矿用液压支架毕业设计说明书

中国矿业大学毕业设计（论文）说明书

摘 要

矿井液压支架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， 因此液压支架的设计是技术上先进、 经济上合理， 安全上可靠、 是实现采煤综合机械化和自动化的主要体现。

采用综合机械化采煤方法是大幅度增加煤炭产量、提高经济效益的必由之路。为了满足对煤炭日益增长的需求，必须大量生产机械化采煤设备，迅速增加综合机械化采煤工作面。本文主要阐述了支顶掩护式液压支架掩护梁、四连杆机构及液压系统的设计过程。此次设计选用支顶掩护式液压支架，支架采用四连杆机构，以改善支架受力状况；顶梁、掩护梁、底座均做成箱体结构，减轻架体自重；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，同时还对系统压力损失、发热、效率等性能进行了验算。

关键词：液压支架，掩护梁，液压系统，采煤综合机械化。

I

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Abstract

The application of hydraulic support in coal mining face of increasing production and raise labor productivity, reduce costs, reduce manual workers and to ensure safety in production is indispensable for effective measures to, Therefore the design of hydraulic support is technically advanced and economically rational, safe and reliable is the main manifestation of the comprehensive mechanization and automation of mining.

Integrated mechanization of coal mining is a significant increase in coal production, the only way to increase economic efficiency. In order to meet the growing demand for coal to be mass-produced mechanized mining equipment, the rapid increase in the integrated coal face mechanization. This paper mainly expounds the top screen type hydraulic support beam, cover four bar linkage and balance jack design . This design selection of hydraulic support a top cover, stents, using four link mechanism, and to improve the stents stress state; Top beam, cover, base beam are made, reduce frame structure of the body weight; Pillar with double expansion role, and to increase the hydraulic cylinder working travel to meet the need of high range stand is adjusted. At the same time, the performances of systematic loss, fever and efficiency are checked carefully.

Keywords：Hydraulic support, screen and beam, hydraulic system,comprehensive mechanized coal mining.

II

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前 言

毕业设计是我们综合运用所学的理论知识和实践相结合的重要环节。是对我们大学四年所学知识的一次全面检验和应用；

首先，毕业设计能培养我们分析实际问题的能力，运用所学知识动手解决实际问题的能力，从而巩固深化所学的理论知识，为即将走向工作岗位打下坚实的基础。

其次，毕业设计培养我们深入实际，调查研究，解决在现实问题中可能出现各种问题，所以我们在设计中必须学会分析问题和解决问题的方法，要抓住主要问题，按安全可靠，经济实用的原则设计。

再次，毕业设计培养了我们熟悉有关技术政策，运用国家标准规范，手册，图册等工具书，独立进行设计计算，数据处理，编写技术文件的工作能力。

在毕业设计中，我们必须培养认真、负责、细致、踏实的工作作风，养成保质保量、按时按量完成任务的习惯，要达到这一目的，我们在设计中必须应做到：

（1）随时准备各种资料，为毕业设计做好充分的准备。 （2）认真计算和检验，保证计算结果的准确性。

（3）仿真建模和CAD制图要认真、仔细和不断反复检查，以保证图纸的质量。 （4）劳逸结合，提高工作效率，按时完成自己的设计任务。

这次毕业设计不仅关系着每个人的学业成绩，更重要的是它体现了每个人对待设计的认真程度和实际能力。固然每个人的能力不同，设计有好有劣，但我们还是力求向好的方面努力，使设计既符合实际，更加完善完美。我想这与指导老师和领导的要求也是一致的。不过由于对一些实践性知识了解甚少，加上本次设计时间紧、任务重、图纸多，很难百分之百的达到毕业设计的要求。所以这次毕业设计也只能是一个尝试，但对我将来的工作必将是一个很大的帮助，相信通过这次毕业设计能达到预期目的，各方面都有所提高。

由于经验不足、水平有限加之时间仓促，本次毕业设计一定存在不少错误，欢迎各位老师和同学批评指正。

III

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目录

摘 要 ..................................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................................... II 前 言 ....................................................................................................................................... III 第一章 绪 论 .......................................................................................................................1

1.1国内外研究的现状 .....................................................................................................1 1.2本课题研究的目的和意义 .........................................................................................2 第二章 液压支架基本理论分析 ...........................................................................................4

2.1 综采工作面的布置和循环工作过程 ........................................................................4 2.2 液压支架的组成 ........................................................................................................5 2.3液压支架的分类 .........................................................................................................6

