低位放顶煤液压支架的设计毕业设计.docx

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低位放顶煤液压支架的设计毕业设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

前言…………………………………………………………………………1

一、绪　论…………………………………………………………………2

1.1液压支架的作用及发展历史………………………………………………2

1.1.1液压支架的应用及意义…………………………………………………………2

1.1.2国外放顶煤液压支架……………………………………………………………2

1.1.3液压支架的发展动向……………………………………………………………3

1.2设计目的……………………………………………………………………4

1.3设计要求……………………………………………………………………4

1.4放顶煤液压支架的分类……………………………………………………5

1.5低位放顶煤液压支架的特点………………………………………………5

1.6低位放顶煤液压支架的适应性……………………………………………7

1.7低位放顶煤液压支架的主要结构…………………………………………7

1.7.1低位放项煤支架主要部件设计要求……………………………………………8

1.7.2前粱的设计………………………………………………………………………9

1.7.2顶粱的设计……………………………………………………………………10

1.7.4掩护梁的设计……………………………………………………………………11

1.7.5底座的设计………………………………………………………………………12

1.7.6四连杆机构的连杆设计…………………………………………………………14

1.7.7推移机构的设计…………………………………………………………………15

1.7.8放煤口及放煤机构的设计………………………………………………………16

二、液压支架的结构设计……………………………………………………18

2.1液压支架的选型…………………………………………………………18

2.1.1液压支架结构类型的优选……………………………………………………18　　2.1.2液压支架的架形选择原则……………………………………………………19

2.1.3影响架形选择的因素…………………………………………………………20

2.2主要设计参数……………………………………………………………21

2.3液压支架的结构设计……………………………………………………23

2.3.1液压支架主要结构参数和形式的确定…………………………………23

2.3.2液压支架的总体布置…………………………………………………………29

2.3.3支架的主要结构………………………………………………………………30

2.3.4主要参数的确定………………………………………………………………34

2.4拟定液压系统……………………………………………………………39

三、支架的强度计算…………………………………………………………42

3.1支架的工作状态…………………………………………………………42

3.2支架载荷的确定…………………………………………………………42

3.3支架受力分析……………………………………………………………43

3.3.1各主要参数的影响……………………………………………………………46

3.3.2各主要部件的强度校核………………………………………………………48

3.4支架受力的影响因素……………………………………………………66

3.5强度条件…………………………………………………………………67

四、液压支架的使用操作及维护……………………………………………62

4.1液压支架操作……………………………………………………………69

4.2液压支架操作维护要求…………………………………………………64

4.3液压支架操作管理事项…………………………………………………70

五、液压支架常见故障及其排除…………………………………………72

5.1结构件和连接销轴………………………………………………………72

5.2液压系统及液压元件……………………………………………………72

5.3支架在操作和支护过程中的故障………………………………………73

结论……………………………………………………………………………75

致谢……………………………………………………………………………76

参考书目…………………………………………………………………………77

附录…………………………………………………………………………78

支撑掩护式液压支架

中文摘要

现代煤矿高效工作面的关键设备液压支架,是煤矿实现采煤、运输和支护等所有工序全部机械化的重要环节。

支撑掩护式支架是以支撑为主,掩护为辅的液压支架,用来控制采场顶板下沉断裂及冒落,保证控顶距内顶板完整和必要的回采空间。

对支撑掩护式液压支架的结构特点及合理应用等进行了简要介绍。

为保证支架的合理工作状态,应尽量缩短降架时间,快速移架,及时支护,并保持足够的支架初撑力在详细分析液压支架初撑力与直接顶相互作用机理的基础上,对支架合理初撑力的确定进行了分析研究,并提出了合理支架初撑力的确定方法。

关键词：

液压支架支护初撑力

Abstract

HydraulicSupport

hehydraulicsupportisthekeyequipmentintoday'shighproductionfacesunderground,itisimportant

前言

毕业设计作为本科学习最重要的组成部分之一，它能提高我们发现、分析、解决问题的能力，综合检验和巩固我们所学知识，同时又是对我们大学四年所学知识的全面复习，更是向我们以后即将从事的专业性工作的正常过渡。

