基于液压支架四连杆机构参数特点分析与研究
摘要：本文主要针对液压支架四连杆机构的功能及影响四连杆性能的设计因素进行探索。其中重点介绍了液压支架四连杆机构的构成及特点，并从影响四连杆参数设计的九个方面进行了详细论述。
关键词：液压支架；四连杆机构；梁端距；掩护梁背角；双扭线
中图分类号：TD355 文献标识码：A
1 液压支架四连杆机构的构成与功能
1.1 液压支架四连杆机构的构成
液压支架四连杆机构的构成从表面上看只有前连杆和后连杆，实际上掩护梁和底座是组成四连杆机构的另外一个连杆，掩护梁和底座除了构成四连杆机构以外，还承担着掩护功能、推移功能、抬底功能等其它的功能。前后连杆也具有挡矸、管环、阀架等功能。因此，四连杆设计首先是运动机构设计，还包括各部件的其它功能设计。
液压支架四连杆机构有正负之分，正四连杆机构被广泛采用，反四连杆多用于放顶煤过渡支架。在反四连杆机构中由于处于掩护梁位置的部件已不再承担掩护功能，通常被改称为斜梁。
1.2 液压支架四连杆机构的功能
液压支架四连杆机构有三个功能：一是纵向与横向的稳定功能，即承接外部施加到支架上的横向、纵向的水平力，使支架顶梁不会出现大幅度的水平扭转和横向纵向翻转，使支架立柱免受水平力。要实现这一功能，设计中应确保组成四连杆机构的各个零部件具有足够的强度，要进行机构受力分析和零部件强度校核计算。二是将顶梁所受到来自顶板的外载通过四连杆机构传递到底座上。这一功能我认为是四连杆机构负面效应。三是让支架顶梁在升降过程中，顶掩铰接点的运动轨迹近似为一条垂线。实质是让支架在升降过程中，顶梁或前梁的前端至采煤工作面煤壁的距离基本保持不变，使得因空顶距变化量带来的支架顶梁前端的支护效果变化
量最小。液压支架四连杆机构中顶掩铰接点的运动轨迹一般呈“双扭线”状，水平运动范围被称为“摆幅”。MT/T556-1996《液压支架设计规范》有具体的规定：“具有四连杆机构的
支架梁端水平位移量在支架使用高度范围内应不大于80mm。在总图样和技术文件应注明使用高度范围内梁端距范围”。
实际支架产品中摆幅与支架架型、高度差值、正反四连杆机构均有影响，此数值并非不可突破。
液压支架四连杆的实际运动轨迹与理论运动轨迹存在
较大的差异。其原因是四连杆机构各铰接点、顶掩铰接点的铰接耳与铰接销轴设有径向间隙，钢板焊接结构件受力后会
产生弹性变形。尤其是立柱掩护式支架立柱轴心线与顶梁、底座设计有明显的倾斜角度，在立柱推力的作用下，销与孔的铰接必然是弧面接触，而不是圆心重合。至于轨迹扭动方向对顶板运动会产生利弊的观点，我不赞成。因为现代支架提倡高初撑力，初撑过程中是顶梁上升，四连杆机构的的轨迹扭动方向刚好相反，此时效果正相反。我认为综采工作面顶板与液压支架顶梁顶面之间的摩擦力主要是由矿山压力
导致的顶板运动造成的。
理论上梁端距应为零，即支架的顶梁或前梁其前端与工作面煤壁平齐。但是，采煤机在采煤过程中，因煤质硬度不均匀等因素，采煤机滚筒会出现后仰的现象，这时采煤机滚筒的后端面就会截割到支架的顶梁或前梁，造成采煤机和支架设备的损坏。尤其是在仰采工作面，在重力的作用下，采煤机滚筒必然产生后仰。为防止出现支架被割，空顶距是必须设置的。很显然，当采煤机滚筒后仰角度一定的条件下，滚筒后仰产生的横向距离与采煤高度成正比，即支架工作高度越大，所需防止割顶梁的空顶距也越大。
通过以上分析得知，设置梁端距是必须的。至于梁端距数值的大小在MT/T556-1996《液压支架设计规范》中有具体的规定：“大采高支架应取350mm～480mm。中厚煤层支架应取280mm～400mm。薄煤层支架应取200mm～350mm。”实际支架产品中梁端距更多是由采煤工作面顶板稳定条件
和经验确定的。顶板越破碎梁端距应越小，反之顶板越完整梁端距可适当加大，实践经验数据更可靠。
2 液压支架四连杆机构的特点与影响设计因素
2.1 液压支架四连杆机构的特点
由于液压支架产品的需要形成了液压支架四连杆机构的特点是：连杆之一的底座位于机构的下方；连杆之一的掩护梁或斜梁位于机构的上方；对于正四连杆机构的前连杆位于前方（左边），后连杆位于后方（右边）；前连杆与后连杆相比长度更长些；与掩护梁铰接的前、后连杆上铰接点间距小于与底座铰接的前、后连杆下铰接点间距；允许后连杆杆身中轴线不与两端铰接点连线重合，使得后连杆呈现偏心或弯曲；掩护梁上的三个铰接点允许不在一条直线之上（三个铰接点设计在一条直线上被广泛采用，前连杆铰接点位于另两个铰接点连线之下使得前连杆铰接点所在截面抗弯能力更强，前连杆铰接点位于另两个铰接点连线之上在反四连杆机构中采用较多）；掩护梁上的任意两个铰接点连线所在平面允许不与掩护梁顶板顶面平行（可使前连杆铰接点处截面面积增大）。
2.2 配套设备对四连杆机构在支架总体布局位置的影响
采煤机、刮板输送机是液压支架在采煤工作面的配套设备，并形成支架前方至煤壁的距离的设计依据。
（1）梁端距指标对四连杆机构的影响
前面已分析过，梁端距对四连杆机构的影响有两条：一是梁端距的数值区段，二是摆幅值。有时可能还有运动趋势的要求。
（2）掩护梁背角的限制
一般来说，掩护梁背角掩护的作用是十分重要的，主要体现在减少掩护梁的水平投影距离和防止冒落到掩护梁顶面上的矸石不能自行下滑，影响支架升起。掩护梁背角的限制范围具体是：掩护式支架一般在57°以上；支撑掩护式支架一般在60°以上；掩护梁背角应大于16.7°。
（3）后连杆水平夹角的限制
后连杆与水平面的夹角随着支架高度的增加而增大。若此夹角接近90°，一旦后连杆、掩护梁手动指向煤壁方向的外力，后连杆继续旋转将导致此角大于90°，后连杆将无法自行复位。为防止这一现象发生，此角应不大于80°。
