低位放顶煤液压支架设计
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密 惠 保
摘 要 [资料来源：THINK58.com]
采煤综合机械化，是加速我国煤炭工业发展，大幅度提高劳动生产率，实现煤炭工业现代化的一项战略措施。综合机械化不仅产量大，效率高，成本低，而且能减轻笨重的体力劳动，改善作业环境，是煤炭工业技术的发展方向。而液压支架是综合机械化采煤方法中最重要的设备之一。
液压支架主要有以下几个基本部分组成：顶梁，底座，液压支柱，千斤顶，掩护梁，四连杆机构。设计要遵从支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等原则。
在支撑掩护式的设计中，前梁、主顶梁、掩护梁和立柱等结构件的设计是重点。本论文介绍了液压支架的结构、类型、工作原理、目的及要求，对掩护使液压支架作了详尽的分析和介绍，讲述了这种支架的设计方案和用途。 [资料来源：http://THINK58.com]
关键词：液压支架 支护 四连杆机构 顶梁 掩护梁 液压支柱或者支柱 结构设计. [资料来源：www.THINK58.com]
ABSTRACT
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The comprehensive mechanization of coal mining is the zcceleration coal industrial development of our country , raises labor productivity substantially, realizes the modern a strategic measure of coal industry. Synthesize mechanization not only output big, efficiency has low cost high and can alleviate heavy physical labor and improvement working environment, is the technology of coal industry develop direction. Hydraulic support is one of the comprehensive most important equipment in the mechanization method of coal mining.
Hydraulic support major from some following basically partial compositions: Top beam, screens beam and 4 linkage mechanisms, side fender, base, prop. Design to follow protect performance good, strength is speed high, move rapid, safely reliable etc. principle.
In the design course that the type of supports cover type, the design of canopy and caving shield and props is key. This paper has introduced requirement, type, working principle, characteristic, purpose and the structure of hydraulic support, for screening type hydraulic pressure support have made detailed analysis and introduction, have narrated use and the scheme of this kind of support. [版权所有：http://think58.com]
Keywords: hydraulic support shoring 4 linkage mechanisms canopy caving shield hydraulic legs or props structure design. [资料来源：http://www.THINK58.com]
目 录
1 综 述 ……………………………………………………………………………1
1.1液压支架的应用与研究现状 ………………………………………………1
1.1.1 国外液压支架现状 ………………………………………………………1
1.1.2 国内外液压支架现状 ……………………………………………………1
1.2液压支架的研究与发展趋势 ………………………………………………2
1.3液压支架的工作情况 ………………………………………………………6
1.4液压支架的组成 ……………………………………………………………7
1.4.1 四柱式低位放顶煤液压支架的组成 ……………………………………8
1.4.2 放顶煤液压支架适用范围 ………………………………………………8
1.4.3 低位放顶煤液压支架主要技术特征 ……………………………………8
1.5 液压支架的机构类型………………………………………………………10
1.6 液压支架的工作原理………………………………………………………12
1.6.1支架升降和推移 …………………………………………………………13
1.6.2支架的承载过程 …………………………………………………………13
1.7 液压支架的支护方式………………………………………………………14 [资料来源：http://www.THINK58.com]
2 液压支架选型及综采选面 ……………………………………………………16
2.1 液压支架设计目的、要求、基本参数及其它……………………………16
2.1.1设计目的 …………………………………………………………………16
2.1.2对液压支架的基本要求 …………………………………………………16
2.1.3液压支架必需的基本参数 ………………………………………………16
2.2 液压支架选型影响因素……………………………………………………17
2.2.1顶板稳定性 ………………………………………………………………17
2.2.2底板稳定性 ………………………………………………………………18
2.2.3煤层厚度 …………………………………………………………………18
2.2.4煤层倾角 …………………………………………………………………18
2.2.5煤层埋藏稳定性 …………………………………………………………19
2.2.6煤层瓦斯含量 ……………………………………………………………19
2.3 液压支架的基本架型及支护能力 ………………………………………20
2.3.1支撑式支架 ………………………………………………………………20
