ZY3200-11-26型掩护式液压支架的设计

装配图A0

ZY3200/11/26型掩护式液压支架的设计
摘要
本课题主要论述了液压支架的主要设计过程。其中包括：液压支架的选型、总体设计、主要零部件的设计、校核以及液压系统设计。[1]
支架的样式为掩护式支架。支架除了要有效的对顶板实行有效支撑，还要达成升、降、推移四个步骤。支架选用四连杆机构，改进支架的受力情况，减少支架的升降进程中顶梁前端前后移动的距离。立柱选用单伸缩液压缸，前端带有加长杆，以满足支架最低及最高位置时的高度条件。顶梁掩护梁、底座都做成箱体结构用钢板焊接而成。[2]
在研制液压支架时，需要对支架实行生产考查和分析讨论，选定合理的液压支架受力参数、运动参数和构造参数，以及选定液压支架最佳计划等方面综合性的科学技术问题。本设计首要从支架的工作原理这手，而后实行总体结构设计以及校核。[1]
关键词：液压支架；顶梁；底座；立柱；结构设计

Design of zy3200 / 11 / 26 shield hydraulic support
ABSTRACT
The article mianly elaborate the hydraulic support design for top-caving. includes: the selection of hydraulic pressure support form, system design, main spar part design and examination of hydraulic system design[1]
The support eliminates must realize effectively carries on the strut to the roof, but also must realize ,to fall, to push, move four steps .the support uses four link motion gears, improves the support the stress condition, reduces the support to rise and full the distance which in the process fort end the top-beam around moves. The column uses the list expansion and contraction hydraulic cylinder, front end has legthens the pole, satisfies the support to be lowest and time the highest position high request. The top-beam, shields Liang, the foundation all makes the packed in a box body structure, becomes with the steel plate welding.[2]
At research to presses the support, need to carry on produce to experiment and analyze the research, make sure reasonable of liquid presses the support to be subjected to the dint parameter, the sport parameter and the structure parameters, and make selection the liquid to press the synthetic science technique problem of aspect of etc. of the best project of support. This design mainly this hand from the work principle of the support, then carry on the total structure design and school pits.[1]
Keyword: Hydraulic pressure support；Top beam；Cradle；the column-type support；structure desig

目录
摘要ⅰ
ABSTRACT ⅱ

1绪论1
1.1国内外液压支架的研究现状及发展1
1.2本课题的研究目的和意义2
2液压支架基本理论分析4
2.1液压支架的工作原理4
2.1.1支架升降4
2.1.2支架推移4
2.1.3支架承载过程5
2.2液压支架的类型和结构6
2.2.1支撑式支架6
2.2.2掩护式支架7
2.2.3支撑掩护式支架7
2.2.4特种液压支架7
2.3对液压支架的基本要求8
2.4支架的选型设计8
2.4.1设计的原始条件8
2.4.2支架的支护性能与外载荷8
2.4.3影响架型选择的因素9
2.4.4支架架型的确定10
3液压支架的整体结构设计12
3.1支架高度、中心距的确定12
3.1.1支架高度的确定12
3.1.2支架伸缩比12
3.1.3支架间距13
3.2底座长度的确定13
3.2.1底座长度13
3.2.2底座宽度13
3.3四连杆机构的设计14
3.3.1四连杆机构的作用与缺点14
3.3.2四连杆几何特征14
3.3.3四连杆机构各部尺寸的确定15
3.4顶梁长度计算19
3.4.1支架工作方式对顶梁长度的影响19
3.4.2顶梁长度计算19
4支架主要部件的设计21
4.1支架主要部件的设计要求21
4.2顶梁的设计22
4.3底座的设计23
4.3.1液压支架的底座23
4.4支架技术参数和立柱的设计23
4.4.1支护面积23
4.4.2支护强度24
4.4.3确定立柱的技术参数24
4.4.4安全阀压力与立柱工作阻力的确定25
4.4.6支护效率28
4.4.7底座接触比压28
4.5立柱柱窝位置和受力计算29
4.5.1立柱布置29
4.5.2立柱柱窝位置的确定29
4.6千斤顶技术参数的确定30
4.6.1推移千斤顶30
4.6.2平衡千斤顶在顶梁上位置的确定31
4.6.3侧推千斤顶位置的确定34
5支架受力分析与计算36
5.1支架工作状态36
5.1.1顶板状态36
5.1.2支架工作状态36
5.1.3支架受力36
5.2受力计算37
5.3顶梁载荷分布40
6液压支架的强度校核42
6.1强度条件42
6.2主顶梁的校核42
6.2.1主顶梁的弯距计算42
6.2.2主顶梁的强度计算43
6.2.3安全系数44
6.3掩护梁强度校核45
6.3.1掩护梁受力情况45
6.3.2掩护梁强度计算45
6.3.3安全系数46
6.4底座强度校核46
6.4.1底座受力情况46
6.5立柱强度校核50
6.5.1预算缸筒内径和缸壁厚度50
6.5.2计算重叠长度51
6.5.3各段的弯矩53
6.5.4加长杆强度核算54
6.5.5活柱强度核算55
6.5.6缸体强度核算56
6.5.7立柱的稳定裕量验算57
7液压系统设计58
7.1液压支架的液压系统特点58
7.2液压系统的设计方法58
7.3千斤顶系统59
7.3.1.侧推、调架、防倒系统59
7.3.2.推移千斤顶系统59
7.3.3.平衡千斤顶系统60
7.3.4.活动侧护板控制方式60
7.4乳化液泵站系统62
7.4.1乳化液泵站62
7.4.2泵站液压系统62
7.4.3乳化液泵站的元部件65
8技术经济分析67
9结论68
参考文献69
外文文献70
中文译文75
致谢80

