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机械毕业设计（论文）-ZY2017液压支架设计【全套图纸】 .doc内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目：液压支架设计学生姓名：学号：200540401313专业：机械设计制造及其自动化班级：机械2005-3班指导教师：摘要 (2)Abstract (3)1.液压支架的概述 (5)1.1液压支架的组成和分类 (5)1.1.1液压支架的组成 (5)1.1.2液压支架的分类 (5)1.2液压支架的用途 (7)1.3液压支架的工作原理 (8)1.4液压支架的支护方式 (10)2液压支架的选型 (12)2.1液压支架的选型原则 (12)2.1.1概述 (12)2.1.2影响架型选择的因素 (12)2.1.3液压支架的选型过程 (13)2.1.4液压支架支撑力分布与承载的关系 (15)3液压支架的结构尺寸设计 (17)3.1液压支架设计的基本要求和基本参数 (17)3.1.1液压支架的设计目的 (17)3.1.2设计时对液压支架的基本要求 (17)3.1.3设计液压支架必需的基本参数 (18)3.1.4液压支架架型的确定 (18)3.2液压支架的参数确定 (19)3.2.1液压支架的高度确定 (19)3.2.2支架伸缩比 (20)3.2.3支护强度 (20)3.2.4支架间距 (21)3.2.5底座长度 (21)4四连杆机构的设计 (22)4.1四连杆机构的作用 (22)4.2四连杆机构与附加力的影响 (23)4.2.1附加力对液压支架受力的影响 (23)4.2.2掩护梁上铰点至顶梁顶面之距和后连杆下铰点至底座底面之距对支架受力的影响 (27)4.2.3后连杆与掩护梁长度比值对支架受力的影响 (27)4.3四连杆机构的几何作图法 (28)4.3.1掩护梁和后连杆长度的确定 (28)4.3.2几何作图法作图过程 (29)4.4四连杆机构的计算机设计法 (31)4.4.1、目标函数的确定 (31)4.2.2、四连杆机构的几何特征 (32)4.3.3、四连杆机构各部尺寸的计算 (32)4.3.4、四连杆机构的优选 (34)4.3.5、求掩护梁上铰点轨迹坐标 (34)4.3.6、语言程序编制 (34)5．掩护式液压支架部件设计 (41)5.1顶梁参数的确定 (41)5.1.1顶梁的作用及用途 (41)5.1.2顶梁的结构型式的确定 (41)5.1.3支架工作方式对支架顶梁长度的影响 (41)5.1.4配套尺寸对顶梁长度的影响 (42)5.1.5顶梁断面形状 (42)5.1.6顶梁长度的计算 (42)5.2立柱参数的确定 (45)5.2.1支架立柱数的确定 (45)5.2.2支架立柱的支撑方式 (45)5.2.3立柱的技术参数确定 (45)5.2.5．安全阀压力与立柱工作阻力的确定 (46)5.2.6立柱柱窝位置的确定 (47)5.3推移千斤顶技术参数确定 (50)5.3.1推移千斤顶 (50)5.4平衡千斤顶的技术参数的确定 (51)5.4.1确定平衡千斤顶的行程 (51)5.5侧护板 (54)5.5.1侧护板的选择 (54)5.5.2、侧护装置的作用 (54)5.5.4、侧护板尺寸的确定 (55)5.6掩护梁和四连杆机构 (55)5.6.1掩护梁 (55)5.7四连杆机构 (56)5.8底座 (57)5.8.1底座的作用及用途 (57)5.8.2底座的结构型式 (57)5.8.3底座主要尺寸的确定 (58)6.