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一、煤炭工业对煤矿机械设备的需求 煤炭是我国能源安全的基石。煤炭工业是我国重要的基础产业，保障煤炭供应是国家加强经济宏观调控的重点之一。“十一五”期间，煤炭工业的生产技术水平将明显提高。国家将建成183个高效安全现代化矿井，国家将加大对煤矿建设项目的支持力度，已先后有17个煤炭建设项目，由国家开发银行出具贷款承诺，还将100多个高档普采工作面升为综采工作面，100多个普采工作面升为高档普采工作面。这样，中国大型煤矿采掘机械化程度将达到95%。中型煤矿的机械化程度将达到80%以上；大型煤矿国内先进水平装备率达到20%，国际先进水平装备率达到6%，中型煤矿国内先进水平装备率达到10%，小型煤矿机械化、半机械化程度达30%以上。据此分析，煤炭需求的急剧增长，上述煤矿采掘机械化指标还会有所突破，这为煤矿装备的发展提供了广阔的市场前景。 煤炭机械需求的三个驱动因素分别是：新开工煤矿的生产需求、已有设备的更新需求和机械化技改需求。根据对这三个因素的分析，煤炭机械的需求在未来一段时间内仍将维持快速增长的态势。 （一）新建煤矿的需求将平稳增长 2003-2008年间，我国煤炭产量及固定资产投资情况如表1所示： 表1 2003-2008煤炭产量及固定资产投资情况
根据国家发改委在2007年1月公布的《煤炭工业“十一五”发展规划》，我国煤炭产量将由2005年的22亿吨增加至2010年的26亿吨。国土资源部2008年12月31日发布的《全国矿产资源规划（2008-2015）》指出到2010年，煤炭产量达到29亿吨以上，到2015年，煤炭产量达到33亿吨以上。年均增长3.4%。在煤炭产量持续增加的情况下，根据历史数据，预计煤炭行业固定资产投资仍将维持平稳增长，年均增长20%以上。 当前国际金融危机继续扩散和蔓延，在今后一个时期内，我国将突出面临全球经济增长明显放缓、国际竞争日趋激烈、我国传统竞争优势逐步减弱、人口资源环境约束不断增强的压力。为应对复杂多变的形势，国家果断采取了系列有助于恢复经济和市场信心的措施，包括灵活审慎的宏观经济政策，积极的财政政策和适度宽松的货币政策，以及更加有利于扩大国内需求的有力措施，同时加快民生工程、基础设施、生态环境建设和灾后重建，我国经济发展的基本面并没有改变，能源需求量依然较大，结构调整任务十分繁重，加大煤矿安全整治力度，积极推进煤炭资源整合与小煤矿联合改造工作，加快大型煤炭基地建设，新建一大批安全高效的现代化煤矿，在我国能源建设中仍然重要而紧迫，虽然煤炭产量变化的不确定因素增多，但全国煤炭产量仍将呈平稳增长趋势。国家将对煤炭产能扩张奉行适度从紧的政策，安排2008~2012年新开工煤矿7亿吨， 2010和2012年分别按30亿吨和33亿吨安排生产规模，年均增量1.5亿吨左右。预计中国煤炭产量2015年达到37亿吨左右。 从新建煤矿投资构成来看，70%属于固定资产投资，煤炭机械设备投资在固定资产投资中的占比为50%，因此，煤炭设备投资额在新建煤矿投资总额中的占比为35%。根据煤炭工业协会的数据测算，2009-2015年煤炭行业新建煤矿投资总额为4585亿元（年增长率按10%即略高于相应的GDP的增长率来预测），因此，新增煤炭产能需要的煤炭机械设备投资约为1605亿元。 表2 2009-2015新增产能的固定资产投资预测
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液压支架行业研究报告书 工商企业管理 20920860207-胡高燕 20920860216-吕艳青 20920860221-魏春花 20920860226-余快 20920860122-杨华燕 二〇一〇年一月
提交信 致营销副总裁XXX先生 事项：提供关于液压支架的调研报告 XXX副总裁： 兹呈上我的关于液压支架的调研报告。这份报告，也是我们今天会议的议题，是根据您2010年1月5日的授权书进行准备的。 这份报告建议我们液压支架向高端液压支架市场发展。在收集资料统计之后，我们对液压支架的发展有很大的信心，国家将对煤炭产能扩张奉行适度从紧的政策，这对液压支架的发展提供很好的前提条件。 在调查统计中，我们也发现了液压支架虽然有很好的发展潜力，但是生产者方面的企业也较多，并且有一定的实力，这无疑是我们大江集团液压支架发展的一个阻碍，机会中存在着挑战。 XXX先生，我们对您在这项重要研究中给予我们的合作表示感谢。您使总裁及时知晓我们的成绩，为他接受本报告提出的建议铺平了道路。 小组统计分析 2010年1月8号 目录 摘要………………………………………………………2 引
言 (2) 调研方法..................................................................3一煤炭工业对煤矿机械设备的需求 (3) （一）煤炭工业对煤矿机械设备的需求 （二）设备更新的需求将快速增长 （三）机械化程度大幅提高将带动需求快速增长 二液压支架市场需求 (8) 三液压支架行业竞争激烈 (9) （一）行业整体集中度低 （二）优势企业 四高端化石液压支架行业的发展方向 (14) （一）政策导向促进高端液压支架市场需求 （二）高端液压支架市场曾为外国厂商垄断 （三）近年来高端液压支架国产化进展顺利 （四）我国液压支架技术水平未来仍将继续发展 结果和发展方向 (20) 附录 (20)
