ZY32001434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。

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。

关键词： 掩护式液压支架 结构部件 液压系统

Abstract

The design ZY3200/14/34 cover-powered support is mainly for Xing tai Mining Group, Xing tai 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 real situation face combined with the development of supports and classification of the hydraulic 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 over all 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 support hydraulic system、the column、the basic control loop of a variety of jack system and their working principle, and selects the hydraulic pump station components and hydraulic lines.

Key words: cover-powered support the structural components the support hydraulic 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 主要技术特征及配套设备…………………………………………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…………………………………………… .12 2.3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及强度验算…………………..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泵站及各种液压元件的选型……………………………………35

结 论………………………………………………………………………38 参考文献………………………………………………………………….39 谢 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%。

1.2 支架的发展情况

在煤矿开采的过程中，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。目前回采工作面使用的支护设备有金属摩擦支柱，单体液压支柱和自移式液压支架，前二者统称单体支护设备，与金属铰接顶梁配套使用，支撤和移动都靠人工操作，故劳动强度大，安全性较差，支撤速度慢，工作面产量和效率较低，随着采煤机械化程度的提高，促使了支护设备的迅速发展，1954年，英国首先装备了世界上第一个使用液压支架的综采工作面，把回采工作面的支护技术推进到一个新的阶段。

液压支架是以高压乳化液为动力，使支架的支撑、切顶、移架和推移输送机等工序全部实现了机械化，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、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。

1.3 液压支架在工作面的工作情况

为了及时支护，采用先移架后推溜的工作方式，一个工作循环包括降柱、移架、升柱、推溜等四个动作，随着采煤机的推进，按次序搬动操纵阀，使顶梁下降、支架前移，到达预定位置后，顶梁升起，支护顶板，再通过支架的推移千斤顶，又将输送机推向煤壁。

1.4 液压支架的工作原理

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