液压支架受力分析与计算 (60)6.1顶梁的受力分析和计算 (60)6.2顶梁载荷的分布 (63)6.3底座接触比压的计算 (64)6.4底座载荷分布 (64)6.5底座接触比压 (65)7.液压支架的强度设计 (69)7.1液压支架在强度设计时的强度条件 (69)7.2液压支架各结构件强度校核 (70)7.2.1顶梁强度校核 (70)7.2.2立柱强度校核 (75)7.2.3底座强度校核 (78)8.液压系统设计及液压部件检修 (82)8.1立柱和千斤顶 (82)8.2支架液压阀 (83)8.2.1液控单向阀 (83)8．2.2安全阀 (84)8.2.3操纵阀 (84)8.2.4液压支架液压阀的密封技术分析 (85)8.3液压支架的控制方式 (86)8.3.1手动控制 (86)8.3.2自动控制 (86)8.4液压部件的检修 (87)8.4.1立柱的检修 (87)8．4.21KDF型液控单向阀的检修 (88)8.4.31CF型操纵阀的检修 (89)8.4.41YF型安全阀的检修 (89)9.液压支架的安装与使用 (91)9.1在移架过程中，输送机避免产生后退现象 (91)9.2采煤机在工作时，保证支架和输送机之间不发生位移的措施 (91)9.3单伸缩立柱的机械加长杆在工作面的调节 (92)9.4左、右工作面改变时，侧护板的改装 (92)9.5液压支架在工作中常见的破坏形式及易损部件 (92)9.6底座焊接时，前、后连杆销轴孔保证同轴度的方式 (92)9.7移架时“啃底”的原因 (93)9.8移架时采用邻架操作和本架操作的优缺点及邻架操作时人员站立地点的选择 (93)9.9成组支架电液程序控制的工作方式 (93)9.10移架速度及计算 (94)致谢辞 (96)参考文献 (101)摘要综合机械化采煤是煤矿技术进步的标志，是煤矿增加产量、提高劳动效率、增加经济效益的重要手段。
煤矿⽤液压⽀架⼯作原理摘要本论⽂主要阐述了⼀般掩护式液压⽀架的设计过程。
设计内容包括：选架型、总体设计、主要零部件的设计、主要零部件的校核和液压系统的设计。
由于该煤层厚度适中，选⽤掩护式液压⽀架。
煤层厚度介于m~5.2之8.3间，煤层厚度变化较⼤，选⽤调⾼范围⼤且抗⽔平推⼒强且带护帮装置的掩护式⽀架。
⽀架采⽤正四连杆机构，以改善⽀架受⼒状况。
顶梁、掩护梁、底座均做成箱体结构；⽴柱采⽤双伸缩作⽤液压缸，以增加⼯作⾏程来满⾜⽀架调⾼范围的需要。
推移千⽄顶采⽤框架结构，以减少推溜⼒和增⼤移架⼒。
为了提⾼移架速度，确保对顶板的及时⽀护，采⽤锥阀液压系统。
关键词：液压⽀架液压四连杆机构采煤⽀架选型推溜移架⽬录1 概述 (5)1.1液压⽀架的组成和分类 (5)1.2液压⽀架的⼯作原理 (8)1.3液压⽀架的⽀护⽅式 (11)1.4⽀架选型的基本参数 (12)2 总体设计 (14)2.1选架型 (14)2.2液压⽀架基本参数的确定 (16)2.3采煤机、液压⽀架和输送机的配套 (19)2.4四连杆机构设计 (21)2.5顶梁长度的确定 (28)2.6⽴柱及柱窝位置的确定 (29)2.7平衡千⽄顶位置的确定 (33)2.8其它千⽄顶位置的确定 (36)3 ⽀架的受⼒计算 (39)3.1液压⽀架受⼒分析 (39)3.2确定⽀架的⽀护强度 (40)3.3底座接触⽐压计算 (40)3.4⽀架⽀护效率 (40)4 液压⽀架的主要部件的设计 (42)4.1前梁 (43)4.2主顶梁 (43)4.4前、后连杆 (45)4.5底座 (45)4.6⽴柱 (46)4.7千⽄顶 (47)5 主要零、部件的强度校核 (49)5.1校核的基本要求 (49)5.2前梁的校核 (50)5.3主顶梁的校核 (52)5.4掩护梁的强度校核 (55)5.5底座强度校核 (57)5.6销轴和⽿座的强度校核 (59)5.7⽴柱强度校核 (62)6 液压系统设计 (68)6.1液压⽀架的液压系统的简介 (68)6.2液压⽀架的液压系统拟订 (69)6.3液压元件的选取 (71)6.4液压控制系统 (72)结束语 (76)参考⽂献 (77)1 概述1.1 液压⽀架的组成和分类1.1.1液压⽀架的组成液压⽀架是综采⼯作⾯⽀护设备，它的主要作⽤是⽀护采场顶板，维护安全作业空间，推移⼯作⾯采运设备。
第1章绪论1.1 液压支架的作用和分类1.1.1 液压支架的用途液压支架是综采设备的重要组成部分。
它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。
它与采煤机配套使用，实现采煤综合机械化，解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾，进一步改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻煤矿工人的劳动强度，最大限度保障煤矿工人的生命安全。
液压支架作为煤矿综采机械化采煤设备（液压支架、可弯曲输送机和采煤机）的重要组成设备之一;在生产过程中，液压支架的性能的好坏将直接影响煤矿生产的质量,特别是生产过程中对人员的安全保障问题是极为重要的。
因此，性能优良的液压支架是技术上先进、经济上合理、安全上可靠，是实现采煤综合机械化和自动化不可缺少的主要设备。
1.1.2 液压支架的分类液压支架的种类很多，分类的依据和方法各不相同。
⑴按支架与围岩的相互作用关系分类按照液压支架与围岩的相互作用关系，目前使用的液压支架可分为三类，即支撑式、掩护式和支撑掩护式三大类。
①支撑式液压支架是一个在底座上放置几根立柱支撑顶梁，通过顶梁支撑顶板的简单结构基础上发展起来的，它是世界上发展最早的液压支架。
典型的支撑式液压支架，其顶梁较长，立柱较多，靠支撑作用维护一定的工作空间，而顶板岩石则在顶梁后部切断垮落。
架厚的挡矸帘只起着碎矸石从采空区涌入工作面的作用。
这种类型的支架具有较大的支撑能力和良好的切顶性能，因此适用于顶板坚硬完整，基本顶周期压力明显或强烈，底板较坚硬的煤层。
但由于立柱的垂直布置，所以支架承受水平力的能力差，在水平力的作用下，支架容易失去稳定性。
②掩护式液压支架掩护式液压支架是利用立柱、顶梁与掩护梁支护顶板和防止岩石落入工作面。
这类支架的顶梁较短，多数支架的立柱只有一排，一般仅有1～2根，多呈倾斜布置，与掩护梁连接或直接连接在顶梁上。
立柱通过顶梁支撑顶板。
掩护梁与冒落得岩石相接触，阻止矸石涌入工作面并承受采空区矸石的载荷。
液压支架工作原理
液压支架是一种常见的工程机械设备，它通过液压原理来实现对重物的支撑和举升。
液压支架主要由液压缸、液压泵站、控制阀和液压油箱等部件组成，其工作原理简单而高效。
液压支架的工作原理是基于帕斯卡定律的。
帕斯卡定律是指在一个封闭的容器内，液体所受的压力均匀作用在容器的各个部分，并且这个压力的大小与液体的密度和液体的高度成正比。
因此，液压支架在工作时，液压泵站会提供高压液体，通过管道输送到液压缸内部，液压缸的活塞会受到液体的压力而产生推力，从而实现对重物的支撑和举升。
液压支架的工作原理还涉及到控制阀的作用。
控制阀可以控制液压缸内液体的流动方向和流量大小，从而实现对液压支架的升降和稳定控制。