放顶煤综采近年来在我国得到迅速的发展.放顶煤综采技术的推广使用,扩大了综合机械化开采的使用范围,简化了矿井的采掘系统和生产组织,大幅度里提高了综采工作面的劳动效率和生产证其完整性。

移架后，距采煤机10～15m开始推移输送机。

推溜和移架要协调，其弯度不可过大，一般2～3次到位。

拉架（或推前部溜）后，操作拉移后部溜千斤顶，将后部输送机拉移到位，要多次操作，避免发生错槽事故。

（3）安全防护提示

要及时调整支架扎底、下滑，否则影响采煤机割煤或打坏截齿，有发生火花的危险；活动侧护板若发生误动作，可能造成窜矸并碰伤和损坏设备等。

要防止上述事故，必须严格按操作程度和规格要求，正确操作和使用各种防护设施，防止误动作，使之起到有效防护作用。

结论

本次毕业设计所设计的液压支架为ZFS4000/14/28型，经过多次反复的计算与校核，其强度和性能都达到了预期的设计要求。

通过本次设计，我对液压支架的工作原理，及其设计过程与步骤有了透彻的了解，并且了解了一些发达国家关于液压支架的最新研究成果和目前世界上各种先进液压支架的特点，及液压支架在将来的发展前景。

拓宽了我的知识视野，开阔了我的理性思维，为我将来无论是走向工作岗位，还是继续学习深造都奠定了坚实的基础。

本设计的重点是顶梁和立柱等结构件的设计。

通过对这方面的研究，我掌握了一定的方法，顶梁的箱体结构是平时最常见的一种结构。

通过设计我基本掌握了箱体结构的设计、计算、分析、校核等多个环节。

立柱也是平常比较容易接触的东西，通过进一步的设计使我对它的设计思路更加深刻，实践动手能力得到更加提高。

另外，在设计过程中，我进一步提高了个人发现问题，分析问题，解决问题的能力，并且我对大学四年所学基础知识和专业课知识作全面巩固和全新的总结，我能够将自己所学知识用于实践。