1绪论
1.1国内外液压支架的研究现状及发展
地下开采的煤产量主要是运用由液压支架配套的综采设备产出的。综采设备的研制和广泛的应用，对煤炭工业改进技木装备不但有着重要的影响，并且对采煤工艺各个环节技术水平的开展和提升，是强有力的推进要素。[3]
加速现代化进程，必须加速煤炭工业企业的建设、改造和革新技术装备的进程，增加地下开采和露天开采的煤产量。地下开采方法是最复杂和闲难的方法，但是，这种方法在工业发达国家和以煤作为—次能源的地区，仍然普遍应用。而且，开采优质煤，包括炼焦煤，都是采用地下开采方法。[3]
综合机械化采煤是煤炭工业的一次技术革命，从根本上改变了煤炭工业的面貌，综合机械化采煤是20世纪人类科技发展的重要成果。综合机械化采煤技术在我国的研究试验、使用、发展，彻底改变了我国煤炭工业的面貌，降低了工人的劳动强度，提高了产量、劳动生产率和企业效益，满足了国民经济建设对煤炭的需求，合理的集中生产简化了生产系统，提高了生产安全性。我国综采技术发展的30多年，使我国的煤炭生产技术水平跨进了世界先进行列，综放技术跃居世界领先地位。[2]
工作面支护问题始终是困扰煤矿生产安全、产量和效率的重要问题。以液压支架为主要设备的综合机械化采煤(以下简称综采)的诞生和发展是煤矿生产发展史上的一次重大革命。不仅从根本上改善了劳动和安全条件，也为工作面产量和效率的迅速提高奠定了基础。但是综采设备初期投资高，特别是液压支架占综采设备总投资约60%，因此液压支架的合理选用特显重要。[2]
30多年来在液压支架技术不断发展中，形成了以煤科总院专业研究所和骨干支架制造厂设计所为主的支架研究设计队伍，采用计算机CAD进行各种类型支架的设计，用有限元计算软件等进行计算，并普及计算机绘图。我国制订的缓倾斜工作面顶板分类及其它研究成果为支架设计、选型和使用提供了有力的指导依据。制造方面形成以原部属专业制造厂为主、机械工业部及船舶制造总公司等专业厂为辅的制造体系，以及以国家煤矿支护设备质量检测中心为骨干的检测队伍。制定有关支架检测标准11项，建立了各项支架检测手段，造就了一支研究、制造和使用液压支架的庞大队伍;形成了研制液压支架的雄厚基础。不仅能满足国内的需要，还向美国、俄罗斯、土耳其和印度等国家出口液压支架或成套综采设备。

A0-顶梁

A0-掩护梁

A1-底座

A1-后连杆

加长杆A3