液压支架等煤机设备企业的市场营销分析 液压支架属于煤矿机械设备，面对的客户是企业客户，或者是国家。因此这种营销属于组织市场营销的范畴。 组织市场，与我们平时所接触最多的消费者市场是有非常大的差别的。组织市场往往有以下特点：客户群小，地区相对集中，单次的购买力大，购买合作机紧密，专家型购买，购买理性和分析全面。在组织购买中，由于购买批量大，采购价格将直接或间接影响组织购买顾客的产品价格，进而影响其产品的竞争力；因此价格协商谈判是一个重要环节，价格的最终确定取决于采购批量，以及对卖方产品成本结构、销售状况的掌握情况和谈判技巧等因素。从我国能源资源和能源安全战略考虑，预估几十年内，我国能源仍将主要依靠煤炭。国家在政策上和财政上都会给予煤炭产业极大支持。煤矿机械产业作为煤炭产业的派生需求行业，必在这种大背景下长足发展。 煤矿机械制造行业的市场营销组合分析 (1)产品策略。高新技术是煤矿机械的发展趋势，技术创新是煤矿机械的生命。我国与发达国家煤机制造业的主要差距表现为：1)主要产品技术性能和可靠性水平不高。发达国家采掘装备已经达到强力化、重型化、智能化的高级水平；而国产大多数采掘装备仍处在中、低档水平。2)技术含量不足。主要由于：①缺少具有自主知识产权的产品技术。②用于科研开发的投入严重不足。所以，煤矿机械行业在一段时间内的重点还应提高产品质量为主．根据顾客需要生产适销对路产品。当然．在产品策略中也不能忽视售后服务的作用．由于煤矿机械属于下游企业的固定生产设备，使用周期较长，而煤矿生产的特点又决定了其产品消耗大。所以．完善的售后服务也是企业取得良好营销的关键一环。 (2)价格策略。目前．煤机设备在价格制定上的随意性很大，导致诚信问题突显。笔者建议采取如下定价策略。1)对标准煤机产品，定价上与竞争对手看齐，保证本企业产品在相应市场的份额，由于本企业有条件引进国外先进生产技术．在价格相当的情况下，本企业产品的竞争力应优于其他公司的产品，从而打压竞争对手。对非标准产品，定价上应该充分考虑设备研制所带来的费用和风险。2)对本企业专有技术的产品，定价上应该充分考虑专有技术开发的成本．并可采用撇脂策略，尽快打开市场，收回产品研发成本，尽快获取利润。 (3)营销渠道策略。由于煤矿机械行业属于组织市场范畴．故在营销渠道的选择上偏重于短的、直接销售的形式。研究表明：通过直销的方式将产品销售给组织顾客的比例高达68％．而且这一比例有不断上升的趋势。 (4)促销策略。在各种市场营销观念中，对于煤矿机械行业来说，更适用于客户关系市场营销观念，即依据与客户建立良好的关系、有利交易自会随之而来的基本原理，不再把市场营销看作个别的、不连续的、短暂的、突然开始的、匆匆结束的一个个纯粹的交易活动，而是看作一种连续性的、长期的、稳定的、互利的伙伴关系，并且通过建立、发展、保持良好关系获得长远利益：不是从交易的一方出发．而是从双方出发分析市场营销。关系营销的核心就是客户忠诚．培养客户忠诚便是营销工作中的重要内容。所以，要求营销人员在与客户沟通过程中．要时刻以长远利益为出发点．不能以一时利益而损害客户对企业的忠诚。再者．煤矿机械企业也可经常举行商业展览会．展示本行业的重点新产品和高技术发展。通过展示会将销售信息有效地传达给大量的需求客户；并识别潜在的客户．为销售人员确定工作方向；并可改善企业的公众形象。
液压支架四连杆的设计和液压支架的使用维 护毕业论文 绪论（概述） 液压支架是在摩擦支柱和单体液压支柱等基础上发展起来的工作面机械化支护设备。它与滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、机及胶带输送机等组成一个有机的整体，实现了采、支、运等主要工序的综合机械化采煤工艺，从而使长壁采煤技术进入了一个新的阶段。液压支架能可靠而有效的支撑和控制工作面顶板，隔离采空区，防止矸石窜入工作面，保证作业空间，并且能够随着工作面的推进而机械化移动，不断的将采煤机和输送机推向煤壁，从而满足了工作面高产、高效和安全生产的要求。液压支架的总重量和初期投资费用占工作面整套综采设备的60%~~70%左右，因此液压支架成了现代采煤技术中的关键设备之一。 1）液压支架使用现状 液压支架的设计、制造和使用，从1854年英国研制成功了支架发展到现在，已经基本成熟。他已经形成了能适应各种不同煤矿地质条件的各类液压支架。 从液压支架的形式来看，有支撑式液压支架发展到掩护式液压支架和支撑掩护式液压支架。从支架的质量来看，有轻型液压支架、中型液压支架和重型液压支架，从支撑高度来看，有薄煤层液压支架、中厚煤层支架和厚煤层液压支架，其中厚煤层液压支架又分厚煤层一次采全高液压支架、厚煤层分层开采液压支架和放顶煤液压支架。从用途来看，有端头液压支架和中间液压支架。所以从支架的现状来看，液压支架已经发展到一个完整的液压支架体系。从液压支架的设计来看，由过去的手工设计发展到全部计算机程序设计。 2）液压支架的应用与研究现状 液压支架是综合机械化工作面的主体设备，它能可靠而有效地支撑和控制工作面顶板，隔离采空区，保持安全的地下作业空间，并实现回采工作面及其相关设备的机械化推移。液压支架与采煤机、可弯曲输送机和顺槽机配合，构成了回采工作面的综合机械化设备，从而为煤矿地下开采实现高产、高效和安全生产创造了条件。因此，采用液压支架支护顶板是当代采煤技术的一次重要变革，也是煤矿生产现代化的重要标志。
掩护式及支撑掩护式液压支架特性及工作状况分析 当前，综合机械化采煤技术在我国迅速推广，许多地方和矿属的机械厂都纷纷制造采煤机和液压支架，许多中小型矿井甚至地方煤矿都采用了综合机械化采煤技术。液压支架是综合机械化采煤的主要设备之一，为帮助煤矿工程技术人员、管理人员和技术工人了解和更好地使用液压支架，本文对掩护式及支撑掩护式液压支架工作原理、特性曲线及支撑能力进行分析。 1、掩护式及支撑掩护式液压支架类型 2、掩护式及支撑掩护式液压支架工作原理 掩护式及支撑掩护式液压支架有单铰式与双铰式两种主要类型。单铰掩护式支架随采高的变化，顶梁尖端（铰点）围绕支架的后铰点作圆弧运动，因此支架的空顶距随采高的变化而变化，使支架前端无支护空间增大，不利于顶板控制。 （见图2-1a） 采用带四连杆的掩护式及支撑掩护式支架（双铰式），随采高的变化顶梁尖端的运动曲线为双纽线，根据双纽线的特点，在设计中可以使顶梁尖端在采高范围内呈近似垂直层面的直线运动，以保证在支架有效采高范围内，使顶梁尖端距煤壁的距离不变。此外，带四连杆的掩护式及支撑掩护式支架（双铰式）具有承受水平力的能力。（见图2-1b） 液压支架的液压系统由立柱、推移千斤顶、操纵阀、控制阀（安全阀、液控单向阀）、软管等组成。（见图2－2） 通过操纵阀和控制阀，液压支架可完成以下动作(立即支护式)： a.降柱、拉架：采煤机通过该支架、顶板暴露后，立即降柱、拉架； b.升柱：支架被拉到新位置后，升柱，使支架撑紧顶板； c.推溜：支架撑紧顶板后，利用推移千斤顶推溜。 初撑力与工作阻力（屈服载荷）：
