液壓支架的總體及液壓系統(tǒng)設(shè)計【說明書+CAD】
購買設(shè)計請充值后下載,資源目錄下的文件所見即所得,都可以點開預(yù)覽,資料完整,充值下載可得到資源目錄里的所有文件?!咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙,doc,docx為WORD文檔,原稿無水印,可編輯。具體請見文件預(yù)覽,有不明白之處,可咨詢QQ:12401814
XX大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 摘要本課題主要闡述了液壓支架的設(shè)計過程。設(shè)計內(nèi)容包括:選架型、總體設(shè)計、主要零部件的設(shè)計、主要零部件的校核和液壓系統(tǒng)的設(shè)計。由于設(shè)計煤層適中,選用掩護(hù)式液壓支架。煤層厚度介于2.53.8m之間,煤層厚度變化較大,選用調(diào)高范圍大且抗水平推力強(qiáng)且?guī)ёo(hù)幫裝置的掩護(hù)式支架。支架采用正四連桿機(jī)構(gòu),以改善支架的受力狀況。頂梁、掩護(hù)梁、底座均做成箱體結(jié)構(gòu);立柱采用單伸縮液壓缸,前端帶有加長桿,以滿足支架最低及最高位置時的高度要求。在研制液壓支架時,需要對支架進(jìn)行生產(chǎn)試驗和分析研究,確定合理的液壓支架受力參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù),以及選定液壓支架最佳方案等方面綜合性的科學(xué)技術(shù)問題。關(guān)鍵詞:液壓支架;頂梁;底座;立柱;結(jié)構(gòu)設(shè)計ABSTRACT This paper mainly describes the design process of hydraulic support. Design elements include : chooses, overall design, main spare part design, the main spare part examination and the hydraulic system design.Due to the design of coal seam is moderate, selection of shield type hydraulic support. Coal seam thickness between 2.53.8m, coal seam thickness change is bigger, selection of high and wide range of horizontal thrust is strong and the slope protecting device of shield support. The support uses the four bar linkage mechanism, improves the support stress condition. Top beam, a shield beam, a base are made into a box body structure; the column uses the single telescopic hydraulic cylinder, front end with a lengthened rod, to meet the minimum and maximum position bracket height requirements.In the research of hydraulic support, the need for support for production testing and analysis, to determine a reasonable hydraulic support force parameters, motion parameters and structure parameters, and selected the best scheme of hydraulic support and other aspects of comprehensive science and technology issues.Keyword: Hydraulic pressure support;Top beam;Cradle 目 錄一 前言1二 液壓支架基本理論分析22.1 液壓支架的工作原理22.1.2支架推移22.1.3 支架承載過程32.2 液壓支架的類型和結(jié)構(gòu)52.2.1 支撐式支架52.2.2 掩護(hù)式支架52.2.3 支撐掩護(hù)式支架62.2.4 特種液壓支架62.3 對液壓支架的基本要求有以下幾條72.4支架的選型設(shè)計72.4.1設(shè)計的原始條件72.4.2支架的支護(hù)性能與外載荷82.4.3 影響架型選擇的因素82.4.4 支架架型的確定9三 液壓支架的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計113.1 支架高度、中心距的確定113.1.1支架高度的確定113.1.2支架伸縮比113.1.3支架間距113.2底座長度的確定123.2.1底座長度123.2.2 底座寬度123.3四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計133.3.1四連桿機(jī)構(gòu)的作用與缺點133.3.2 四連桿幾何特征143.3.3.四連桿機(jī)構(gòu)各部尺寸的確定143.4頂梁長度計算193.4.1支架工作方式對頂梁長度的影響203.4.2頂梁長度計算20四 支架主要部件的設(shè)計224.1支架主要部件的設(shè)計要求224.2頂梁的設(shè)計234.3底座的設(shè)計244.3.1液壓支架的底座244.4支架技術(shù)參數(shù)和立柱的設(shè)計244.4.1 支護(hù)面積244.4.2 支護(hù)強(qiáng)度254.4.3 確定立柱的技術(shù)參數(shù)254.4.4 安全閥壓力與立柱工作阻力的確定274.4.5支護(hù)效率304.4.6 底座接觸比壓304.5立柱柱窩位置和受力計算314.5.1立柱布置314.5.2立柱柱窩位置的確定314.6 千斤頂技術(shù)參數(shù)的確定344.6.1推移千斤頂344.6.2平衡千斤頂在頂梁上位置的確定354.6.3側(cè)推千斤頂位置的確定38五 支架受力分析與計算395.1支架工作狀態(tài)395.1.1 頂板狀態(tài)395.1.2支架工作狀態(tài)405.1.3支架受力405.2受力計算405.3 