四柱支撐掩護式放頂煤液壓支架支護性能分析

內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書 1 （ 二〇〇九年六月 本科畢業(yè)設計說明書 題目：礦井支撐掩護式液壓支架液壓系統設計 學生姓名： 學院：機械學院 系別：機械設計制造及其自動化系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 班級： 指導教師： 摘要 礦井液壓支架的應用對增加采煤工作面產量、提高勞動生產率、降低成本、減 輕工人的體力勞動和保證安全生產是不可缺少的有效措施，因此液壓支架的設計是 技術上先進、經濟上合理，安全上可靠、是實現采煤綜合機械化和自動化的主要 體現。 采用綜合機械化采煤方法是大幅度增加煤炭產量、提高經濟效益的必由之路。為 了滿足對煤炭日益增長的需求，必須大量生產機械化采煤設備，迅速增加綜合機械化 采煤工作面。因此對液壓支架

提出了一種計算支撐掩護式液壓支架前、后立柱工作阻力的方法。

設計題目：支撐掩護式液壓支架設計 摘要 本論文主要闡述了一般支撐掩護式液壓支架的設計過程。首先，通過對四連桿機構的設 計來確定支架的四連桿機構各桿系的長度及其相對空間位置；然后，確定液壓支架的性能參 數；其次，通過二維軟件auotocad來進行結構設計以達到優(yōu)化；接著，以力學模型為依據， 分析了液壓支架的頂梁、掩護梁、底座上載荷的作用機理，得到了較為合理的支架載荷的計 算公式；再次，結合本次設計的支架，從平面和空間兩方面對支架主要結構件進行受力分析； 最后對支架主要結構件強進行度效核。 由于該煤層厚度較厚，選用支撐掩護式液壓支架。煤層厚度介于3.5m-5.5m之間，煤層 厚度變化較大，選用調高范圍大且抗水平推力強且?guī)ёo幫裝置的支撐掩護式支架。支架采用 正四連桿機構，以改善支架受力狀況。頂梁、掩護梁、底座均做成箱體結構；立柱采用雙伸 縮作用液壓缸，以增加工作行程來滿足支架調高

液壓支架主要包含液壓操作系統、控制系統、液壓油缸和金屬構件四個部分,以高壓乳化液作為驅動力.支架的支撐原理是:在綜采工作面的頂底板上進行液壓支護.在支撐掩護式設計過程當中,前梁、頂梁、掩護梁和立柱等結構件為設計的重點.介紹了特定采場地質條件下如何設計液壓支架,并講述了這種支架的方案和用途.

本文簡述了支撐掩護式液壓支架的主要特點；介紹了液壓支架主要參數設計與選取及液壓支架基本結構部件形式的選擇思路。

本論文主要闡述了一般掩護式液壓支架的立柱的改進與設計。本設計為薄煤層掩護式液壓支架。這種支架能適應煤層厚度變化較大的場合,有調高范圍大,抗水平推力強的特點。支架采用立柱采用雙伸縮加接加長桿的形式,以增加工作行程來滿足支架調高范圍的需要。

部分掩護式液壓支架在井下的使用中,很多立柱出現脹缸的現象,立柱脹缸后支架無法正常支護頂板,這將嚴重影響井下的生產。而井下更換立柱費時費力,并且脹缸的立柱修復費用很高,脹缸嚴重的將無法修復。因此分析了立柱脹缸的原因,為減少掩護式支架立柱脹缸問題提供了有力參考。

介紹輕型放頂煤液壓支架(下文簡稱輕放支架)配套平板車的設計過程及輕放支架在煤礦地面、井下的運輸過程。

兗礦集團濟寧二號煤礦設計了綜采放頂煤液壓支架撤除裝車設備，其裝置穩(wěn)定性好，裝車方便，具有足夠的強度可以支撐液壓支架并且可以重復使用，并且用于該礦4305、1309、4300等多個工作面液壓支架的撤除，取得了較好的效果。

立柱布置方式對液壓支架的很多力學參數都有影響,立柱布置不合理容易引起液壓支架發(fā)生故障或損壞,影響煤礦安全生產。建立了掩護式液壓支架的力學模型,分析了立柱布置方式對支架底座前端比壓及連桿受力的影響,為立柱的合理布置提供了理論依據和可行方法。

介紹了六柱支撐式充填液壓支架的主要結構和工作原理,確定了工作阻力以及相關設備選型,完成了后部壓實機構的設計,通過psod系統對液壓支架進行了受力分析和相應的參數優(yōu)化。