升柱后，高压液体进入液压支架各立柱的活塞腔，立柱逐渐升起直至顶梁与顶板紧密接触为止；与此同时，在立柱活塞腔内的高压液体的压力迅速增大到液压泵的工作压力。当高压液体充满活塞腔时，液控单向阀关闭，将高压液体锁在活塞腔内。此时，工作在泵的工作压力下的高压液体压力称初撑压力，支架（所有立柱）对顶板的支撑力称初撑力。 支架达到初撑力后，顶板不断下沉，活塞腔的体积不断变小，活塞腔内高压液体的压力不断增大。为保护液压支架的立柱不被高压液体损坏，在活塞腔的液压回路中设安全阀（又称屈服阀）。当顶板下沉，活塞下缩到6－10mm 时，若顶板再继续下沉，安全阀（屈服阀）动作，从活塞腔内放出一点高压液体，使活塞腔内高压液体的压力保持在安全阀调定的压力下。此时，工作在安全阀调定压力下的高压液体压力称安全阀工作压力（屈服压力），支架（所有立柱）对顶板的支撑力称工作阻力（即屈服载荷）。 支架的工作阻力是液压支架的主要参数，工作阻力决定支架结构尺寸，支架的支撑能力。关于支架的工作阻力，有两种观点： a.加大工作阻力：支架适应性强，可靠性强，使用寿命长，减少使用过程中维修，安全，但制造费用高； b.支架工作阻力必须与顶板条件相适应，只要支架能控制住整个工作面的顶板下沉与压力，保持控顶区内顶板的完整与可靠即可。加大工作阻力，使支架重量大、造价高、装运使用都不方便。 800t，甚至超过1000t。两种观点各有道理，支架的工作阻力有逐渐增大的趋势，要设计“支架系列”。目前，工作阻力高达400t初撑力也是液压支架的主要参数，初撑力大，立柱能很快达到工作阻力，减少顶板下沉量，避免顶板的离层，改善支护性能。但初撑力过大易破坏直接顶。 目前：P初＝（0.3-0.8）P工， 式中：P初为初撑力；P工为工作阻力。初撑力有增大趋势。 3、掩护式及支撑掩护式液压支架特性曲线 3-1一个开采循环内支架阻力变化曲线（见图3－1）
本科毕业设计说明书 四连杆机构的建模及优化设计FOUR-BAR LINKAGE DESIGN OF THE MODELING AND OPTIMIZATION 学院（部）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 2010年 5 月31 日
四连杆机构的建模及优化设计 摘要 四连杆是掩护式支架和支撑掩护式支架的最重要部件之一，其作用概括起来主要有两。一是当支架由高到低变化时，借助四连杆机构使支架顶梁前端点的运动轨迹近似双纽线。从而使支架顶梁前端点与煤壁间距离的变化大大减小，提高了管理顶板的性能；二是使支架承受较大的水平力。这篇文章就是讨论液压支架四连杆机构的。 在文章里，我们研究了液压支架四连杆机构所面临的问题，及可以从几个方面考虑解决的方法。文章研究的是液压支架四连杆机构，液压支架四连杆机构是矿上机械——液压支架的关键部件。文章对四连杆机构和液压支架整体进行了研究。 文章还对四连杆机构的动态特性进行分析，在此过程中运用了SolidWorks中的COSMOSMotion进行建模和运动仿真。 关键词：四连杆，SolidWorks，COSMOSMotion，运动仿真
FOUR-BAR LINKAGE DESIGN OF THE MODELING AND OPTIMIZATION ABSTRACT Four-link is the shield support bracket and support shield one of the most important components, its role can be summarized as two. First, when the support changes from high to low, with four-bar linkage so that the front support beam trajectory point approximation lemniscates. So that the front support beam points away from the wall of the changes with the coal greatly reduced, improving the management performance of the roof; Second, the level of support to withstand greater force. This article is to discuss four hydraulic linkage mechanisms. In the article, we study the four-bar linkage hydraulic problems, and can be considered from several aspects of the solution. This paper studies the four hydraulic linkage, hydraulic four-bar linkage is mine machinery - the key hydraulic components. Article on the four-bar linkage and hydraulic support the overall studied. Paper also the dynamic characteristics of four-bar linkage analysis, in the process of the Application of the SolidWorks COSMOSMotion in modeling and motion simulation. KEYWARDS：Four-link, SolidWorks, COSMOSMotion, motion simulation.