也许这次设计只是我人生万里长征的第一步，我想有了此次设计的经历和方法，我将会在我所学领域做出更多的成绩。

致谢

岁月流逝，时光匆匆，两个多月的时间在不知不觉与充实劳顿中度过。

毕业设计即将尾声，我感觉到一种前所未有的成就感和喜悦感，因为这次成功的设计不仅仅是我人生的第一次真真正正，完完全全的设计，更是我汗水与心血的结晶。

我欣慰自己能够将我所学知识与实践相结合；更欣慰自己有勇气和胆量去尝试，去追求，去创新。

在此次液压支架设计和实习过程中，任保才教授给予了我亲切的关怀和大力帮助，使本人无论在学习方法方面，还是在研究分析问题能力方面都有了很大的提高。

借此之际，特向指导老师表示衷心的感谢。

此外，对在我设计和实习过程中，给予帮助的老师和同学表示感谢！

最后，感谢各位评阅老师在百忙之中评阅本文。

由于时间短，本人水平有限，肯定有好多错误和不足之处，敬请各位老师指正与赐教。

祝：

各位老师工作顺利，身体健康！

！

！

参考书目

1.丁绍南编著《液压支架设计》世界图书出版社1995

2.成大先主编《机械设计手册》第三版化学工业出版社1999

3.贾悦谦主编《综采技术手册》（上、下）煤炭工业出版社2000

4.唐大放主编《机械设计工程学》（12）中国矿业大学出版社2001

5.刘鸿文主编《材料力学》第三版（上、下）高等教育出版社1992

6.赵宏珠主编《综采面矿压与液压支架设计》中国矿业学院出版社1987

7.张家鉴主编《液压支架》煤炭工业出版社1985

8.戴绍诚主编《高效高产综采机械化采煤技术与装备》煤炭工业出版社1997

9.煤炭部煤炭科学研究院编综采《设备配套图册》1983

10.文九巴主编《机械工程材料》机械工业出版社2002年6月第一版

11.中国物产集团公司支护装备部编《煤矿支护使用手册》煤炭工业出版社2004

12.杨振复罗恩波主编《放顶煤开采技术与放顶煤液压支架》煤炭工业出版社1995年7月第一版

电子版图书资料：

1.王国发　主编《液压支架技术》煤碳工业出版社1999年9月

2.寇子明　主编《液压支架动态特性分析与检测》冶金工业出版社1996年9月

附录液压系统常见故障、原因及排除方法

部

位

故障现象

可能原因

排除方法

乳

化

液

泵

站

1、泵不能运行

1、电气系统故障

1、检查维修电源、电机、开关、

2、乳化液箱中乳化液流量不足

保险等

2、及时补充乳化液，处理漏液

2、泵不输液、无流量

1、泵内有空气、没放掉

1、使泵通气、经通气孔注满

2、吸液阀损坏或堵塞

乳化液

3、柱塞密封漏液

2、更换吸液阀或清洗吸液管

4、吸入空气

3、拧紧密封

5、配液口漏液

4、更换距离套

5、拧紧螺丝或换密封

3、达不到所需工作压力

1、活塞填料损坏

1、更换活塞填料

2、接头或管路漏液

2、拧紧接头，更换管子

3、安全阀调值低

3、重调安全阀

4、液压系统有噪音

1、泵吸入空气

1、密封吸液管、配液器、接口

2、液箱中没有足够乳化液

2、充乳化液

3、安全阀调值太低发生反作用

3、调安全阀

5、工作面无液流

1、泵站或管路漏液

1、紧接头、更换坏管

2、安全阀损坏

2、换安全阀

3、截止阀漏液

3、换截止阀

4、蓄能器充气压力不足

4、更换蓄能器或重新充气

6、乳化液中出现杂质

1、乳化液箱口未盖严实

1、添液、查液后盖严

2、过滤器太脏、堵塞

2、清洗过滤器或更换

3、水质和乳化油问题

3、分析水质、化验乳化油

立

柱

1、乳化液外漏

1、液压阀密封件不密封

1、更换液压密封元件

2、接头焊缝裂文

2、更换上井拆检补焊

2、立柱不升或慢升

1、截止阀未打开或打开不够

1、打开截止阀并开足

2、泵的压力低，流量小

2、查泵、水源、管路

3、操纵阀漏液或内窜液

3、更换上井检修

4、操纵、单向、截止阀等堵塞

4、查清更换上井检修

5、过滤器堵塞

5、更换清洗

6、管路堵塞

6、查清排堵或更换

7、系统有漏液

7、查清换密封件或元件

8、立柱变形或内外泄漏

8、更换上井拆检

3、立柱不降或慢降

1、截止阀未打开或打开不够

1、打开截止阀

2、管路有漏、堵

2、检查压力是否过低，管路

3、操作阀动作不灵

堵漏

4、顶梁或其它部位有蹩卡

3、清理转把处塞矸尘或更换

5、管路有漏、堵

4、排除蹩卡物并调架

5、排除漏、堵或更换

4、立柱自降

1、安全阀泄液

2、单向阀不能锁闭

1、更换密封件或重新调定

卸载压力