頂梁載荷分布44六 液壓支架的強(qiáng)度校核466.1 強(qiáng)度條件466.2主頂梁的校核466.2.1主頂梁的彎距計算466.2.2主頂梁的強(qiáng)度計算476.2.3安全系數(shù)486.3 掩護(hù)梁強(qiáng)度校核496.3.1掩護(hù)梁受力情況496.3.2掩護(hù)梁強(qiáng)度計算506.3.3安全系數(shù)516.4 底座強(qiáng)度校核516.5立柱強(qiáng)度校核556.5.1預(yù)算缸筒內(nèi)徑和缸壁厚度556.5.2計算重疊長度556.5.3各段的彎矩576.5.4加長桿強(qiáng)度核算586.5.5活柱強(qiáng)度核算596.5.6缸體強(qiáng)度核算60七 液壓系統(tǒng)設(shè)計627.1 立柱和千斤頂627.2 支架液壓閥637.2.1 液控單向閥637.2.2 安全閥647.2.3 操縱閥647.2.4 液壓支架液壓閥的密封技術(shù)分析657.3 液壓支架液壓原理圖667.4 液壓支架的控制方式677.4.1 手動控制677.4.2 自動控制687.5 液壓系統(tǒng)安裝、調(diào)試、保養(yǎng)687.5.1 安裝:687.5.2 調(diào)試:777.5.3 保養(yǎng):78 7.6 液壓系統(tǒng)的設(shè)計方法79八 結(jié)論80參 考 文 獻(xiàn)81致謝82附錄83外文資料與中文翻譯83.VXX大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 一 前言隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,國民經(jīng)濟(jì)對煤炭需要量的日益增加,煤礦開采,特別是采煤工作面的生產(chǎn)技術(shù)面貌發(fā)生了巨大的變化。自1954年英國裝備了世界上第一個液壓支架工作面開始,采煤技術(shù)實現(xiàn)了綜合機(jī)械化。綜合機(jī)械化。就是工作面采煤、運(yùn)輸和支護(hù)三大主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)都是現(xiàn)機(jī)械化。也就是說,采用滾筒式或刨削式等采煤機(jī)械落煤與裝煤;工作面重型可彎曲運(yùn)輸機(jī),以及與之適應(yīng)的順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)等運(yùn)煤;自移式液壓支架支護(hù)和管理頂板。這幾種設(shè)備相互配合,組成了綜合機(jī)械化采煤設(shè)備。 液壓支架是一高壓液體作為動力,由液壓元件與金屬構(gòu)件組成的支護(hù)和控制頂板的設(shè)備,它能實現(xiàn)支撐、切頂、移架和推移輸送機(jī)等一整套工序。實踐表明液壓支架具有支護(hù)性能好、強(qiáng)度高、移架速度快、安全可靠等優(yōu)點。液壓支架與可彎曲輸送機(jī)和采煤機(jī)組成綜合機(jī)械化采煤設(shè)備,它的應(yīng)用對增加采煤工作面產(chǎn)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低成本、減輕工人的體力勞動和保證安全生產(chǎn)是不可缺少的有效措施。因此,液壓支架是技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、安全上可靠,是實現(xiàn)采煤綜合機(jī)械化和自動化不可缺少的主要設(shè)備。 二 液壓支架基本理論分析2.1 液壓支架的工作原理液壓支架在工作過程中,不僅要可靠的支撐頂板,維護(hù)一定的安全工作空間,而且要隨工作面的推進(jìn),進(jìn)行移架和推移輸送機(jī)。因此,支架要實現(xiàn)升、降、推、移四個基本動作,這些動作是利用泵站供給的高壓液體,通過工作面性質(zhì)不同的幾個液壓缸來完成的,如圖2.1所示。圖2.1 液壓支架工作原理1頂梁;2立柱;3推移千斤頂;4安全閥;5單向筏; 6、7操縱閥;2.1.1 支架升降當(dāng)操作閥處于升柱位置時,從乳化液泵站來得高壓液體通過操縱閥液控單向閥5進(jìn)入立柱2的下腔,立柱上腔回液,支架升起,并撐緊頂板。當(dāng)操縱閥處于降柱位置時,工作液體進(jìn)入立柱的上腔,同時打開液控單向閥,立柱下腔回液,支架下降。2.1.2支架推移支架的前移和推移輸送機(jī)是通過操縱閥和推移千斤頂3來進(jìn)行的。移架時,先使支架卸載下降,再把操縱閥置于移架位置,從乳化液泵站來的高壓液體進(jìn)入推移千斤頂?shù)那扒患椿钊麠U腔,后腔即活塞腔回液。這時,支架以輸送機(jī)為支點前移。移架結(jié)束后,再把支架升起,使支架撐緊頂板。若將操縱閥置于推溜位置,高壓液體進(jìn)入推移千斤頂后腔即活塞腔,前腔即活塞桿腔回液,這時輸送機(jī)以支架為支點被推向煤壁。2.1.3 支架承載過程 支架的承載過程是指支架與頂板之間相互力學(xué)作用的過程,它包括初撐、承載增阻和恒阻三個階段。(1) 初撐階段在升架過程中,當(dāng)支架的頂梁接觸頂板,直到立柱下腔的液體壓力逐漸上升到泵站工作壓力時,停止供液,液控單向閥6立即關(guān)閉,這一過程為支架的初撐階段。此時支架對頂板的支撐力為初撐力。(2) 承載增阻階段支架初撐結(jié)束后,隨著頂板的下沉,立柱下腔的液體壓力逐漸升高,支架對頂板的支撐力也隨之增大,呈現(xiàn)增阻狀態(tài),這一過程為支架的承載增阻階段。(3) 恒阻階段隨著頂板壓力的進(jìn)一步增加,立柱下腔的液體壓力越來越高,當(dāng)升高到安全閥5的調(diào)定壓力時,安全閥打開溢流,立柱下縮,液體壓力隨之降低。當(dāng)降到安全閥的調(diào)定壓力時,安全閥關(guān)閉。隨著頂板的繼續(xù)下沉,安全閥重復(fù)這一過程。由于安全閥的作用,支架的支撐力維持在某一恒定數(shù)值上,這是支架的恒阻階段。此時,支架對頂板的支撐力成為工作阻力,它是由支架安全閥的調(diào)定壓力決定的。對于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架,其初撐力和工作阻力的計算還要考慮到立柱傾角的影響因素。 由上可知,支架工作時,其支撐力與時間的關(guān)系,可用支架工作特性曲線表示,如圖 所示,曲線上的、分別表示支架的初撐、增阻、和恒阻階段的時間。上述工作過程表明:支架在達(dá)到額定工作阻力以前具有增阻性,以保證支架對頂板有效的支撐作用;當(dāng)支架達(dá)到額定工作阻力以后,支架能隨頂板的下沉而下縮,即具有可縮性和恒阻性,支架的工作特性決定于立柱、液控單向閥、安全閥和操縱閥的性能和密封的好壞。