液压支架关键部位的有限元分析 本文以ZY6800/15/32D型液压支架为研究对象,建立了该支架三维虚拟样机,以《煤矿液压支架第一部分:通用技术条件》中的强度试验条款要求为加载条件,对支架整体进行了的有限元强度模拟分析。参照分析结果完成的该支架样机设计在试验台上以同样条件进行了支架强度试验,试验过程中对关键部位(点)的做了应力测试。有限元强度分析数据与试验测试数据的对比,验证了有限元分析过程和数据结果的可信性和正确性,为该支架一次性试制成功提供了理论指导。使用CATIA软件对ZY6800/15/32D型液压支架创建三维实体模型,使用ABAQUS有限元分析软件对其进行静力学结构分析。 有限元分析过程中,对支架的三维实体模型进行了模型的简化、装配、支架各部件接触面的处理、单元类型的选择、网格的划分、边界条件的处理和载荷的施加等方面的研究。支架样机的承载强度试验依据最新液压支架的试验标准《煤矿液压支架第一部分:通用技术条件》确定危险工况和边界载荷条件。分别以顶梁偏载和顶梁扭转两种最恶劣的承载工况进行加载试验,采集关键部位的试验数据并与有限元分析结果对比分析,两者基本一致。说明本文的有限元分析过程和结果是基本正确的,用此得到的所有数据可以全面指导该液压支架所有结构件的设计。 利用ABAQUS中weld模块处理支架底座柱窝与周围筋板的焊缝连接,与底座一体化建模形成实体连接的分析结果进行了对比分析,两种处理方式在柱窝周围局部的应力应变还是有一定差异,一体化实体连接建模比焊接连接产生的应力应变要小。据此,通常为简化模型和减少支架结构件中大量的焊缝连接处理而采用的一体化实体建模,这种方式得到的有限元计算数据在集中受力和模量突变的区域应增加一定的系数,或做必要的局部焊缝连接的细化处理。
市场分析报告 一、陕西关中、陕南市场分析 （一）陕西煤炭资源概况及矿区划分情况 1、陕西关中、陕南煤炭资源状况：陕西预测煤炭资源总量为4143亿吨，仅次于新疆、内蒙和山西，居全国第四位。按照地质时代及地域分布情况，陕西省主要煤炭资源可分为五大煤田，即陕北侏罗纪煤田、陕北石炭二叠纪煤田，陕北石炭三叠纪煤田、渭北石炭二叠纪煤田和黄陇侏罗纪煤田。而关中和陕南市场只有渭北石炭二叠纪煤田和黄陇侏罗纪煤田两大煤田。 渭北石炭二叠纪煤田：主要分布在韩城、合阳、澄县、蒲城、白水、铜川等区域；可采煤层在2～6层，可采厚度7.98～30.58m；煤炭资源储量489亿吨，约占全省煤炭资源总量的11.8%；主要煤种是瘦煤、贫煤及少量焦煤；主要作为动力用煤、炼焦用煤。 黄陇侏罗纪煤田：主要分布在黄陵、铜川、耀县、旬邑、淳化、彬县、长武、永寿、麟游、千阳、陇县、凤翔等区域；开采煤层仅1#、3#煤层可采（1#煤厚0～2.93m、3#煤厚0～1.73m）；煤炭资源量约230.5亿吨，约占全省煤炭资源总量的5.6%；探明储量约139.2亿吨，已利用45.9亿吨，尚未利用93.3亿吨；主要煤种分为长焰煤、弱粘煤及少量气煤；可作为良好的动力用煤和气化用煤。 2、矿区划分情况（按照规划划分） （1）渭北石炭二叠纪煤田 划分为铜川矿区、蒲白矿区、澄合矿区、韩城矿区4个矿区。 （2）黄陇侏罗纪煤田 划分为黄陵矿区、焦坪矿区、旬耀矿区、彬长矿区4个矿区和永陇勘查区。 3、资源勘查及开发情况 （1）渭北石炭二叠纪煤田 渭北石炭二叠纪煤田开发程度较高，陕西省四大矿务局（铜川矿务局、蒲白矿务局、澄合矿务局、韩城矿务局）均在此煤田生产建设，该煤田基本没有空白资源可开发。其中铜川矿务局共有8个生产矿井；澄合矿务局共有9个生产矿井，在建矿井2个，规划矿井4个；蒲白矿务局共有5个生产矿井，规划矿井3个；韩城矿务局共有3个生产矿井，规划矿井4个。 （2）黄陇侏罗纪煤田 黄陵矿区、彬长矿区勘查程度大多达到精查，开发程度也较高；焦坪矿区勘查程度大多达到详查；旬耀矿区勘查程度只达到普查；永陇矿区勘查程度达到精查、详查、预测的都有，该矿区大部分位于宝鸡境内，目前为开发投资热点区域。 （二）市场现状 国内煤炭市场维持供需过剩态势，重点冶金煤价格继续整体下滑，精煤市场在下行通道中运行，原混煤价格也继续下跌。煤炭市场继续弱势运行，炼焦煤供需过剩态势不会改变，炼焦煤市场依旧脆弱；动力煤市场价格仍持续走低。而陕西关中、陕南市场主要是动力煤和炼焦煤，因此这极大地影响了该煤炭市场。 陕煤化工集团作为陕西最大的煤炭生产商，今年一季度的效益直线下降，除了陕北矿业公司盈利外，其他单位全部出现亏损，其中澄合矿务局一季度亏损6000万，彬长集团亏损1000万。主要是因为煤炭价格的不断下跌，因此他们主要从减小成本开始着手，首先就是对人工成本的减少，今年开始，对陕煤化员工