內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） i 內蒙古科技大學 本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 題目：支撐掩護式液壓支架設計 學生姓名： 指導老師： 專業(yè)：機械設計制造及自動化 班級： 完成時間：2015年5月29日 圖紙聯系qq790168869 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） ii 摘要 采煤綜合機械化，是加速我國煤炭工業(yè)發(fā)展，大幅度提高勞動生產率，實現煤炭工業(yè) 現代化的一項戰(zhàn)略措施。綜合機械化不僅產量大，效率高，成本低，而且能減輕笨重的 體力勞動，改善作業(yè)環(huán)境，是煤炭工業(yè)技術的發(fā)展方向。液壓支架是綜合機械化采煤方 法中最重要的設備之一。 本論文主要設計的是普通型支撐掩護式液壓支架。7設計內容包括：總體設計、主要 零部件的設計、主要零部件的校核和液壓系統的設計。。 支架采用四連桿機構，以改善支架受力狀況。頂梁、掩護梁、底座均做成箱體結構；

1 前言 經過近30年的發(fā)展和努力,我國液壓支架的設計、制造水平在不斷提高,特別是 在緩傾斜中厚煤層的液壓支架方面積累了相當豐富的經驗,架型已基本趨于成熟、完善, 在品種和質量方面與國際先進水平相比差距越來越小。但在控制元件和控制系統方面,與 先進國家的產品相比還有較大差距。所以,今后除應繼續(xù)針對我國國情和煤層具體條件, 開發(fā)一些新架型、新品種外,還應在改進支架控制系統和提高支架的工作可靠性方面下功 夫。 近年來,我國采煤綜合機械化的水平有所提高,隨著綜合機械化采煤技術的不斷發(fā) 展和新型大功率采煤機、工作面輸送機的出現,要求支架與之相配套,但若支架的控制系 統不作相應的改進,是滿足不了這一要求的。到目前為止,我國國產液壓支架的控制方式 仍然停留在跟機手把單向鄰架控制或本架控制水平。這種控制方式,雖然具有控制系統簡 單、制造容

放頂煤液壓支架后部放煤煤塊較大時,插板千斤頂非常容易被劃傷,最后導致插板千斤頂漏液,從而設計了插板千斤頂防護裝置保護插板千斤頂,本文介紹了該防護裝置的設計思路、工作原理、及拆裝方法等。

厚煤層開采技術和配套設備研制是當今世界主流攻關方向。詳細介紹了zf15000/27.5/42型大阻力支撐掩護式放頂煤液壓支架的選型設計,闡述了尾梁插板式低位放頂煤液壓支架特點,確定了采放比、工作阻力及初撐力,探討了支架頂梁、掩護梁和底座各部分的設計思路及其作用。

對現有的插板與尾梁之間的裝配方法進行概括,分析其存在的缺陷和問題,設計一種立式工裝。此種工裝的使用,可以減少液壓支架裝配工時且對車間吊車的使用無傷害,消除了安全隱患。

針對軟煤層開采中,頂板破碎、片幫較嚴重時,特別是在采空區(qū)極近距離下有效控制管理端面頂板的問題,白皎煤礦利用液壓支架自行改造焊接的半圓環(huán)將工字鋼穩(wěn)固在支架頂梁下,通過給支架上"刺刀"的方法,對端面頂板進行支護,加大支架對頂板的控制范圍,有效解決了上述生產技術難題,為類似情況下的支護提供了借鑒經驗。

隨著現代化信息技術的迅猛發(fā)展,煤礦生產領域的機械化及自動化程度不斷提升,放頂煤綜合機械化開采的應用也越來越廣泛,促進了煤礦生產經濟效益的大幅提升。首先對垂直插板放頂煤液壓支架主要構件的設計方案進行闡述,進行支架水平力分析及技術特點總結。

通過介紹神華神東公司大柳塔煤礦52306-2面7m大采高縮面回撤采用五掩護順序回撤支架工藝及大柳塔煤礦12114工作面5.5m大采高工作面采用四掩護順序回撤支架工藝實踐,證明了在合理的采高范圍內,使用此方法進行回撤支架在安全管理、施工工藝及降本增效上具有顯著優(yōu)勢,為大采高綜采工作面回撤工作積累了寶貴經驗。

通過研究煤炭的安息角,設計了一種帶有自卸煤矸滑臺的新型立柱柱窩充填塊,能夠防止煤矸在充填塊上堆積,最大限度地降低柱窩上方空間及立柱與柱窩配合面的煤矸侵入量。保障立柱在柱窩內擺動靈活不受煤矸阻礙,減緩立柱和柱窩配合面的磨損。

分析雙伸縮立柱液壓支架的承載特點,以某一具體型式雙伸縮立柱液壓支架為研究對象,對目前企業(yè)進行雙伸縮立柱液壓支架內加載試驗問題進行分析研究,提出雙伸縮立柱液壓支架內加載試驗的正確方法,提高了試驗的有效率,并能促使企業(yè)走出液壓支架和立柱設計及試驗誤區(qū)。

液壓支架雙伸縮立柱是液壓支架承載與實現升降動作的主要液壓部件,結構復雜,操作靈活、方便。文章主要分析了液壓支架雙伸縮立柱的結構及控制形式,為液壓支架設計提供了一種新的設計思路。僅供參考。