所以這些元件是支架的關(guān)鍵液壓元件通常液控單向閥和安全閥組合在一起,稱為控制閥。支架的工作阻力是支架的一個重要參數(shù),它表示支架支撐力的大小。但是,由于支架的頂梁長短和間距大小不同,所以并不能完全反映支架對頂板的支撐能力。因此,通常單位支護(hù)面積頂板上所受支架工作阻力值的大小,即支護(hù)強(qiáng)度來表示支架的支護(hù)性能。即 (式2.1)式中 支架的支護(hù)面積,2.2 液壓支架的類型和結(jié)構(gòu)液壓支架按其對頂板的支護(hù)方式和結(jié)構(gòu)特點的不同,分為支撐式、掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式三種基本架型。2.2.1 支撐式支架支撐式支架是出現(xiàn)最早的一種架型,按其結(jié)構(gòu)和動作方式的不同,支撐式支架又分為垛式支架和節(jié)式支架兩種結(jié)構(gòu)型式。垛式支架每架為一整體,與輸送機(jī)聯(lián)接并互為支點整體前移。節(jié)式支架由23個框節(jié)組成,移架時,各節(jié)之間互為支點交替前移,輸送機(jī)用與支架相連的推移千斤頂推移。節(jié)式支架由于穩(wěn)定性差,現(xiàn)已基本淘汰。支撐式支架的結(jié)構(gòu)特點是:頂梁較長,其長度多在4左右;而且立柱多,一般46根,且垂直支撐;支架后部設(shè)復(fù)位裝置和擋矸裝置。以平衡水平推力和防止矸石竄入支架的工作空間內(nèi)。支撐式支架的支護(hù)性能是:支撐力大,且作用點在支架后部,故切頂性能好;對頂板重復(fù)支撐的次數(shù)多,容易把本來完整的頂板壓碎;抗水平載荷的能力差,穩(wěn)定性差;護(hù)矸能力差,矸石易竄入工作空間;支架的工作空間和通風(fēng)斷面大。由上可知,支撐式支架適用于直接頂穩(wěn)定、老頂有明顯或強(qiáng)烈周期來壓,且水平力小的條件。2.2.2 掩護(hù)式支架掩護(hù)式支架的結(jié)構(gòu)特點是:有一個較寬的掩護(hù)梁以擋住采空區(qū)的矸石進(jìn)入作業(yè)空間,其掩護(hù)梁的上端與頂梁鉸接,下端通過前后連桿與底座連接。底座、前后連桿和掩護(hù)梁形成四連桿機(jī)構(gòu),以保持穩(wěn)定的梁端距和承受水平推力。立柱的支撐力間接作用于頂梁或直接作用于頂梁上。掩護(hù)式支架的立柱較少,除少數(shù)掩護(hù)式支架1根立柱外,一般都是一排2根立柱。這種支架的立柱都為傾斜布置,以增加支架的調(diào)高范圍,支架的兩側(cè)有活動側(cè)護(hù)板,可以把架間密封。通常頂梁較短,一般為3.0mm左右。掩護(hù)式支架的支護(hù)性能是:支撐力較小,切頂性能差,但由于頂梁短,支撐力集中在靠近煤壁的頂板上,所以支護(hù)強(qiáng)度較大、且均勻,掩護(hù)性好,能承受較大的水平推力,對頂板反復(fù)支撐的次數(shù)少,能帶壓移架。但由于頂梁短,立柱傾斜布置,故作業(yè)空間和通風(fēng)斷面小。由上可知,掩護(hù)式支架適用于頂板不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定、老頂周期來壓不明顯、瓦斯含量少的破碎頂板條件。2.2.3 支撐掩護(hù)式支架支撐掩護(hù)式支架是在吸收了支撐式和掩護(hù)式兩種支架優(yōu)點的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種支架。因此,它兼有支撐式和掩護(hù)式支架的結(jié)構(gòu)特點和性能,可適用于各種頂?shù)装鍡l件。支撐掩護(hù)式支架的頂梁由前梁與主梁構(gòu)成,四根立柱支撐在頂梁和立柱之間,掩護(hù)梁的上端與頂梁鉸接,下端用連桿與底座相連。這種支架的優(yōu)點是:支撐力大,切頂性能強(qiáng),防護(hù)性能好,通風(fēng)斷面大,穩(wěn)定性好,應(yīng)用范圍廣。它的主要缺點是:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本較高。支撐掩護(hù)式支架的立柱均為兩排,立柱可前傾和后傾。也可倒八字形布置和交叉布置。通常,兩排立柱都直接支撐在頂梁上,個別情況下,也有后排立柱支撐在掩護(hù)梁上而前排立柱支撐在頂梁上。2.2.4 特種液壓支架特種液壓支架是為滿足某些特殊要求而發(fā)展起來的液壓支架,在結(jié)構(gòu)型式仍屬于上述某種基本架型。2.3 對液壓支架的基本要求有以下幾條1. 為了滿足采煤工藝及地質(zhì)條件的要求,液壓支架要有足夠的初撐力和工作阻力,以便有效地控制頂板,保證合理的下沉量。2. 液壓支架要有足夠的推溜力和移架力。推溜力一般為100左右;移架力按煤層厚度而定,薄煤層一般為100kN150kN,中厚煤層一般為150kN 250kN,厚煤層一般為250kN 400kN。3. 防矸性能要好。4. 排矸性能要好。5. 要求液壓支架能保證采煤工作面有足夠的通風(fēng)斷面,從而保證人員呼吸、稀釋有毒氣體等安全方面的要求。6. 為了操作和生產(chǎn)的需要,要有足夠?qū)挼娜诵械馈?. 調(diào)高范圍要大,照明和通訊方便。8. 支架的穩(wěn)定性要好,底座最大比壓要小于規(guī)定植。9. 要求支架有足夠的剛度,能夠承受一定的不均勻載荷和沖擊載荷。10. 在滿足強(qiáng)度條件下,盡可能減輕支架重量。11. 要易于拆卸,結(jié)構(gòu)要簡單。12. 液壓元件要可靠。2.4支架的選型設(shè)計2.4.1設(shè)計的原始條件煤層厚度:H1.83.2米;頂設(shè)條件老頂II級、直接頂II級,底板平整,無影響支架通過的斷層。工作面配套設(shè)備:采煤機(jī):MXA-300/3.5,刮板輸送機(jī):SGZ730/320。煤層傾斜角小于15度,支護(hù)強(qiáng)度、底板抗壓強(qiáng)度、泵站壓力、安全閥調(diào)定壓力40MPa。2.4.2支架的支護(hù)性能與外載荷由液壓支架的工作狀態(tài)知,支架承受的外載荷是頂板下沉形成的。在頂板下沉過程中,支架的頂梁與頂板有相對滑動的現(xiàn)象,支架不僅受有垂直于頂梁的力,還受有平行于頂梁的摩擦力。垂直于頂梁的力由支架的工作阻力來平衡。在支架承載過程中,支架底座承受工作面底板反作用力。 為了設(shè)計計算方便,要對支架的外載荷和支架本身進(jìn)行簡化,概述如下:把支架簡化成一個平面桿系結(jié)構(gòu)。