机械5

支撑掩护式液压支架总体方案及立柱设计【含CAD图纸】 在采煤工作面煤炭生产过程中，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工作的正常运行，必须对顶板进行支护。而液压支架是高压液体用为动力，由液压元件与金属构件组成支护控制顶板的设备，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炭机组成综合机械化采煤设备，它的应用对增架采煤工作面产量、提高劳动生产率，降低成本，减轻工人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，经济合理，安全上可靠、是实现采煤综合机械自动化不可缺少的主要设备。 煤炭是工业的食粮，能源生产和消费结构中以煤为的格局不会改变，实践证明大力发展综合机械化采煤。研制和使用液压支架是非常关键的，我国从六十年代开始研制支撑式液压支架。液压支架在我国煤矿使用二十年的历史，从消化引进设备开始，到现在自行研制开发，我们已积累了丰富的经验，这些经验进行总结和提高都是很重要的。到目前为止，在我们煤矿中使用的支架的类型很多。本论语文设计的是关于煤层厚度在3.0～3.6m。直接顶为2类，老顶级别为三级的支撑掩护式液压支架的设计。和液压支架中的重要组成部件，立柱的设计。 目录 前言………………………………………………………………………………1 1支撑掩护式液压支架的概述…………………………………………2 1.1设计的原始条件……………………………………………………………2 1.2支撑掩护式液压支架的特征参数……………………………………2 1.2.1支架…………………………………………………………………………2 1.2.2立柱………………………………………………………………………2 1.2.3前梁千斤顶………………………………………………………………2 1.2.4推移千斤顶…………………………………………………………2 1.2.5侧推千斤顶………………………………………………………………2 1.3支撑掩护式液压支架的结构特点…………………………………2 1.4支撑掩护式液压支架的液压系统…………………………………………2 1.5支撑掩护式液压支架的配套尺寸…………………………………3 2液压支架的总体设计……………………………………………………………3 2.1液压支架的架型和特点………………………………………………………3 2.2液压支架基本参数确定………………………………………………… 6 2.2.1支架高度……………………………………………………………………7 2.2.2支架的伸缩比………………………………………………………………7 2.2.3支架间距……………………………………………………………………7 2.2.4理论支护强度………………………………………………………………7 2.3液压支架四连杆机构的确定…………………………………………8 2.3.1四连杆机构的作用…………………………………………………………8 2.3.2四连杆机构的几何特征……………………………………………………8 2.3.3四连杆机构尺寸的确定……………………………………………………9 2.4液压支架配套设备及有关参数的确定……………………………………16 2.4.1采煤机和运输机型号的确定…………………………………………16 2.4.2配套图.配套尺寸的确定…………………………………………….16 2.4.3泵站和各安全阀的选择………………………………………………16 2.5顶梁的设计及期有关参数的确定…………………………………………16 2.5.1顶梁的作用……………………………………………………………16 2.5.2顶梁设计要求……………………………………………………………17 2.5.3顶梁结构型式的确定…………………………………………………17 2.5.4顶梁主要尺寸的确定…………………………………………………18 2.6底座的结构选择及主要参数的确定………………………………………20 2.6.1底座的作用………………………………………………………………20 2.6.2底座设要求………………………………………………………………20 2.6.3底座的结构确定…………………………………………………………20 2.6.4底座主要尺寸的确定……………………………………………………20 2.7掩护梁的结构选择及主要参数确定………………………………………20 2.7．1掩护梁的作用…………………………………………………………20 2.7.2掩护梁结构型式…………………………………………………………21 2.7.3掩护梁主要尺寸的确定………………………………………………21 2.8立柱的结构选择及主要参数的确定………………………………………21 2.8.1立柱的作用………………………………………………………………21 2.8.2立柱结构形式的确定……………………………………………………21 2.8.3立柱主参数的确定………………………………………………………22 2.9推移装置的结构选择和主要参数的确定…………………………………23 2.9.1推移装置的作用…………………………………………………………23 2.9.2推移装置的结构型式的确定…………………………………………23 2.9.3推移装置有关参数确定………………………………………………24 2.10侧护装置的结构选择及主要参数的确定…………………………………25 2.10.1侧护装置的作用…………………………………………………………25 2.10.2侧护装置结构形式的确定………………………………………………25 2.10.3侧护装置有参数确定……………………………………………………26 2.10.4侧护板活动方式的确定…………………………………………………27 2.11前梁千斤顶的选择及有关参数的确定………………………………… 27 2.11.1前梁千斤顶行程的确定…………………………………………………28 2.11.2缸体内径和活塞直径……………………………………………………28 2.11.3前梁千斤顶推拉力的确定………………………………………………28 3支架受力分析计算…………………………………………28 3.1液压支架的支护性能与外载荷……………………………………………28 3.2支掩式支架的受力分析…………………………………………………29 3.2.1顶梁合力F
n及其作用点位置…………………………………………30 3.2.2前后连杆力………………………………………………………………33 3.2.3底座合力大小及其作用点位置…………………………………………34 3.2.4顶梁载荷分布……………………………………………………………35 3.2.5支护强度计算……………………………………………………………36 3.2.6底座平均接触比压………………………………………………………36 3.2.7支护效率…………………………………………………………………39 3.3支架受力计算……………………………………………………………39 3.3.1．原始数据…………………………………………………………………39 3.4支架受力影响因素分析…………………………………………44 3.4.1支架支护高度对于受力的影响…………………………………………44 3.4.2摩擦系统对支架受力的影响……………………………………………43 3.4.3前梁千斤顶的推拉力对支架的受力影响………………………………43 3.4.4瞬心位置角θ对支架受力影响…………………………………………43 4立柱强度较核…………………………………………………………………45 4.1立柱强度的验算……………………………………………………………45 4.2油缸稳定性计算……………………………………………………………45 4.3缸筒壁厚和外径计算与缸体的强度验算…………………………………45 4.3.1缸向等筒壁厚和外径计算与缸体强度计算……………………………46 4.3.2油缸的稳定性计算………………………………………………………46 4.3.3活塞稳定性计算…………………………………………………………48 4.3.4活塞杆的强度验算………………………………………………………48 4.4立柱的稳定性极限力………………………………………………………51 参考文献…………………………………………………………………………52 致谢……………………………………………………………………………53 附录A……………………………………………………………………………54 附录B……………………………………………………………………………60