机械5

本主要阐述了一般支撑掩护式液压支架的设计过程。首先，通过对四连杆机构的设计来确定支架的四连杆机构各杆系的长度及其相对空间位置；然后，确定液压支架的性能参数；其次，通过二维软件AuotoCAD来进行结构设计以达到优化；接着，以力学模型为依据，分析了液压支架的顶梁、掩护梁、底座上载荷的作用机理，得到了较为合理的支架载荷的计算公式；再次，结合本次设计的支架，从平面和空间两方面对支架主要结构件进行受力分析；最后对支架主要结构件强进行度效核。 由于该煤层厚度较厚，选用支撑掩护式液压支架。煤层厚度介于3.5m-5.5m之间，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支撑掩护式支架。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。 1绪论1 1.1液压支架的发展历史1 1.2我国液压支架的发展2 1.3液压支架的用途、分类和结构2 1.3.1液压支架的用途2 1.3.2液压支架工作状态及布置3 1.3.3液压支架的分类3 1.3.4液压支架结构型式及特点4 1.4液压支架的组成6 1.5液压支架的支护方式6 1.6液压支架的工作原理6 1.6.1支架升降和推移7 1.6.2支架的承载过程8 1.7采煤工作面液压支架设计要求和设计必要的基本参数8 1.7.1设计目的8 1.7.2对液压支架的基本要求8 1.8本文做的主要工作9 2液压支架整体结构设计11 2.1支架主要尺寸的确定11 2.1.1支架的高度和支架的伸缩比11 2.1.2支架间距和宽度的确定11 2.2底座长度的确定12 2.3顶梁长度的确定12 2.3.1支架工作方式对顶梁长度的影响12 2.3.2顶梁长度计算12 2.4四连杆机构的确定13 2.4.1四连杆机构的作用13 2.4.2四连杆机构的几何特征13 2.4.2四连杆机构的几何算法14 3液压支架部件设计17 3.1顶梁17 3.1.1主要作用17 3.1.2结构型式17 3.1.3顶梁结构和断面形状18 3.2顶梁侧护板19 3.2.1主要作用19 3.2.2侧护板的种类与选择19 3.2.3侧护板的结构型式19 3.3底座20 3.3.1主要作用20 3.3.2底座的结构型式、特点与选择20 3.4推移装置20 3.5立柱和千斤顶的设计21 3.5.1立柱的类型21 3.6喷雾降尘系统的设计22 3.6.1喷雾降尘系统的组成22 3.6.2设计原则22 3.7液压支架的主要技术参数22 3.7.1支护面积22 3.7.2支护强度和支护效率22 4立柱和千斤顶的设计与验算24 4.1双伸缩立柱缸径和工作阻力的确定24 4.1.1双伸缩立柱缸径的确定24 4.1.2安全阀压力的确定24 4.1.3泵站压力的确定25 4.1.4立柱初撑力的计算25 4.1.5立柱工作阻力的计算25 4.1.6立柱缸体壁厚的计算26 4.2立柱强度和稳定性验算26 4.2.1立柱主要尺寸的确定26 4.2.3.缸体与缸底焊缝强度验算28 4.2.4立柱稳定性验算29 4.3前梁千斤顶参数的确定31 5液压支架受力分析33 5.1概述33 5.1.1支架工作状态33 5.1.2计算载荷的确定33 5.2支架受力分析与计算34 5.2.1前梁的受力分析与计算34 5.2.2主顶梁的受力分析与计算35 5.2.3底座的受力分析与计算37 5.3顶梁的载荷分布37 5.4底座接触比压39 6液压支架强度计算41 6.1强度条件41 6.2顶梁强度校核41 7液压支架的使用、维护与发展趋势47 7.1液压支架操作维护要求47 7.2液压支架操作47 7.3液压支架操作管理事项47 7.4维护和管理的具体内容48 7.5液压支架的故障及排除49 7.5.1结构件和连接销轴49 7.5.2液压系统及液压元件49 7.6液压支架的发展趋势51 结论53 参考文献54 翻译部分55 致谢64