為偏于安全,在計算時把外載荷視為集中載荷;金屬結(jié)構(gòu)件按直梁理論計算;頂梁、底座與頂?shù)装灞徽J(rèn)為均勻接觸,載荷沿支架長度方向按線性規(guī)律分布,沿支架寬度方向為均布;通過分析和計算可知,掩護(hù)梁上矸石的作用力,只能使支架實際支護(hù)阻力降低所以,在進(jìn)行強(qiáng)度計算時不計,使掩護(hù)梁偏于安全;立柱和短柱按最大工作阻力計算;產(chǎn)生作用在頂梁上的水平力的情況有兩種,是由于支架讓壓回縮,頂梁前端點運(yùn)動軌跡為近似雙紐線,頂梁與頂板間產(chǎn)生相對位移,頂板給予頂梁水平摩擦力,另一種是由于頂柜向采空區(qū)方向移動,使支架頂梁受一指向采空區(qū)的水平摩擦力。頂梁和頂板的靜摩擦系數(shù)W,一般取0.150.3;按不同支護(hù)高度時各部件最大受力值進(jìn)行強(qiáng)度校核。 2.4.3 影響架型選擇的因素(1) 煤層厚度煤層厚度不但直接影響到支架的高度和工作阻力,而且還影響到支架的穩(wěn)定性。當(dāng)煤層厚度大于2.52.8m(軟煤取下限,硬煤取上限)時,應(yīng)選用抗水平推力強(qiáng)且?guī)ёo(hù)幫裝置的掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式支架。當(dāng)煤層厚度變化較大時,應(yīng)選用調(diào)高范圍大的支架。(2) 煤層傾角煤層傾角主要影響支架的穩(wěn)定性,傾角大時易發(fā)生傾倒、下滑象。當(dāng)煤層傾角大于1015時,應(yīng)設(shè)防滑和調(diào)架裝置,當(dāng)傾角超過18時,應(yīng)同時具有防滑防倒裝置。(3) 底板性質(zhì)底板承受支架的全部載荷,對支架的底板影響較大,底板的軟硬和平整性,基本上決定了支架底座的結(jié)構(gòu)和支承面積。選型時,要驗算底座對底板的接觸比壓,其值要小于底板的允許比壓(對于砂巖底板,允許比壓為1.962.16MPa,軟底板為0.98MPa左右)。(4) 瓦斯涌出量對于瓦斯涌出量大的工作面,支架的通風(fēng)斷面應(yīng)滿足通風(fēng)的要求,選型時要進(jìn)行驗算。(5) 地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜,煤層厚度變化又較大,頂板允許暴露面積和時間分別在58和20min以下時,暫不宜采用液壓支架。(6) 設(shè)備成本在滿足要求的前提下,應(yīng)選用價格便宜的支架。2.4.4 支架架型的確定從架型的結(jié)構(gòu)特點來看,由于架型的不同,它的支撐力分布和作用也不同;從頂板條件來看,由于直接頂類別和老頂級別的不同,支架所承受的載荷也不同。所以,為了在使用中合理地選擇架型,要對支架的支撐力、采煤高度與承載的關(guān)系進(jìn)行分析,使支架的支撐力能適應(yīng)頂板載荷的要求。根據(jù)煤層厚度1.83.2米,屬于中厚煤層。支架的適應(yīng)高度為1.53.5米煤質(zhì)條件老頂II級、直接頂II級,底板平整,無影響支架通過的斷層,根據(jù)表2.1初步選定為掩護(hù)式兩柱液壓支架。老頂級別直接頂類別12312312344支架類型掩護(hù)式掩護(hù)式支撐式掩護(hù)式掩護(hù)或支撐掩護(hù)式支撐式支撐掩護(hù)式支撐掩護(hù)式掩護(hù)或支撐掩護(hù)式掩護(hù)或支撐掩護(hù)式支撐式采高小于2.5m時支撐掩護(hù)式采高大于2.5m時支架支護(hù)強(qiáng)度MPa采高m10.2941.30.2941.60.29420.249應(yīng)結(jié)合深孔爆破,軟化頂板等措施處理采空區(qū)20.343(0.245)1.30.343(0.245)1.60.34320.34330.441(0.343)1.30.441(0.343)1.60.44120.44140.539(0.441)1.30.539(0.441)1.60.53920.539表2.1支架架型的選擇 注:括號內(nèi)的數(shù)字是掩護(hù)式支架的支護(hù)強(qiáng)度。表中所列支護(hù)強(qiáng)度在選用時,可根據(jù)本礦情況允許有%的波動范圍。表中1.3、1.6、2分別為、級老頂?shù)姆旨壴鰤合禂?shù);級老頂給出最低值2,選用時可根據(jù)本礦實際確定適宜值。 三 液壓支架的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 支架高度、中心距的確定3.1.1支架高度的確定 支架高度的確定原則,應(yīng)根據(jù)所采煤層的厚度,采區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)條件的變化等因素來確定,其最大與最小高度為: (式3.1) (式3.2)煤層最大采高,煤層最小采高偽頂冒落的最大厚度,一般取0.20.3m頂板最大下沉量,一般取100200mm移架時支架的最小可縮量,一般取50mm矸、浮煤厚度,一般取50mm本設(shè)計采高1.83.2m,取支架高度為1.53.5m 3.1.2支架伸縮比支架的伸縮比指最大與最小支架高度之比值為: (式3.3)代入數(shù)據(jù)得m=2.33。3.1.3支架間距 所謂支架間距,就是相鄰兩支架中心線間的距離。按下式計算: (式3.4)式中: 支架間距(支架中心距);每架支架頂梁總長度;相鄰支架(或框架)頂梁之間的間隙;n每架所包含的組架的組數(shù)或框架數(shù),整體自移式支架。支架間距要根據(jù)支架型式來確定,但由于每架支架的推移千斤頂都與工作面輸送機(jī)的一節(jié)溜槽相連,因此目前主要根據(jù)輸送機(jī)溜槽每節(jié)長度及幫槽上千斤頂連結(jié)塊的位置來確定,我國刮板輸送機(jī)溜槽每節(jié)長度為1.5m,千斤頂連結(jié)塊位置在溜槽中長的中間,所以除節(jié)式和邁步式支架外,支架間距一般為1.5m。本次設(shè)計取支架的中心距為1.5m。3.2底座長度的確定3.2.1底座長度底座是將板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。在設(shè)計支架的底座長度時,應(yīng)考慮如下諸方面:支架對底板的接觸比壓要小;支架內(nèi)部應(yīng)有足夠的空間用于安裝立柱,液壓控制控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置;使于人員操作相行走,保證支架的穩(wěn)定性等。通常,掩護(hù)式支架的底座長度職3.5倍的移架步距(一個移架步距為0.6m),即2.1m左右;支撐掩護(hù)式支架的底座長度取4倍移架步距,即2.4m左右。本次設(shè)計取底座長2.18m。3.2.2 底座寬度支架底座寬度一般為1.11.2m。