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中文译文： 大倾角液压支架四连杆机构的设计 摘要：四连杆机构是液压支架起保护作用的重要组件之一。在大倾角液压支架的设计中，ADAMS 被第一次用在了参数化模型、仿真和最优化的求解过程中，然后根据三维尺寸模型，通过COSMOS/Works 对顶梁的前向扭转载荷进行有限元分析。用这种方法得到的结果验证了四连杆机构设计的可行性，而且非常好得满足了要求。这种方法提高了液压支架的设计效率，缩短了设计周期。 关键词：液压支架；四连杆机构；优化设计；ADAMS ；有限元分析 1简介 四连杆机构是液压支架起保护作用的重要组件之一。它主要有两方面的功能：第一，为了在立柱伸缩过程中，能保持顶梁垂直的移动，因此需要在顶梁和煤壁之间保持稳定的距离。四连杆机构被视为最能满足这种要求的。第二，它保证了支架能够承受一定的水平载荷。 在设计大倾角液压支架的过程中，四连杆机构的优化设计是一项十分重要的任务。它的结构尺寸将直接影响到支架的性能状况。在传统的设计过程中，经常使用的是BASIC 编程，但是结果经常不能满足设计的要求，也不能获得最优解。现在，ADAMS 被越来越广泛得应用到机械动态设计过程中。因此，本文就是运用ADAMS 对四连杆机构进行建模和仿真，进而获得最优解。为了验证四连杆机构设计的可行性，用COSMOS/WORKS 进行了有限元分析。 2四连杆机构尺寸计算 图1是支架在最大支撑高度的状态下，对四连杆机构尺寸作出的假设： 2211111;;;;;;;;; ;;tan .o a A ab B cb C cd D o d E ae G A B S e b F Jo S Je L I I U G G L θ============= 图1：四连杆机构的参数 2.1 后连杆和掩护梁尺寸的计算 如图2，如果H1确定了，可得到掩护梁的尺寸：
液压支架四连杆机构的三维建模和运动仿真 摘要:利用UG的建模模块(model)对液压支架四连杆机构进行快速整体建模,然后应用UG 的运动仿真模块(animation)对支架升架、降架的运动过程进行模拟分析,同时利用标记点 对顶梁端 点的运动轨迹进行跟踪,来验证端点最大水平变动量是否满足设计要求。 关键词:液压支架;四连杆机构;三维建模;运动仿真 0 引言 三维建模彻底改变了传统设计理念,使设计者头脑中产生的三维实体图形可以直接仿真到 屏幕上,既形象又直观。使设计人员从想象各种视图的困境中解放出来,对于复杂的模型更 可避免传统设计方式难以避免的错误。而在建造物理样机之前,通过建立的三维数字化模型进行运动仿真可以对运动特性及干涉情况进行检验,从而预知设计的机构是否满足要求。本文以ZTA6500型液压支架为例,应用UG软件探索一种三维整体简化、快速建模和运动仿真 的方法。 1 UG软件简介 Unigraphics(简称UG)是美UGS公司的拳头产品。该软件不仅具有强大的实体模型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能,而且在设计过程中可以进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟,从而提高设计的可靠性。同时可用建立的三维模型直接生成数控代码,用于产品的加工,其后处理程序支持多种类型数控机床。另外它所提供的二次开 发语言UG/open GRIP,UG/open API简单易学,实现功能多,便于用户开发专用CAD系统。 2 液压支架及其四连杆机构液压支架的主要功能是支撑工作面顶板,阻止顶板冒落的岩石 窜入作业空间,以保证工作面内机器和人员的安全生产。由于其工作性质所致,较为关心的 是端面距的尺寸,而梁端摆动幅度会对端面距的尺寸造成直接影响。液压支架四连杆机构的设 计是掩护式和支撑掩护式液压支架整体设计的核心和基础,四连杆机构是由顶梁,掩护梁,前、后连杆和底座五大构件组成。四连杆机构的主要作用是保证支架的纵向和横向稳定性,承受和传递外载,并能够实现移架,设计的好坏决定着顶梁端点的运动轨迹。 顶梁端点运动轨迹成双纽线形,其最大的水平偏摆量应小于或等于70 mm,最好为30 mm以下。 3 液压支架四连杆机构三维实体建模出于理论研究和快速建模的目的,本文将不采 用实际的液压支架模型,而是采用其简化的整体建模形式,其简化原则如下: 顶梁,前、后连杆,掩护梁和底座分别进行整体建模,而不是由许多小零部件组装成的装配体。实际的液压支架四连杆机构应该是由钢板焊接成的箱
冠心病血管支架行业初步分析 目录 一、冠状动脉介入治疗技术概述 (2) 1、冠心病治疗概述 (2) 2、冠状动脉介入治疗技术全球发展简史 (2) 3、冠状动脉介入治疗技术在我国发展现状 (4) 4、冠状动脉介入治疗技术的方法及其器械简介 (4) 5、冠状动脉介入治疗技术的主要特点及发展趋势 (6) 二、冠状动脉介入医疗器械行业 (7) 1、市场需求状况 (7) 2、行业竞争格局和市场化程度 (7) 3、行业内的主要企业和主要企业的市场份额 (8) 4、中国未来冠状动脉介入治疗需求旺盛、市场增长迅速 (8) 5、利润水平及变动因素 (9) 三、行业特有的经营模式 (9) 四、介入医疗器械行业与上、下游行业之间的关联性 (9) 五、进入介入医疗器械行业的主要障碍 (10) 1、技术和工艺壁垒 (10) 2、人才壁垒 (10) 3、专利壁垒 (11) 4、政策壁垒 (11) 5、市场渠道壁垒 (12) 六、影响行业发展的有利和不利因素 (12) 1、有利因素 (12) 2、不利因素 (13)
