礦用液壓支架設計畢業設計-預覽頁

　

【正文】 中列出了幾種國外先進刮板輸送機的技術特征。 液壓支架是綜采工作面主要設備之一，近 10 年來主要的發展趨勢是向兩柱掩護式和四柱支撐掩護式架型發展，架型結構進一步完善，設計方法更先進，參數向高工作阻力、大中心距(1．75m、2m)發展，結構件材料越來越多地采用高強度鋼材，例如屈服極限 69MPa 以上的鋼板，支架的壽命和可靠性要求大大提高，有些公司要求支架的耐久性試驗循環次數達 5000 次。到目前已形成了較完整的設計、制造和科研體系。工作面平均個數由 149 個減到 107，減少原煤生產人員 7 萬人，實現了一井一面或一井兩面的生產模式，向集約化生產邁出可喜的一步。綜采放頂煤技術 50 年代末起源于歐州，經過數十年的試驗和使用在世界近 10 個國家得到發展，然而進入 80 年代以來，這一技術在國外已奄奄一息，不但美、英、德、澳等國家不再采用，連放頂煤技術發展最早的法國、匈牙利、南斯拉夫和俄羅斯等也極少采用。我國放頂煤技術已達到世界領先水平。長家口煤機廠、西北煤機一廠等重點輸送機廠分別與國際長壁公司和威斯特伐利亞公司等合作，開發槽寬 1000mm，運輸能力 2022～2500t/h，功率 2575kW，過煤量 500 萬 t 以上的刮板輸送機等設備，目前正處于試制階段。（3）技術規范和標準化建設取得重要進展。（5）液壓支架控制系統有了重大進步。四、我國綜采技術發展中存在的問題（1）我國煤層賦存條件復雜，老礦井受生產系統制約，綜采效率難以發揮。（2）職工隊伍素質差，許多綜采隊以農民輪換工為主，文化基礎差，隊伍不穩定。一方面造成對國有煤礦的市場沖擊，成為影響綜采發展的一個消極因素。特別是采煤機、工作面輸送機、液壓支架電液控制技術、采區供電技術、工況監測和故障診斷技術及自動化技術等，與國際先進水平相比不存在較大差距。掘進速度跟不上綜采工作面的推進速度是一個大問題。錨桿支護技術的應用，不僅可以提高掘進速度，改善巷道支護質量，減少輔助作業時間，而且解決了綜采工作面的端頭支護問題。又如占有 90％以上的交流拖動提升應采用 Pc 控制技術。綜合機械化。液壓支架是以高壓液體為動力，由若干液壓元件（油缸和閥件）與一些金屬結構件組合而成的一種支撐和控制頂板的采煤工作面設備，能實現支撐、降落移架和推移運輸機等一整套工序。實踐證明，液壓支架具有強度高、支護性能好、移設速度快、安全可靠等優點，能使采煤工作面達到高產量、高回采率和高工效，能大大減輕勞動強度，降低成本和掘進率，實現安全生產。90％以上的美國長壁綜采工作面使用了電液控制兩拄掩護支架，其額定工作阻力最高可達9800kN，初撐比為 ~，移架循環時間大多小于 10s。80 年代以來，開發了適用于堅硬頂板的大噸位TZ—720 型支架，分層開采自動鋪聯網支架、放頂煤液壓支架及大流量安全閥相操縱閥等。底座后部自動鋪底網支架(如 BC7A400—17／3PY3200—17／35 型)使用效果較好。10 存在問題液壓支架經歷了研制試驗、引進仿制和改進創新階段，直到現在的獨立設計和制造階段。在我國的工業領域中，液壓支架等煤礦機械的設計水平和技術水平相對落后于其他行業， 主要表現在：設計中以靜態的、經驗的方法為主；各種工序中工作機構動作和各種工況轉換的控制還是以手動為主；工作過程中在線動態監測的技術還比較落后，對許多綜采工作面而言還是空白。支護速度主要取決于移架速度(即完成液壓支架降、移、升等動作的快慢)，它直接影響著工作面的產煤量。然而，大流量高壓力的乳化液泵、液壓閥件、大通徑高壓膠管等的研制有相當大的難度。然而，事實上液壓支架和采場圍巖之間存在著密不可分的、相互作用的動態關系。此外，對于綜采放頂煤工作面，移架速度問題不是十分突出。變流量變壓力乳化液泵等新產品的研制，將會大大改善支架供液系統的特性。要保證實施煤炭工業部關于初撐力的規定要求(達到設計韌撐力的 80％以上)，往往需要保證 l0 一 30s 的升柱和切撐供液時間。可見提高移架速度和提高液壓支架初撐力之間存在著矛盾。然而平衡干斤頃及其連接耳座的損壞問題一直沒有得到很好的解決。二柱掩護支架的大量使用也是與該架型移架速度快有關。 液壓支架的發展動向近幾年來，為適應采煤綜合機械化的發展需要，液壓支架獲得了迅速的發展，出現了很多類型，據統計，它的結構形式已經達到數百種。