2.3.1按支架和围岩的相互作用分类 ......................................................................6 2.3.2按移动方式分类 ..............................................................................................7 2.4液压支架的工作原理 .................................................................................................8 2.5液压支架的支护方式 ...............................................................................................10 2.6液压支架主要结构件及其作用 ............................................................................... 11

2.6.1顶梁 ................................................................................................................ 11 2.6.2掩护梁 ............................................................................................................ 11 2.6.3底座 ................................................................................................................ 11 2.6.4四连杆机构 ....................................................................................................12 2.6.5立柱 ................................................................................................................12 2.6.6 推移机构 .......................................................................................................12 2.7液压系统及其控制元件 ...........................................................................................13 2.8支架的设计特点 .......................................................................................................13 2.9本设计液压支架各项技术特征 ...............................................................................13 第三章 液压支架的主要结构设计 .......................................................................................14

3.1确定液压支架结构参数的原则与内容 ...................................................................14

3.1.1确定支架结构参数的原则 ............................................................................14 3.1.2 确定支架结构参数的内容 ...........................................................................14 3.2液压支架主要结构参数的确定 ...............................................................................14

3.2.1液压支架的高度与伸缩比 ............................................................................14 3.2.2中心距和宽度的确定 ....................................................................................16 3.2.3支架间距 ........................................................................................................17 3.2.4底座长度的确定 ............................................................................................17 3.2.5顶梁长度的确定 ............................................................................................17 1支架工作方式对支架顶梁长度的影响 ..........................................................17 2顶梁长度的计算 ..............................................................................................18 3.3液压支架的设计要求 ...............................................................................................19 3.4支架的主要结构 .......................................................................................................19

3.4.1掩护梁的设计 ................................................................................................19 3.4.2掩护梁护板的设计 ........................................................................................20

IV

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3.4.3四连杆机构设计的要求 ................................................................................22 3.4.4底座 ................................................................................................................24 1底座的主要作用 ..............................................................................................24 2底座的结构型式、特点与选择 ......................................................................25 3底座长度的确定 ..............................................................................................25 3.5液压系统的设计 .......................................................................................................26

3.5.1液压支架的液压系统简介 ............................................................................26 3.5.2液压支架传动系统的基本要求 ....................................................................26 3.5.3液压支架的液压传动特点 ............................................................................26 3.6液压系统总体方案的确定 .......................................................................................27 3.7立柱系统的设计 .......................................................................................................28

3.7.1液压缸工作压力的确定 ................................................................................28 3.7.2缸筒的设计计算 ............................................................................................29 3.7.3缸筒的结构设计 ............................................................................................29 3.7.4缸筒内径的计算 ............................................................................................29 3.7.5液压缸壁厚和外径的计算 ............................................................................31 3.7.6液压缸工作行程的确定 ................................................................................32 3.7.7缸盖厚度的确定 ............................................................................................32 3.7.8最小导向长度的确定 ....................................................................................33 3.7.9缸体长度的确定 ............................................................................................34 3.7.10液压缸主要零件的材料和技术要求 ..........................................................34 1缸体材料和毛坯 ..............................................................................................34 2缸体的技术要求 ..............................................................................................35 3活塞杆的材料 ..................................................................................................36 4活塞杆的技术要求 ..........................................................................................36 3.7.11立柱强度校核 ..............................................................................................37 3.7.12液压缸稳定性的计算 ..................................................................................38 3.7.13密封装置的设计 ..........................................................................................40 1对密封装置的主要要求 ..................................................................................40 3.8千斤顶系统的选取 ...................................................................................................41

3.8.1推移千斤顶的选取 ........................................................................................41 3.8.2平衡千斤顶的选取 ........................................................................................42 3.8.3侧推千斤顶的选取 ........................................................................................43

第四章 液压支架的强度计算 .......................................................................................44

4.1强度计算条件 ...........................................................................................................44 4.2强度校核 ...................................................................................................................45

4.2.1底座的强度校核 ............................................................................................45 4.2.2 顶梁上平衡千斤顶耳板与销轴强度校核 ...................................................47

第五章 液压支架的使用、维护与发展 .............................................................................50

5.1液压支架操作维护要求 ...........................................................................................50 5.2液压支架操作 ...........................................................................................................50 5.3 液压支架操作管理事项 ..........................................................................................50 5.4 维护和管理的具体内容 ..........................................................................................51 5.5 液压支架的故障及排除 ..........................................................................................52

V

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