩护梁掩护梁结构如图1-3所示：132 45图1－3 掩护梁1－煤尘控制装置 2－侧护板 3－前连杆耳座4－后连杆耳座 5－侧推千斤顶掩护梁分别与顶梁和前、后连杆连接，其主要作用有：(1) 承受上部顶板传给的水平分力和侧向力，增强支架的抗扭性能；(2) 掩护梁与前后连杆、底座形成四连杆机构，保证支架的稳定性；(3) 阻挡后部落煤，维护工作空间。
1.4.3 底座底座是将顶板承受的压力通过立柱传递到底板并稳定支架的主要结构件。
该支架设计为整体刚性底座，底座接底面积大，有利于减小对底板的比压。
该型底座的缺点是在推移机构外易积存浮煤碎矸，要求及时清理。
底座结构如图1-4所示，其主要作用是：(1) 将上方载荷传递给底板，为立柱、推移装置及其他辅助装置提供安装空间；(2) 给工作人员创造良好的工作环境；(3) 保证支架的稳定性。
图1－4 底座1－推移千斤顶耳座 2－立柱销孔 3－前连杆销孔4－后连杆销孔 5－侧板1.4.4 前后连杆前、后连杆分别与掩护梁和底座铰接，共同形成四连杆机构，前连杆采用铸钢件，铸件中不得有气孔、砂眼、夹杂等，以免降低强度，嫌少使用寿命。
铸后要进行淬火和高温回火，以降低硬度，增加强度和韧性。
对于后连杆，由于不仅受到冒落矸石的载荷，还要承受顶板的水平推力，所以要求它有较大的强度，这里采用整体式。
前后连杆的结构如图1－5，图1－6。
图1－5 前连杆8、9AA 108、96、753421图1－6 后连杆1－连杆 2－侧护板 3－弹簧导向装置 4－千斤顶螺钉 5－压缩弹簧6、8－销7、9－弹簧销 10－千斤顶其主要作用是：（l）使支架在调高围，顶板平稳地升降，并使顶梁前端与煤壁的距离(梁端距)变化尽可能小，更好地支护顶板。
（2）承受顶板的水平分力和侧向力，使立柱不受侧向力。
本支架采用正四连杆机构，为使冒落矸石不从连杆处涌入支架，后连杆为整体式，前连杆为分体式。
均为钢板焊接的箱形结构，这种结构有较强的抗拉、抗压和抗扭性能。
1.4.5 推移机构推移框架的结构如图1-7所示：图1－7 推移框架支架的推移机构包括推杆、连接头、推移千斤顶和销轴等，主要作用是推移输送机和拉移支架。
推移连杆的一端通过连接头与输送机相连，另一端通过推移千斤顶与底座相连，推移连杆除承受推拉力外，还承受一定的侧向力防止底座的下滑1.5 液压系统及其控制元件支架液压系统由乳化液泵站、主进、主回液胶管、各种液压元件、立柱及各种千斤顶等组成。
支架操纵方式采用邻架操作控制，使用快速接头拆装方便，性能可靠。
由乳化液泵站输出的高压乳化液经主进液管−−→支架进液截止阀−−→过滤器−−→操纵阀−−→立柱或各千斤顶−−→架液截止阀−−→主回液胶管−−→乳化液泵站。
1.6 支架的设计特点结合首采工作面及矿区此类地质构造条件下，使用ZY2400/17/30二柱掩护式支架的成功经验，本架型有如下特点：（1）支架型式为：带机械加长的两柱掩护式薄煤层液压支架；（2）对支架总体结构参数优化，梁端距变化应小；顶梁前部较薄强度、刚度应充分保证；（3）支架的四连杆结构设计要从考虑梁端距变化量控制着手，并能与其它构件形成刚性好、强度高、稳定性好的整体结构；（4）整体顶梁和掩护梁带单侧活动长侧护板，能实现对护顶的严密调整；（5）封底底座，减小底座比压、增大底座刚度、强度；（6）采用双纽线连杆机构联结掩护梁和支架底座，以增加支撑力，增强支架的稳定性。