1976 年國際采礦設備展覽會展出的 89 種液壓支架中，有 80%是掩護式支架，這些支架的主要特點是：采用四連桿機構，使梁斷和煤壁之間的距離基本保持恒定；支柱支在頂梁上，提高了支架的工作阻力；頂梁和掩護梁鉸接，取消了兩者間易被鉛石阻塞的三角區；掩護梁和頂梁的主梁部分均裝設側護板，提高了支架的防護能力；采用整體自移式，便于支架操作和實現自動控制。同時，為擴大支架適應的高度范圍，廣泛采用雙伸縮式支柱。目前，分組程序控制已經開始使用，全工作面的自動控制和處在研究階段。支架的承載原理是：液壓支架支撐在綜采工作面的頂底板之間支撐頂板。 支架的組成液壓支架主要由金屬結構件、油缸和液壓控制元件三大部分組成。 液壓支架主要結構件及其作用 頂梁頂梁采用整體頂梁直接與頂板接觸，支撐頂板負荷，是支架的主要承載部件之一，由鋼板焊接而成的箱形結構，以滿足強度和剛度要求。 底座底座是將頂板承受的壓力通過立柱傳遞到底板并穩定支架的主要結構件。 四連桿機構前、后連桿分別與上連桿和底座鉸接，共同形成四連桿機構，前連桿采用鑄鋼件，鑄件中不得有氣孔、砂眼、夾雜。聯系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業設計下載！該論文已經通過答辯 液壓支架的架型17根據支架的結構特點與支護型式，液壓支架有三種基本架型（1） 支撐式支架支撐式支架立柱較多，均呈直立狀態，項梁較長，立柱頂梁與底座構成一多鉸點的矩形結構。支撐式支架有垛式和節式兩種。適用于破碎和中等穩定直接頂（1～2 類），老頂壓力不明顯的頂板（Ⅰ～Ⅱ級）。 液壓支架的選型 液壓支架結構類型的優選根據以往液壓支架設計的經驗總結，考慮到不同架型　和機構的支架――圍巖力學相互作用、支撐力矩、底板比壓等特點，可以對掩護式與支撐掩護式結構進行比較。在同時允許選用幾種架型時，應優先選用價格便宜的支架，支承式支架最便宜，其次為掩護式。在綜采工作面支架選型時，還應注意下述四點原則：（1） 對于不穩定和中等穩定頂板，應優先選用二柱掩護式支架。（3） 眾所周知，三點決定一個平面，由于頂板不平，四柱式支架中總有一根支柱對頂板的實際支撐力很低，因而二柱式掩護支架支撐能力利用率高于四柱式。液壓支架架型的選擇首先要適合于頂板條件。③ 煤層厚度變化大時，應選擇調高范圍較大的掩護式，帶有機械加長桿或雙伸縮立柱的支架。～25176。（3） 底板強度① 驗算比壓，應使支架底座對底板的比壓不超過底板允許比壓。（6） 地質構造 斷層十分發育，煤層變化過大，頂板的允許暴露面積在 5～8㎡以下時，時間在 20min 以上時，暫不宜使用綜采。④ 支架的工作穩定性好。下面僅分析目前廣泛應用的三種典型架型的總體布置與結構尺寸的一般范圍。調高范圍越大，支架適用范圍越廣調高范圍給支架結構設計造成困難，可靠性降低。m=Hm/Hn=2600/1200=符合掩護式支架的伸縮比范圍。支架寬度是指頂梁的最小和最大寬度。當支架中心距為 ，最小寬度一般1650～1680mm，最大寬度一般 1850～1880mm。22（4） 四連桿機構的設計四連桿機構的幾何作圖法確定掩護梁上鉸點至頂梁梁面之距和后連桿下鉸點至底座底面之距取掩護梁上鉸點至頂梁梁面之距為 100mm，取后連桿下鉸點至底座底面之距為 100mm。P2=26176。P2=26176。按類比法確定掩護梁上鉸點至頂梁頂面之距和連桿下鉸點至底座至底面之距均為 100mm。（2）過 O 點作與底座面平行的水平 H—H 線。（6）過 e′點作 H—H 線的平行線 F—F 線，則 H—H 線與 F—F 線的距離為 H1，為液壓支架最高位置時的計算高度。（10）取 e′′′ e′ 某一點， ′′ e 為液壓支架降到此高度時掩護梁與頂梁的鉸點（液壓支架由高到低變化時，頂梁前端點運動軌跡為近似雙紐線，中間這一點的位置直接影響頂梁前端運動軌跡的形狀、變化寬度等）。 aeHHFFo（14）連接 e′′ a′ 、e ′′′ a′′ ，并以 a′ 點為圓心，ab 長為半徑作弧，交 a′ e′′ 上一點 b′；以點為圓心，長為半徑作弧，交上一點點。（17）過點向線作垂線，交點，則線段和為液壓支架四連桿機構。整個頂梁分前梁和主頂梁兩部分。主頂梁為焊接箱式結構。為了防止銷子脫出，用擋板固定。 減小頂梁長度，有利于減小擰頂面積，增大支護強度。cos ][G其中寬面頂一般為 ～,節式支架一般為 ～,此處取 1600mm。此掩護式支架為二柱，采用傾斜布置，這樣可以克服一部分水平力，并能增調高范圍。