為提高橫向穩(wěn)定性和減小對底板比壓,厚煤層支架可加大到1.3m左右,放頂煤支架為1.31.4m。底座中間安裝推移裝置的槽子寬度與推移裝置的結(jié)構(gòu)和千斤頂缸徑有關(guān),一般為300380mm。寬度取1350mm。3.3四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計3.3.1四連桿機(jī)構(gòu)的作用與缺點(1)梁端護(hù)頂 鑒于四連桿機(jī)構(gòu)可使托梁鉸接點呈雙紐線運(yùn)動,故可選定雙紐線的近似直線部分作為托梁鉸接點適應(yīng)采高的變化范圍。這樣可使托梁鉸接點運(yùn)動時與煤壁接近于保持等距,當(dāng)梁端距處于允許值范圍之內(nèi)時,借此可以保證梁端頂板維護(hù)良好。(2)擋矸 鑒于組成四連桿機(jī)構(gòu)的掩護(hù)梁既是連接件,又是承載件,為了承受采空區(qū)內(nèi)破碎巖石所賦予的載荷,掩護(hù)梁一般做成整體箱形結(jié)構(gòu),具有一定強(qiáng)度。由于它處在隔離采空區(qū)的位置,故可以起到良好的擋矸作用。(3)抵抗水平力 觀測表明:綜采面給予支架的外載,不但有垂直于煤層頂板的分力,而且還有沿巖層層面指向采空區(qū)方向(或指向煤壁方向)的分力,這個水平推力由液壓支架的四連桿機(jī)構(gòu)承受,從而避免了立柱因承受水平分力而造成立柱彎曲變形。(4)提高支架穩(wěn)定性 鑒于四連桿機(jī)構(gòu)將液壓支架連成一個重量較大的整體,在支架承載階段,其穩(wěn)定程度較高。四連桿機(jī)構(gòu)在具有以上諸作用的同時,也有一些缺點。首先,支架在工作過程當(dāng)中,四連桿機(jī)構(gòu)必須承受很大的內(nèi)力,從而導(dǎo)致支架結(jié)構(gòu)尺寸的加大和重量的增加;其次,由于四連桿機(jī)構(gòu)對頂板產(chǎn)生一個水平力(又稱水平支撐力),因此對支架的工作性能將產(chǎn)生不良影響。3.3.2 四連桿幾何特征(1)支架在最高位置時,=5262,即:0.911.08弧度;=7585即1.311.48弧度;支架在最低位置時,保證。(2)后連桿與掩護(hù)梁的比值,掩護(hù)式支架為I =0.450.61;支撐掩護(hù)式為I = 0.610.82。(3)前后連桿上絞點之距與掩護(hù)梁的比值為0.220.3。(4)點的運(yùn)動軌跡呈近似雙紐線,支架由高到低雙紐線運(yùn)動軌跡的最大寬度mm以下。(5)支架在最高位置時的應(yīng)小于0.35,在優(yōu)化設(shè)計中,對支撐掩護(hù)式支架最好應(yīng)小于0.16。3.3.3.四連桿機(jī)構(gòu)各部尺寸的確定四連桿機(jī)構(gòu)各部參數(shù)如圖3.1所示,圖中的為支架在最高位置時的計算高度。令:=; =; =; =; =; =; =; =;=; ;=圖3.1四連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)圖1、四連桿的作用四連桿機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代液壓支架主要的穩(wěn)定機(jī)構(gòu),其主要作用是保證支架縱向和橫向的穩(wěn)定性;承受和傳遞載荷以及保持液壓支架的整體剛度等。對于四連桿的選擇形式,大多數(shù)都是采用前整體后單的形式,這樣可以增加尾部的空間。具有四連桿機(jī)構(gòu)的液壓支架從問世以來,經(jīng)過長期的實踐考驗,顯示出巨大優(yōu)越性,并從根本上克服了支撐式支架穩(wěn)定性和力學(xué)持性的缺陷,成為液壓支架技術(shù)發(fā)展史上的一個重要里程碑?,F(xiàn)代掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架都用前后連桿把掩護(hù)梁和底座連結(jié)在一起,這樣組成的雙搖桿四連桿機(jī)構(gòu)可使支架升降時保持比較穩(wěn)定的梁端距,即要求掩護(hù)梁和頂梁的鉸接點的運(yùn)動軌跡近似為一條直線,故稱底座、前連桿、后連桿和掩護(hù)梁組成的機(jī)構(gòu)為近似直線機(jī)構(gòu),從而得到一個近似相等的端面距,以提高管理頂板性能,使支架能承受較大的水平力。液壓支架升降時,頂梁的運(yùn)動軌跡是由四連桿機(jī)構(gòu)決定的,既有頂梁與掩護(hù)梁的鉸點E的軌跡所決定,其軌跡如圖3.2所示:圖3.2升降柱運(yùn)動軌跡2、支架四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動軌跡支架在最大高度和最小高度范圍內(nèi)運(yùn)動時,E點的運(yùn)動軌跡呈3種形式:雙向擺動(ABCD段)、單向向后擺動(BC段)和單向向前擺動(AB段和CD段)。選擇不同的四連桿參數(shù)可以使E點軌跡處于上述3種曲線段。支架工作時,受到頂板載荷的作用,有下縮趨勢。當(dāng)E點軌跡處于AB段時,頂梁相對于頂板有向煤壁移動的趨勢,頂板對頂粱的摩擦力指向采空區(qū)側(cè)。當(dāng)E點軌跡處于BC段時,頂梁相對于頂板有向采空區(qū)移動的趨勢,此時頂板對頂梁的摩擦力指向煤壁。當(dāng)頂板運(yùn)動趨勢超過支架運(yùn)動趨勢時,頂梁與頂板間的摩擦力方向?qū)⑷Q于頂板的運(yùn)動趨勢。從頂板管理方面分析,頂梁向煤壁方向移動比頂梁向采空區(qū)方向移動有利。前者對于保持粱端頂板處于擠壓狀態(tài)有利,而后者容易導(dǎo)致頂板產(chǎn)生離層或斷裂,造成頂板斷裂線前移或梁端冒頂。因此,合理設(shè)計四連桿參數(shù)使支架工作段內(nèi),E點軌跡處于AB段比較理想,但對于調(diào)高范圍大的支架,要達(dá)到要求是困難的。然而,由于四連桿銷孔間隙的作用,使E點實際運(yùn)動軌跡與上述理論軌跡不完全相同。為了保持支架梁端距的穩(wěn)定,一般應(yīng)控制梁端擺動幅度 3080mm。液壓支架的縱向穩(wěn)定性完全是由四連桿機(jī)構(gòu)決定的,而不取決于立柱的多少。液壓支架實際受力狀態(tài)十分復(fù)雜,經(jīng)常受到非對稱載荷和橫向載荷的作用,保持支架橫向穩(wěn)定性和整體剛性十分重要。如圖示支架立柱為二力構(gòu)件,不具有承受較大橫向載荷的能力。支架的橫向載荷只能靠四連桿機(jī)構(gòu)承受。3、四桿機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架的四連桿機(jī)構(gòu)都是雙搖桿機(jī)構(gòu)。雙搖桿機(jī)構(gòu)形成的條件是:最短桿C和最長桿之和小于其余兩桿長度之和,而最短桿為上連桿(掩護(hù)梁),最短桿的對邊a為固定桿(底座),即: Cb。