一、冠状动脉介入治疗技术概述 1、冠心病治疗概述 根据世界卫生组织（WHO）统计，在2005 年全球有约1,750 万人死于心血管疾病，占全球死亡人数的30%。2008 年10 月世界卫生组织发表的《全球疾病负担》评估报告显示死于心血管疾病的人数仍占全球总死亡人数的29%。心血管疾病是全球人类主要死因之一。 冠心病是心血管疾病中较常见的一种疾病，它是供给心脏营养物质的血管—冠状动脉发生严重粥样硬化或痉挛，使冠状动脉狭窄或阻塞，形成血栓，造成管腔闭塞，导致心肌缺血缺氧或梗塞的一种心脏病，亦称缺血性心脏病，在临床上主要表现为心绞痛或心肌梗塞。 中国医学科学院阜外心血管病医院院长顾问、中国工程院院士高润霖教授在2003 年以“关爱冠心病人”为主题的媒体研讨会上发布的信息指出，我国冠心病患者已超过2, 000 万人，然而每年接受冠状动脉造影检查的病人仅7 万～8 万人，接受介入治疗的只有2 万～3 万人。 目前，冠心病的治疗方法主要有药物治疗、外科搭桥手术治疗和介入治疗三种方式。药物治疗是冠心病的基础疗法，它可以缓解心绞痛症状和稳定病情，某些药物也可以延缓或减轻冠状动脉粥样硬化的发展进程。外科搭桥手术是在开胸的情况下，用患者自己的一段静脉或动脉血管连接发生狭窄或闭塞的冠状动脉的两端，建立起可恢复冠脉血流通过的旁路，这种手术是开展最早、现今仍被广泛采用的外科治疗方法。介入治疗是近二三十年逐步发展起来的治疗冠心病的一种新的治疗方法，它通过特定的医疗器械在不开胸的前提下深入发生阻塞血管进行治疗以达到血流恢复通畅的效果。介入治疗以其疗程短、创伤小、疗效显著的优点，受到了广大临床医生和患者的青睐。 2、冠状动脉介入治疗技术全球发展简史 冠状动脉介入治疗技术最早始于20 世纪70 年代。1977 年，Gruentzig 教授进行了世界上第1 例经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)，这一成功轰动了国际心脏病学界，从此开创了冠心病介入治疗的新纪元，改变了冠心病治疗学的总格局，被誉为“心脏病治疗的一场革命”。经过三十多年的发展，目前已发展扩大到冠状动脉介入术（PCI），并以此建立了介入心脏病学（interventional cardiology）。迄今为止，冠状动脉介入术（PCI）的发展经历了三个阶段。 第一阶段：经皮冠状动脉腔内成形术（PTCA） 1977 年，Gruentzig 教授首次通过经皮穿刺股动脉，逆行送入前端有加压充
煤炭机械制造业产业环境分析 摘要：《2013中国煤炭装备制造业发展报告》前不久新鲜出炉，《报告》指出，我国以煤为主的能源结构不会发生根本性改变，煤炭机械装备制造业在未来10 年内仍会保持一定的增长速度。但是近两年煤炭价格下跌，煤矿产能整体过剩导致新建煤矿的减少，对煤炭机械行业冲击也很大。因而研究我国煤机产业的技术环境、市场环境及发展趋势具有十分重要的现实意义。 关键词：煤炭机械制造业技术环境市场环境 装备制造业是国家的基础性、支柱性和战备性产业之一，而煤机装备产业是装备制造业的重要分支。长期以来，我国能源生产结构保持以煤为主的基本格局，这无疑给煤炭机械制造业的发展奠定了坚实的基础，但近年煤炭价格的下跌，煤炭行业的不景气一定程度上对煤炭机械制造业产生了不利的影响，行业景气短期难以恢复，也加剧了企业间竞争，对煤机行业而言这些既是机遇，也是挑战，同时也对煤机行业提出了更高的要求。 一、我国煤机产业的行业特征 目前，从产业格局来看，国内煤炭装备企业普遍具有规模小、布局分散的特点。根据《煤炭工业发展“十二五”规划》，加快煤气层利用开发和提高煤矿装备国产化水平是“十二五”重点发展方向。未来煤机行业将坚持“大集团、大基地、大矿井、大通道”的四大原则，继续推进兼并重组，发展大型企业集团。细分我国煤机产业的行业特征可分为下述三点：（1）资本密集与技术密集 煤机产品需要进行技术创新，就必须就行研发创新，这样对科研资金的投入要求就很高。同时煤机行业向着系统化、自动化方向发展，对技术的依赖就更高。因此在煤机装备的生产过程中，技术和资本要素的投入比其他的生产要素高。 （2）技术跨度大 煤机产品主要是“三机一架”，但是煤机产品的专业性强，涉及机械、材料、电子技术等多个行业的知识。由于涉及的技术领域较为广泛，对技术和装备制造水平提出了很高的要求。目前煤炭机械制造技术不断向现代化发展，逐渐将机械、电子、信息、能源及现代系统管理等方面的成果综合应用于产品设计、制造、检测等过程中。 （3）产业关联度强 煤炭是煤机存在的前提，煤机装备制造业会受到煤炭行业市场需求影响，会随着煤炭的市场需求产生波动。