支架頂梁只支承兩柱時,上柱窩位置在頂梁后部,一般頂梁前端與后端之比為 ～:1。來考慮，具體計算如上圖所示。（3）底座底座為支架的其它結構件和工作機構提供安設的基礎，與前、后連桿和上連桿一起組成四連桿機構，將立柱和前、后連桿傳遞的頂板壓力傳給底板。采用整體式底座：這種底座是用鋼板焊接成的箱式結構，整體性強，穩定性好，強度高，不易變形，與底板接觸面積大，比壓小，底座的前端做成滑靴形，以減小支架的移動阻力，同時底座后部重量大于前部避免移架時底座啃底，底座與立柱之間連接處用鑄剛球面柱窩接觸，以免因立柱偏斜受偏載，并用限位板和銷柱限位，防止立柱脫出柱窩。掩護梁為面板式箱形結構件。圖 35　插板千斤頂結構圖1缸體 2活塞 3擋圈 4壓盤 68 5半環 556壓環 7活塞導向環 8鼓形密封圈 9O 形密封圈10擋圈 11活塞 12蕾形密封圈 擬定液壓系統 本支架的液壓系統，由乳化液泵站，主進，主回液膠管，各種液壓元件，立柱及各種千斤頂等組成。開始支架以初承力支承頂板，此時為無壓狀態，當周期來壓時，頂板下沉，使立柱下腔壓力增加，當增加到大于安全閥調定正壓力時，安全閥被打開，使立柱下腔壓力下降，稱立柱讓壓狀態，使支架以工作阻力支護頂板；如繼續來壓，就要不斷讓壓，所以立柱要有一定的向下行程，如沒有向下行程，稱壓死狀態，這是在設計和使用中，必須要注意避免的現象。（2） 金屬結構件按材料力學上的直梁理論來計算。（6） 作用在頂梁上水平力的產生有二種情況：一種是支架在承載讓壓時，由于頂梁前端運動軌跡為雙扭線，所以頂梁與頂板有產生位移的趨勢，水平力為頂梁合力與靜摩擦系數的乘積，其方向與頂梁產生位移方向趨勢相反；另一種是由于頂板向采空區方向移動，使支架頂梁受一指向采空區的水平力，最大水平力值與上相同。 支架受力分析支架的受力分析與計算，是按理論力學中一個物體受幾個力的作用下處于平滑狀態時，所受力和力矩之和為零的原理來進行分析和計算的。下面就根據這一理論對支架簡化成平面桿系進行受力分析和計算。?立柱支撐在頂梁，當立柱的工作阻力為 ，傾角為 時，顯然支架的承載能力與 COSBP?BP有直接的關系。 圖 4－1?因此叢支架承載能力的角度看，立柱傾角不要大于 18 。當 O 點在頂梁下方時 tgθ 取負值。在支架的工作高度范圍內，一般把 tgθ 值控制在 以下，從而把附加力控制在支架名義工作阻力的 10％范圍內。一般情況下，掩護式支架常用加大立柱的傾角來擴大支架的調高范圍。所以設計掩護式或支撐掩護式支架時，應特別注意使支架承載力在整范圍內的變化盡量小。產1tg??生水平載荷的原因很多，所以它的大小和方向也是根據具體情況而變化。maxf水平載荷的方向可以只考慮向后作用，也就是從煤壁向老塘的方向作用。2） 對連桿受力影響　　由連桿受力 和 的計算式可以看出，摩擦力對連桿受力的影cPD響表現在 和 項中。因此其極限條件為：cPD cPD()0DCSin???得：　　　　　　　　　 ＝0即：　　　　　　　　 DC?當分母等于 1 時， 和 得最小值，其條件為：cP()1DCSin??＝90 ?由以上兩個條件得到下列結論，前后連桿不能平行放置，前后連桿的水平支架必須要有差值，從連桿受力的角度著眼，其差值應越大越好，極限差是 90 。圖中 Pt=，P8 為平衡千斤頂的推（拉）力，P8 為推力時，P8=，當 P8 為拉力時，P8=，需求 FF1′及作用點位置。若這個條件強度計算能滿足，其它條件都能滿足。37aP8oF65xay ①538264coscsosaxFPF?????? ②8253iniiny?聯立以上兩式可得: 42424533(cosisico)sincosaaxyF? ??????3864cosaPx?故當平衡千斤頂為推力時,將 , , ,???3461,83????, 代入可得:?(cosin3si6co) KN?????????????當平衡千斤頂為拉力時,將 , , ,? ,83????, 代入可得:???52947(cos6insi6co3) KN????????? ???38 KN??????? ??底板對底座的支撐反力 與 大小相等。（3） 按彎曲應力應力集中處計算的強度 應力集中處的截面： 213（4） 計算各截面的截面積 F1 和截面形心距 y1：42 . 212224173634FLcmLc??????????????() cm????計算每個零件中心到截面的距離 a：..3ycm????計算截面中心