2.3.2掩护式支架 ………………………………………………………………20 [来源：http://www.think58.com]
2.3.3支撑掩护式支架 …………………………………………………………20
2.3.4放顶煤液压支架的分类 …………………………………………………21
2.3.5低位放顶煤液压支架的主要结构 ………………………………………23
2.4 液压支架架型的选择依据…………………………………………………23
3 液压支架结构参数设计方法和要求 …………………………………………26
3.1 确定液压支架结构参数原则和内容………………………………………26
3.2 液压支架主要结构参数和形式的确定……………………………………26
3.2.1支架的高度和支架的伸缩比 ……………………………………………26
3.2.2梁端距和顶梁长度的确定 ………………………………………………27
3.2.3支架间距和宽度的确定 …………………………………………………29
3.2.4支护强度和工作阻力 ……………………………………………………30
3.2.5初撑力 ……………………………………………………………………30
3.2.6移架力和推溜力 …………………………………………………………30
3.2.7立柱布置 …………………………………………………………………31
3.2.8通风断面的计算 …………………………………………………………31
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3.3 四连杆机构的确定…………………………………………………………32
3.3.1四连杆机构的作用 ………………………………………………………32
3.3.2四连杆机构的几何特征 …………………………………………………32
3.3.3四连杆机构的几何作图法 ………………………………………………34
3.3.4底座长度 …………………………………………………………………37
3.3.5液压支架性能参数的确定 ………………………………………………37
3.3.6各部件结构选择 …………………………………………………………41
3.3.6.1 顶梁 ……………………………………………………………………42
3.3.6.2 立柱 ……………………………………………………………………44
3.3.6.3 掩护梁和四连杆机构 …………………………………………………45
3.3.6.4 底座 ……………………………………………………………………46
3.3.6.5 侧护板 …………………………………………………………………48
3.3.6.6 千斤顶 …………………………………………………………………49
4 液压支架的强度设计 …………………………………………………………52
4.1 概述 ………………………………………………………………………52 [版权所有：http://think58.com]
4.1.1液压支架工作状态 ………………………………………………………52
4.1.2计算载荷的确定 …………………………………………………………52
4.2 液压支架的受力分析与计算 ……………………………………………53
4.2.1支架整体受力分析 ………………………………………………………55
4.2.2顶梁的受力分析与计算 …………………………………………………56
4.2.3掩护梁的受力分析与计算 ………………………………………………59
4.2.4底座的受力分析与计算 …………………………………………………61
4.3 顶梁载荷分布………………………………………………………………62
4.4 底座接触比压………………………………………………………………63
5液压支架的强度计算……………………………………………………………67
5.1 强度条件……………………………………………………………………67
5.2 液压支架的强度校核………………………………………………………68
5.2.1前梁强度校核 ……………………………………………………………68
5.2.2主顶梁强度校核 …………………………………………………………72
5.2.3底座强度校核 ……………………………………………………………78
5.2.4掩护梁的强度校核 ………………………………………………………82
5.2.5 前连杆强度校核及对应销轴……………………………………………86
5.2.6 后连杆强度校核及对应轴校核…………………………………………87
6 液压支架的液压系统 …………………………………………………………89
6.1立柱和千斤顶………………………………………………………………89
6.2支架液压阀…………………………………………………………………90
6.2.1 液控单向阀………………………………………………………………91
6.2.2 安全阀……………………………………………………………………91
6.2.3 操纵阀……………………………………………………………………91
6.3液压支架液压原理图………………………………………………………91
6.4液压支架的控制方式………………………………………………………92
6.4.1 手动控制…………………………………………………………………92
6.4.2 自动控制…………………………………………………………………93
6.5液压系统安装、调试、保养………………………………………………93
6.5.1 安装 ……………………………………………………………………93
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6.5.2 调试 ……………………………………………………………………95
6.5.3 保养 ……………………………………………………………………96
结论 ………………………………………………………………………………98
参考文献 …………………………………………………………………………99
翻译部分 ………………………………………………………………………101
英文原文 …………………………………………………………………101
中文译文 …………………………………………………………………108
致谢 ……………………………………………………………………………120
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毕业设计题目： ZFS15000-20/35低位放顶煤液压支架设计 [资料来源：http://think58.com]
毕业设计专题题目：
毕业设计主要内容和要求：
毕业设计以培养学生的独立工作能力、开发创造能力为主，兼顾所学知识的巩固、应用和扩大专业知识为目的。
本次主要设计的是低位放顶煤液压支架，其中涉及到了尺寸的计算，四连杆机构的确定，顶梁、底座、掩护梁、立柱的选择，各部件位置的确定等等。
设计数据：支架高度 2.0-3.5 m
工作阻力 15000 KN
中 心 距 1.5 m