3、立柱硬管、阀接板漏

2、更换上井检修

4、立柱内渗液

3、外漏查清更换检修

4、其它因素排除后仍降，则换

立柱上井检查

5、达不到要求支撑力

1、泵压低，初撑力小

1、调泵压，排除管路堵漏

2、操作时间短，未达泵压停供

2、操作上充液足够

液，初撑力达不到

3、按要求调安全阀开启压力

3、安全阀调压低，达不到工作阻力

4、安全阀失灵，造成超压

4、更换安全阀

千

斤

顶

1、不动作

1、管路堵塞，或截止阀未开，或

1、排除堵塞部位，打开截止阀

过滤器堵

清洗过滤器

2、千斤顶变形不能伸缩

2、来回供液均不动，则换上井

3、与千斤顶连接件蹩卡

检修

3、排除蹩卡

2、动作慢

1、泵压低

1、检修泵、调压

2、管路堵塞

2、排除堵塞部位

3、几个动作同时操作，造成流量

3、协调操作，尽量避免过多

不足（短时）

同时操作

3、个别连动现象

1、操作阀窜液

1、拆换操纵阀检修

2、回液阻力影响

2、发生于空载情况，不影响

支撑

4、达不到要求支撑力

1、泵压低，初撑力低

1、调整泵压

2、操作时间短，未达到泵压初撑力

2、操作充液足够，达泵压

3、闭锁液路漏液，达不到额定

3、更换漏液元件

工作阻力

4、调安全阀压力

4、安全阀开启压力低，工作阻力低

5、更换漏液阀、管线

5、阀、管路漏液

6、更换控制阀

6、单向阀、安全阀失灵，造成闭

锁超阻

5、千斤顶漏液

1、外漏主要是密封件坏

1、除接头O型圈井下更换外，其

它均更换上井检补焊

2、缸底、接头焊缝裂纹

2、更换上井检补焊

操

纵

阀

1、不操作时有液流声，

1、钢球与阀座密封不好，内部

1、更换上井检修

间或有活塞杆缓动

窜液

2、更换O型密封圈

2、阀座上O型圈损坏

3、多动作几次无数，则更换

2、操作时液流专用大且

3、钢球与阀座处被赃物卡住

清洗

立柱千斤顶动作慢

1、阀柱端面不平与阀垫密封不严，

1、更换上井，拆换密封件

3、阀体外渗液

进液通回液

2、更换上井拆换

2、阀垫、中阀套处O型圈损坏

1、更换O型密封圈

1、接头和片阀的栓螺母松动

2、拧紧螺母

2、连接片阀的栓螺母松动

3、更换上井，拆换密封件

4、操作手把拆断

3、轴向密封不好，手把端套处渗液

1、更换，严禁重物撞击2、更换，操作时不要猛推

1、重物碰击而断拆

重压

2、与阀片垂直方向重压手把

3、更换

5、手把不灵活不能

3、手把制造质量差

1、清洗

自锁

2、更换压块

1、把处进碎矸煤煤粉过多

3、手把摆角足够

2、块磨损

3、摆角小于80°

液

控

单

向

阀

1、不能闭锁液路

1、钢球与阀座损坏

1、更换检查

2、液中杂质卡住不密封

2、充液几次仍不密封，是

3、轴向密封损坏

更换检修

4、与之配套的安全阀损坏

3、更换密封件

4、更换安全阀

2、闭锁腔不能回液，立　

1、顶杆断折、变形顶不开钢球

1、更换检修

　柱千斤顶不回缩

2、控制液路阻塞不通液

2、拆检控制液管，保证畅通

3、顶杆初损坏，向回路窜液

3、更换检修，换密封件

4、顶杆与套或中间阀卡塞，使

4、拆检

顶杆不能移动

安

全

阀

1、不到额定工作压力

1、未按要求额定压力调安全阀

1、重新调压

既开启

开启压力

2、更换弹簧

2、弹簧疲劳失去要求特性

3、更换上井调试

3、井下动了调压螺丝

2、降到关闭压力不能

1、调座与阀体等有蹩足现象

1、更换上井检

及时关闭

2、特性失效

2、更换上井换弹簧

3、密封面粘住

3、更换检查

4、阀座、弹簧座错位

4、更换上井检查

3、渗漏现象

1、主要是O型圈损坏

1、更换上井换O型圈

2、阀座与O型圈不能复位

2、更换检查阀座、弹簧等

4、外载超过额定工作

1、弹簧力过大、不符合要求

1、更换弹簧

压力安全阀不能开启

2、阀座、弹簧座、弹簧变形卡死

2、更换上井检修

3、杂质脏物堵塞，阀座不能移

3、更换清洗

动，过滤网堵死

4、更换上井，重调

4、动了调压螺丝，实际超调

其

它

阀

类

1、截止阀不严或不能

1、阀座磨损

1、更换阀座

开关

2、其它密封件磨损

2、更换O型圈

3、手把紧，转动不灵活

3、拆检

2、回油断路阀失灵，

1、阀芯损坏，不能密封

1、更换阀芯

造成回液倒流

2、弹簧力弱或断折阀芯不能复位

2、更换弹簧

3、杂质脏物卡塞不能密封

3、更换清洗