当煤炭需求旺盛，自然引起对煤机装备的大量采购；但是煤炭行业不景气时候，煤炭的需求就减少，煤机装备的的市场需求量自然会降低，就像近两年煤炭价格的大幅下跌，煤矿产能整体过剩将直接导致新建煤矿的减少，对煤机行业冲击很大，因此煤机制造业的发展与煤炭市场的需求产生关联。 煤机装备制造业作为装备制造业中的一个分支，主要是由为煤炭工业提供技术装备和服务的煤机集群组成。煤炭工业生产技术的水平高低和竞争力的强弱，很大程度上取决于煤机装备制造企业生产的技术装备的性能与水平。煤机装备制造业是我国国民经济的基础性产业，体现了国家的综合实力。从煤炭工业发展过程中可以看出，煤机装备制造业是我国煤炭工业发展可靠的装备部，是煤炭工业现代化的重要基础，是衡量煤炭产业竞争力的重要标志。二、我国煤机产业的技术环境分析 (一)我国煤机产业的技术水平及特点 目前，我国煤机行业的技术水平已经达到国际先进水平，但是关键部件仍需进口，目前国产煤机产品的性能基本达到进口产品的水平，而且价格较进口产品低廉，优越的性价比使我国煤机产品在国内外市场竞争中占有优势，我国自主研发的产品也远销俄罗斯，土耳其，印度等国。作为煤炭大国，近几年国内高端煤炭采掘机械与国外先进设备的差距不断缩
液压支架基本理论分析毕业论文 目录 摘要................................................. I ABSTRACT............................................ II 第一章绪论. (1) 1.1国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 (3) 第二章液压支架基本理论分析 (5) 2.1 液压支架的工作原理 (5) 2.2 液压支架的类型和结构 (7) 2.3 对液压支架的基本要求 (9) 2.4支架的选型设计 (10) 第三章液压支架的整体结构设计 (13) 3.1 支架高度、中心距的确定 (13) 3.2底座长度的确定 (14) 3.3四连杆机构的设计 (15)
3.4顶梁长度计算 (20) 第四章支架主要部件的设计 (22) 4.1支架主要部件的设计要求 (22) 4.2顶梁的设计 (23) 4.3底座的设计 (24) 4.4支架技术参数和立柱的设计 (24) 4.5立柱柱窝位置和受力计算 (31) 4.6 千斤顶技术参数的确定 (33) 第五章支架受力分析与计算 (38) 5.1支架工作状态 (38) 5.2受力计算 (39) 5.3 顶梁载荷分布 (43) 第六章液压支架的强度校核 (45) 6.1 强度条件 (45) 6.2主顶梁的校核 (45) 6.3 掩护梁强度校核 (48) 6.4 底座强度校核 (50) 6.5立柱强度校核 (53) 第七章液压系统设计 (61)
7.1液压支架的液压系统特点 (61) 7.2 液压系统的设计方法 (61) 7.3 千斤顶系统 (62) 7.4乳化液泵站系统 (66) 第八章技术经济分析 (71) 第九章结论 (72) 参考文献 (73) 致谢 (74) 附录一（英文） (75) 附录二（译文） (85)
矿用液压支架调研报告 一、 综述： 我国是煤炭资源最为丰富的国家，煤炭储量和产量均占世界第一位。煤炭已经成为我国所依赖的重要能源。 截止2003年，我国煤炭产量已经达到1.4Gt ，几乎每个省和自治区都有自己的煤炭企业。全国已经形成了国有重点煤矿和地方中小型煤矿并存的局面。 我国煤层赋存状况的复杂性决定了我国采煤方法的多样性。而采煤方法的多样性又决定了支护方法的多样性。根据2003年的统计资料，全国共有采煤工作面1596个。其中综采工作面375个，占总工作面的23%；高档普采工作面257个，占总工作面的16%；普采工作面964个，占总工作面的53%。 各种采煤方法所占比例 以液压支架为支护配合采煤机破煤的综采技术已经存在了30余年。2003年综采个工作面的平均单产为85946吨/月。使其它工作面单产的3~6倍。以单体液压支柱支护配合采煤机破煤的高档普采其每
个工作面的平均单产为25530吨/月。而由单体液压支柱或摩擦支柱支护，进行爆破落煤的普采工作面其每个工作面的平均单产为11605吨/月。综采工作面高产、高效、安全、低耗以及劳动强度小、劳动条件好的优点已经成为我国各煤矿的共识。 不同采煤方法工作面平均单产 （吨/月） 近年来，以液压支架为代表的综采技术在我国部分煤矿实现了工作面的无人开采。特别是放顶煤支架的出现使液压支架的技术更趋成熟，随之而来的放顶煤开采机械也更加完善，并创造了单一采煤工作面采用综采技术年产突破500万吨的世界最高纪录。 所有这些都说明，我国综采技术已经发展成熟并接近了国际水平。液压支架的支护方式已经成为我国国有重点煤矿提高产量、降低成本、安全生产的一个重要手段，并也将成为采煤工作面支护方式的发展趋势。 但是由于综采工作面的初期投资较大，一个综采工作面在支护方面的投资相当于10个单体液压支柱工作面或15个摩擦支柱工作面的投资，加之液压支架本身很庞大（其重量从数吨到数十吨不等），灵