当需要升降液压支架时，控制阀会改变液体的流动方向，使液压缸内的液体产生推力或拉力，从而实现对重物的升降；当需要稳定支撑重物时，控制阀会控制液体的流量大小，使液压支架保持在稳定的状态。
在液压支架的工作过程中，液压油箱也扮演着重要的角色。
液压油箱内的液压油不仅可以作为液压系统的工作介质，还可以起到冷却、滤波和储存作用。
液压油经过液压泵站提供给液压缸，完成对重物的支撑和举升，然后经过控制阀的调节，最终回流到液压油箱中，循环利用，形成一个闭合的液压系统。
总的来说，液压支架的工作原理是基于液压原理和帕斯卡定律的，通过液压泵站、液压缸、控制阀和液压油箱等部件的协调配合，实现对重物的支撑和举升。
液压支架以其稳定性高、举升力大、操作简便等特点，被广泛应用于各种重型机械设备的支撑和举升工作中。
一、液压支架的工作原理及结构1、液压支架的工作原理：液压支架是以高压液压为动力，由若干液压元件（液压缸和阀件）与一些金属结构件按一定连接方式组合而成的一种采煤工作面支护设备，它能实现升架（支撑顶板）、降架（脱离顶板）、移架、推动刮板输送机前移以及顶板管理一整套工序，并能可靠地支撑顶板，有效地隔离采空区，防止矸石进入工作面，保证了正常作业所需的空间。
液压支架与采煤机、工作面刮板输送机配套使用，实现了采煤综合机械化，解决了机械化采煤工作面顶板管理落后于采煤工作的矛盾，进一步提高了采煤和运输设备的效能，减轻了煤矿工人的劳动强度，改善了安全生产条件。
2、液压支架的基本组成部分：液压支架由承载结构件、执行元件、控制和操纵元件、辅助装置、传动介质等组成。
图—1液压支架的组成1—前立柱；2—后立柱；3—顶梁；4—掩护梁；5—前连杆；6—后连杆；7—底座；8—操作阀；9—推移千斤顶⑴承载结构件有：顶梁、掩护梁和底底座等。
顶梁是直接与顶板相接触，并承受顶板岩石载荷的支架部件；掩护梁是阻挡采空区冒落矸石不涌入工作面空间，并承受冒落矸石的载荷，以承受顶板水平推力的部件；底座是直接与底板相接触，传递顶板压力到底板并承受顶板压力的支架部件。
⑵执行元件有：立柱和各种千斤顶。
立柱是支撑在顶梁（或掩护梁）和底座之间直接或间接承受顶板载荷的油缸，立柱是支架的主要动力执行元件，它的结构强度和结构形式决定了支架的支撑力的大小和支撑高度范围；千斤顶是除立柱以外的各种油缸，它完成推移刮板输送机、移设支架和调整支架及完成各种保护动作等。
⑶控制和操纵元件有：操纵阀、截止阀及各种油缸的控制阀等。
操纵阀是用以操纵支架各执行元件动作的阀，它是支架的动作指挥元件。
根据支架的执行元件多少及对动作的要求不同，操纵阀的结构也不一样。
液压支架上所用的控制阀较多，但油缸控制阀只有液控单向阀和安全阀。
⑷辅助装置：除上述三项构件以外的其它构件。
它包括推移装置、复位装置、挡矸装置、护帮装置、防倒防滑装置、喷雾装置和照明等。
液压支架原理
液压支架是一种常见的工程机械设备，它通过液压原理来实现对重物的支撑和
调整。
液压支架的工作原理主要包括液压系统、支撑结构和控制装置三个方面。
首先，液压支架的液压系统是其核心部件。
液压系统由液压油箱、液压泵、液
压缸、液压阀等组成。
液压泵将液压油从油箱中抽出，并通过液压阀控制流向和压力，然后传递给液压缸。
液压缸是液压支架的动力来源，它能够根据液压系统的控制实现支架的升降和调节功能。
其次，液压支架的支撑结构是实现对重物支撑的关键。
支撑结构通常由液压缸、支撑臂和支撑腿等部件组成。
液压缸通过液压系统的控制，能够实现对支撑臂的伸缩，从而调整支撑的高度和角度。
支撑腿则能够提供稳定的支撑基础，确保重物在支架上的安全支撑和稳定性。