在J點作角,再取JC一定長度與HC交于C點,C點作為后連桿和掩護(hù)梁的鉸接軸。 4)以J為圓心,JC為半徑畫一圓弧。以I為圓心,以HC的長度為半徑畫圓弧與ab弧交于E點。C點和E點就是后連桿在支架為最小高度和最大高度時的極限位置。 5)在CH上取一長度CD,必須使CDDC,這樣CD就是最短桿。而且要使CDDGCJJG. 于是G點成為前連桿和底座的鉸接軸。 7) IH之間的軌跡的校核。在CE弧內(nèi)平均取幾點,例如1、2、3點,依次的以1、2、3為圓心,以CD為半徑畫弧,與以G點為圓心GD為半徑的FD弧交于點,連接、,并都給予延長得、點,使1=2=3CH。這樣,I、所形成的曲線要接近直線。如果差別太大,要改變四連桿的尺寸或角度,以上述的過程畫出IH間的軌跡,使近似于直線。 除要求水平偏移量不超過規(guī)定值外,對角的變化要求均勻。特別要注意在最大高度時,不要發(fā)生突變。角是連桿瞬時中心與掩護(hù)梁鉸接軸的連線和頂梁延長線之間的夾角。 注意,CDH上的D點,可以不在CH連線上。確定掩護(hù)梁上鉸點至頂梁頂面之距和后連桿下鉸點至底座底面之距按同類型支架用類比法來確定得:掩護(hù)梁上鉸點至頂梁頂面之距為160mm;后連桿下鉸點至底座底面之距為400mm。 H1=3.5-0.56=2.94(m)H2=1.5-0.56=0.94(m)所的結(jié)果取整后得:U= 0.36 Q1= 78度 Q2= 18 度 P1=53度 P2=15度A= 858.6 B=500 C=1585 D=400 E= 970 G=2300 S=611 L=16613.4頂梁長度計算根據(jù)支架工作方式和設(shè)備配套尺寸來確定頂梁長度。3.4.1支架工作方式對頂梁長度的影響支架工作方式對支架頂梁長度有很大影響。先移架后推溜方式(及時支護(hù))要求頂梁有較大長度;先推溜后移架方式(滯后支護(hù))要求頂梁長度較小。這是因為采用先移架后推溜的工作方式時,支架要超前輸送機(jī)一個步距,以便采煤機(jī)過后,支架能及時前移,支控新暴露的頂板,做到及時支護(hù),因此,先移架后推溜時頂梁長度要比先推溜后移架時的頂梁長度要長一個步距,一般為600 mm 。本次設(shè)計采用及時支護(hù)方式。3.4.2頂梁長度計算 頂梁長度=配套尺寸+底座長度+Acos()-Gcos()+300+e+掩護(hù)梁與頂梁鉸點至頂梁后端點之距 (式3.5)式中:底座長度底座前端至后連桿下鉸點之距;支架由高到低頂梁前端點最大變化距離;、支架在最高位置時,分別為后連桿和掩護(hù)梁與水平面的夾角。采煤機(jī):MXA-300/3.5,刮板輸送機(jī):SGZ-730/320。查綜采設(shè)備手冊得三機(jī)配套尺寸為:配套尺寸=671+1553=2224mm 代入相關(guān)數(shù)據(jù)得: 頂梁長度=2224+2100+1131cos(78)-2300cos( 53)300+65+100=2910mm頂梁的寬度:頂梁不僅必須滿足支架的工作阻力的要求,還要使頂梁覆蓋住頂板,以減少矸石的冒落。頂梁的覆蓋率為頂梁面積與控制頂板面積比值的百分?jǐn)?shù),即 (式3.6) 式中 B頂梁寬度;l頂梁長度;j架間距;c頂梁前端到煤壁的距離;中等穩(wěn)定頂板 ;一般j取100200mm。如果給定和j值,可以求出B值,即 (式3.7)取, =79% 、 j=200mm。頂梁寬度的決定,除用上式計算外,還要考慮到整體支架與一節(jié)溜槽長度相匹配的問題。故頂梁寬取1.4m。四 支架主要部件的設(shè)計4.1支架主要部件的設(shè)計要求各部件設(shè)計要求要滿足總體配套的要求,就是應(yīng)滿足采煤機(jī)、雙輸送機(jī)和支架配套的空間要求。各部件設(shè)計的基本要求:(1)四連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,使支架梁端距變化小,支架受力狀態(tài)最佳,結(jié)構(gòu)上既滿足工作空間要求,又能承受足夠的縱向、橫向力及扭矩。(2)前梁由前梁千斤頂控制,可上下擺動15,與頂板保持良好的接觸,維護(hù)機(jī)道上方頂板。挑梁是和前梁鉸接的可翻轉(zhuǎn)支護(hù)板,由防片幫千斤頂控制,可及時支護(hù),并超過水平線上挑35,拉架時收回,還可在移架后支護(hù)煤壁,以防止片幫。(3)頂梁 頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件,并起切頂作用。它可多次反復(fù)支撐頂煤,以利于放煤。頂梁裝有側(cè)護(hù)板,活動側(cè)裝有千斤頂和彈簧,防止架間漏煤、矸及調(diào)節(jié)支架間距。(4)掩護(hù)梁受扭力和橫向載荷力大,是十分重要的部件。(5)底座 底座是將支架承受的頂板壓力和側(cè)向力傳至底板。它既要有足夠的強(qiáng)度和剛度,又應(yīng)滿足底板比壓不超限。保證支架整體穩(wěn)定性的關(guān)鍵是在底座上鉸接四連桿機(jī)構(gòu),在底座中間設(shè)置有推移裝置,側(cè)面設(shè)置拉后輸送機(jī)的千斤頂和推移桿。(6)推移裝置 此機(jī)構(gòu)關(guān)系到支架能否正常推移,由千斤頂和推移桿組成。推移桿結(jié)構(gòu)有長推桿或是由兩部分短推移桿組成。(7)液壓控制系統(tǒng)及立柱、千斤頂 液壓系統(tǒng)由各液壓件、管路系統(tǒng)組成,它應(yīng)保證立柱、千斤頂完成支架要求的各種性能,并達(dá)到設(shè)計技術(shù)參數(shù)。4.2頂梁的設(shè)計圖4.1 支架的頂梁頂梁前、后分別與前梁和掩護(hù)梁鉸接,球面柱窩與立柱的活柱頭相連。頂梁有鉸接耳座與四連桿機(jī)構(gòu)的上連桿聯(lián)接,此外還設(shè)有所需千斤頂?shù)亩缜傲?、掩護(hù)梁千斤頂耳座。頂梁體箱式結(jié)構(gòu)件的設(shè)計可根據(jù)總體受力分析,按不同支護(hù)高度時各部件最大受力值計算其強(qiáng)度。一般柱窩斷面為最危險斷面,斷面安全系數(shù)n應(yīng)大于1.1,同時要充分考慮各個鉸接孔的擠壓強(qiáng)度,以免孔受塑變拉長而損壞,特別是與上連桿鉸接的耳座,一定要加大強(qiáng)度。側(cè)護(hù)板與導(dǎo)桿連接的結(jié)構(gòu)以長方形拉板為好,可以保證導(dǎo)桿與側(cè)護(hù)板的連接強(qiáng)度。其機(jī)構(gòu)與一般掩護(hù)式支架相同,梁體由鋼板焊成箱式結(jié)構(gòu)件,設(shè)計強(qiáng)度要求同上,安全系數(shù)n大于1.1,側(cè)護(hù)板設(shè)計要考慮降架式不與鄰架側(cè)護(hù)板脫離接觸。側(cè)護(hù)板采用長方形拉板與導(dǎo)桿連接,支架工作阻力400噸以上時,側(cè)推千斤頂采用內(nèi)供液式,有利于保證梁體的焊接強(qiáng)度。本設(shè)計采用鉸接式的頂梁,具體結(jié)構(gòu)見圖紙。4.3底座的設(shè)計4.3.1液壓支架的底座圖4.2四連桿機(jī)構(gòu)的底座底座為整體式剛性底座,四連桿機(jī)構(gòu)鉸接在底座前部(有的鉸接在中部或后部),有兩個球面柱窩與立柱缸底相連,底座中間布置有推移裝置,側(cè)面有拉后輸送機(jī)千斤頂固定耳座。該底座整體性強(qiáng),穩(wěn)定性好,與底板接觸面積大,比壓小。由于四連桿機(jī)構(gòu)在中部連接,使底座受力狀態(tài)不好。上連桿與底座的鉸接座為兩突出的內(nèi)主筋形成的箱體結(jié)構(gòu),應(yīng)合理設(shè)計,使突變過渡處強(qiáng)度足夠,呈圓弧狀過渡,以免損壞。本設(shè)計采用整體式剛性的底座,具體結(jié)構(gòu)見圖紙。4.4支架技術(shù)參數(shù)和立柱的設(shè)計4.4.1 支護(hù)面積支架的支護(hù)面積按下式計算:mm (式4.1)式中 支護(hù)面積,mm; 移架后頂梁前端點到煤壁的距離(),一般=0.3+將各數(shù)值代入公式(4.1)得支架的支護(hù)面積為:4.86m4.4.2 支護(hù)強(qiáng)度支護(hù)強(qiáng)度的計算可借助表2.1,首先按表2.1根據(jù)老頂級別和直接頂類別確定支架架型,再根據(jù)老頂級別和采高確定支護(hù)強(qiáng)度。由于實際最大采高不一定正好和表2.1所列采高相同,所以要用插值法重新計算。 KN/ (式4.2)式中:當(dāng)支架最大采高為時,支架應(yīng)有的支護(hù)強(qiáng)度,KN/;在架型選樣表2.1中與低于但與之相鄰的采高相對應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度;kN/; 在架型選擇表2.1中與高于但與之相鄰的采高相對應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度,kN/;所對應(yīng)的采高,m; 所對應(yīng)的采高,m。根據(jù)表2.1將各數(shù)值代入公式得支護(hù)強(qiáng)度為:KN/支架理論支護(hù)阻力為:= (式4.3)代入數(shù)值得=2910kN4.4.3 確定立柱的技術(shù)參數(shù)立柱缸徑按下式進(jìn)行計算: mm (式4.4)式中 立柱缸體內(nèi)徑,cm;支架承受的理論支護(hù)阻力,KN; KN每架支架立柱數(shù);安全閥調(diào)整壓力,M Pa,按產(chǎn)品樣本選取(或參考同類支架選取)。其中,YB型=40 M Pa;Y型=3060 M Pa;立柱最大傾角(度),(支架降到最低工作位置時,角最大)。 將各數(shù)值代入公式3.9得立柱缸徑為:cm 按北京煤礦機(jī)械廠標(biāo)準(zhǔn)(Q/BM32782)表4.1選取比計算值大的標(biāo)準(zhǔn)值作為內(nèi)徑,再選取配合尺寸。表4.1 內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn) 單位:mm506380100110125140(145)160180200210220230250查表4.1,選=230mm,查表,選取配合尺寸為:外缸內(nèi)徑230mm,活柱外徑210mm,工作阻力1800kN,額定工作壓43.3 M Pa,泵站壓力31.4Mpa。取泵站額定工作壓力( M Pa)減去從泵站到支架沿程壓力損失后的值為30 M Pa,代入公式得立柱初撐力為:KN4.4.4 安全閥壓力與立柱工作阻力的確定1、立柱的工作阻力安全閥的調(diào)整壓力,按選定后的立柱缸體內(nèi)徑和支架承受的理論支護(hù)阻力來確定。即 M Pa (式4.5)式中的按下式計算: KN (式4.6)式中 支架在最高位置時立柱傾角,度; 將數(shù)據(jù)代入公式得為:KN 由公式得安全閥的調(diào)整壓力為: M PaPa求出后,在選定一種動作壓力與Pa相近的標(biāo)準(zhǔn)安全閥。此安全閥的動作壓力即為支架安全閥的調(diào)整壓力。取Pa=40MPa。立柱工作阻力按下式進(jìn)行計算: KN (式4.7) 將各數(shù)值代入公式得立柱工作阻力為:KN表4.2支架工作阻力數(shù)值圓整標(biāo)準(zhǔn)(MT169-87)(KN)12001600200024002800320036004000440048005200560064007200800090001000012000圓整取支架工作阻力為3200kN,則P2=1600kN。2、最小導(dǎo)向長度的確定當(dāng)活柱全部伸出時,從活塞導(dǎo)向環(huán)中點倒導(dǎo)向套中點的距離稱為最小導(dǎo)向長度的H,如圖4.3所示。如果導(dǎo)向長度過小,將使立柱的初折曲增大,影響立柱的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。因此在設(shè)計時,必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。一般要求滿足下式。式中L立柱最大工作行程,L=1000mm缸筒內(nèi)徑,mm一般導(dǎo)向長度A,當(dāng)缸內(nèi)徑,取活柱外徑的0.61.0倍?;钊麑挾菳則取缸內(nèi)徑的0.61.0倍。C取缸內(nèi)徑的0.61.0倍。為了保證導(dǎo)向長度,過分增大導(dǎo)向套長度和活塞寬度都是不適宜的,最好在活塞上不裝一個距離套,距離套的寬度有所需要的最小導(dǎo)向長度決定。圖4.3立柱導(dǎo)向長度關(guān)系圖1缸筒;2活塞;3導(dǎo)向環(huán);4距離套;5導(dǎo)向套;6缸蓋;7活柱3、缸底厚度計算掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架立柱的缸底,一般在缸內(nèi)做成平地,在缸外做成球面形,如圖4-35所示。在直徑(mm)處的底后可用下列公式計算:式中p缸內(nèi)所能形成的最大壓力,P=43.3MPa;缸底材料的許用應(yīng)力,鑄鋼=100MPa。圖4.4立柱缸底示意圖4、缸體長度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體的外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸的缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的2030倍。4.4.5支護(hù)效率整臺支架的工作阻力是由立柱工作阻力產(chǎn)生的。對于掩護(hù)式支架而言,用支護(hù)效率來評價立柱工作阻力轉(zhuǎn)為支架工作阻力的有效程度,效率按下式計算: (4.8)值與支架的架型、結(jié)構(gòu)尺寸和支架高度有關(guān),值過大或過小都不好。 由于支架的工作阻力由立柱工作阻力之和的垂直分力及掩護(hù)梁和前、后連桿來承擔(dān),而立柱的工作阻力之和不變,當(dāng)值過大,說明掩護(hù)梁和前、后連桿受載增加,對掩護(hù)梁和前、后連桿不利;當(dāng)值過小,說明立柱的工作阻力不能充分發(fā)揮。一般要求在支架工作段內(nèi),掩護(hù)式支架由于立柱傾角較大,值應(yīng)大于90%以上。故滿足要求。4.4.6 底座接觸比壓頂板對支架的巨大載荷有整臺支架傳到底板,在支架底座與底板接觸處將具有一定的比壓。由于底板巖性不同,含水量不同等因素,使底板具有不同的抗壓強(qiáng)度。則在設(shè)計支架時,應(yīng)驗算底板的比壓。 (式4.9) 則平均接觸比壓為: (式4.10)式中 平均接觸比壓;支架工作阻力;B底座與底板的接觸寬度;L底座與底板的接觸長度。結(jié)論:該底座比壓在允許范圍內(nèi)。4.5立柱柱窩位置和受力計算立柱是液壓支架的主要承載與高度調(diào)節(jié)件。它除了要具有較高的承載能力外,還應(yīng)有較大的伸縮行程,以滿足支架工作高度的要求。在厚煤層開采中,為了增大支架對煤層厚度變化的適應(yīng)性,常需使支架的伸縮比較大。此時,單伸縮立柱就難以滿足要求。雖然采用在支架上裝設(shè)機(jī)械加長桿的方法,在一定程度上可以擴(kuò)大其調(diào)高范圍。但機(jī)械加長桿在安裝后就成為固定活塞桿,需要調(diào)節(jié)時裝拆比較困難。目前,在國內(nèi)外一些大高度的新型支架上日益采用伸縮式立柱。本設(shè)計采用單伸縮加長桿立柱結(jié)構(gòu)。4.5.1立柱布置1)立柱數(shù),本課題設(shè)計3200/15/35取支架為2柱。2)支撐方式:掩護(hù)式支架為傾斜布置,這樣可克服一部分水平力,并能增大調(diào)高范圍。一般立柱軸線與頂兩的垂線夾角小于(支架在最低工作位置時),由于角度較大,可是調(diào)高范圍增加。同時又與頂梁較短,立柱傾角較大可以使頂梁柱窩位置前移,是頂梁前端支護(hù)能力增大。4.5.2立柱柱窩位置的確定液壓支架立柱上柱窩位置的確定原則,從理論上分析,要使頂梁支撐力分布與頂板載荷分布一致。但頂板載荷復(fù)雜,分布規(guī)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。為簡化計算,假定頂梁與頂板均勻接觸,載荷沿頂梁長度方向按線性規(guī)律變化,沿支架寬度方向均布。把支架的空間桿系結(jié)構(gòu),簡化成平面桿系結(jié)構(gòu)。同時為偏于安全,可以認(rèn)為頂梁前端載荷為零,載荷沿頂梁長度方向向后越來越大呈三角形分布,并按集中載荷計算。所以,支架支撐力分布也為三角形,以此計算立柱上柱窩位置。此時認(rèn)為支架頂梁承受集中載荷在頂梁1/3處,取頂梁為分離體,受力情況如圖4.4所示。對A取距,可算得x 圖4.5 頂梁受力分析 (式4.11)式中:x立柱上柱窩至頂梁和掩護(hù)梁鉸點之距;支架支護(hù)阻力; q支架最大支護(hù)強(qiáng)度; 支護(hù)面積;Lg頂梁長度; 支護(hù)工作阻力之和;頂梁和掩護(hù)梁鉸點至頂梁頂面之距;立柱上柱窩中心至頂梁頂面之距;立柱在最高位置時的傾角。由前面的計算可知道q598.78kN/ =2910kN Lg=2.91m =2=3200kN =0.26m =0.16m =15度代入得x=800mm 由立柱傾角可得下柱窩位置。4.6 千斤頂技術(shù)參數(shù)的確定4.6.1推移千斤頂推移千斤頂選用框架推移方式,則其缸體內(nèi)徑為: mm (式4.12)式中 推移千斤頂?shù)囊萍芰?,KN。在薄煤層中=100150 KN;中厚煤層中=150250 KN;厚煤層中=300400 KN。由于是中厚煤層,所以取=150 KN,代入公式得推移千斤頂缸體內(nèi)徑為: mm由以上計算出來的推移千斤頂?shù)母左w內(nèi)徑,再按表4.3選取標(biāo)準(zhǔn)值:表4.3 推移千斤頂缸、桿配合關(guān)系 缸徑(mm)1601401251008063桿徑(mm)14010085100857070(63)50454540泵壓(MPa)32.6推力(kN)63349039224515798拉力(kN)1500382445234304284127157981084858推薦材料規(guī)格(mm)缸19422168201461412114102148311桿15217105元鋼95元鋼110105元鋼95元鋼85元鋼8085元鋼70元鋼經(jīng)查表,選用標(biāo)準(zhǔn)缸徑為80mm。推移千斤頂?shù)男谐膛c推移步距有關(guān),當(dāng)推移步距為600mm時,推移千斤頂?shù)男谐虨?00750mm,按液壓缸行程系列表選用700mm。4.6.2平衡千斤頂在頂梁上位置的確定 (1)參考液壓支架技術(shù)表千斤頂缸徑、活塞桿徑與工稱載力匹配關(guān)系選取平衡千斤頂缸徑160,推力/拉力()633/454。取頂梁為分離體如圖所示,對a點取距有:圖4.6頂梁受力圖 (式4.13)
收藏
編號:12100817
類型:共享資源
大?。?span id="v6imzuy" class="font-tahoma">4MB
格式:ZIP
上傳時間:2020-05-06
40
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
說明書+CAD
液壓
支架
總體
整體
系統(tǒng)
設(shè)計
說明書
仿單
cad
- 資源描述:
-
購買設(shè)計請充值后下載,,資源目錄下的文件所見即所得,都可以點開預(yù)覽,,資料完整,充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?!咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙,doc,docx為WORD文檔,原稿無水印,可編輯。。。具體請見文件預(yù)覽,有不明白之處,可咨詢QQ:12401814
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請勿作他用。