最后，液压支架的控制装置是实现对液压系统和支撑结构的智能控制。
控制装
置通常由液压控制阀、传感器、控制器等组成。
液压控制阀能够根据控制信号调节液压系统的工作状态，传感器则能够实时监测支架的状态和重物的负荷情况，控制器则能够根据传感器的反馈信号实现对液压系统和支撑结构的智能控制和调节。
总的来说，液压支架通过液压系统、支撑结构和控制装置的协同作用，能够实
现对重物的稳定支撑和调整。
其工作原理简单而有效，能够广泛应用于各种工程领域，为重物的搬运和支撑提供了重要的技术支持。
液压支架设计手册
液压支架设计手册
第一章：引言
液压支架是一种常用的工程设备，用于提供支撑和稳定的功能。
本手册旨在为设计师和工程师提供液压支架的设计指南和建议，以确保其安全可靠地运行。
第二章：液压支架的基本原理
2.1 液压支架的定义和分类
2.2 液压支架的工作原理
2.3 液压支架的结构组成
第三章：液压支架的设计要求
3.1 载荷计算和分析
3.2 支架高度和宽度的确定
3.3 液压缸和活塞设计
3.4 液压系统设计
第四章：液压支架的安全措施
4.1 安全阀和溢流阀的设置
4.2 紧急停机装置的设计
4.3 载荷限制和警告标志
第五章：液压支架的维护和保养5.1 液压油的选择和更换
5.2 液压缸和活塞的检查和维修
5.3 液压系统的清洁和保养
第六章：常见问题解答
6.1 液压支架的承载能力如何计算？
6.2 如何选择适合的液压缸？
6.3 液压支架如何进行安全操作？
第七章：案例分析
7.1 实际工程案例分析
7.2 设计过程中的挑战和解决方案第八章：附录
8.1 相关标准和规范
8.2 常用液压元件的参数表
附录一：液压支架设计示例
附录二：常用液压元件的选型表
结论：
本手册详细介绍了液压支架的设计原理、要求、安全措施、维护保养以及常见问题解答。
通过合理的设计和正确的操作，液压支架能够提供稳定可靠的支撑功能，广泛应用于各个工程领域。
设计师和工程师可以根据本手册提供的指南和建议，进行液压支架的设计和选择，以确保工程的安全性和效率。
液压支架工中级工培训教案第一章：液压支架基本原理1.1 液压支架的定义与作用1.2 液压支架的组成部分1.3 液压支架的工作原理1.4 液压支架的分类及特点第二章：液压支架的主要部件2.1 液压泵及控制系统2.2 液压缸及执行机构2.3 控制阀及控制系统2.4 支架连接件及密封件第三章：液压支架的维护与保养3.1 液压支架的日常检查与维护3.2 液压支架的定期检查与维护3.3 液压支架的故障分析与排除3.4 液压支架的维修与更换第四章：液压支架的操作与调试4.1 液压支架的操作步骤与要点4.2 液压支架的调试方法与技术要求4.3 液压支架的安全操作注意事项4.4 液压支架的故障处理与应急措施第五章：液压支架在煤矿中的应用5.1 液压支架在煤矿生产中的重要性5.2 液压支架在煤矿中的应用实例5.3 液压支架的选型与配置原则5.4 液压支架的发展趋势与展望第六章：液压支架的智能化技术6.1 液压支架智能化的发展背景6.2 液压支架智能化的技术原理6.3 液压支架智能化的主要功能6.4 液压支架智能化技术的应用案例第七章：液压支架的故障诊断与分析7.1 液压支架故障诊断的重要性7.2 液压支架故障诊断的方法与步骤7.3 液压支架常见故障分析7.4 液压支架故障诊断与分析的实践案例第八章：液压支架的生产与制造8.1 液压支架生产与制造的流程8.2 液压支架生产与制造的关键技术8.3 液压支架生产与制造的的质量控制8.4 液压支架生产与制造的现代化趋势第九章：液压支架的安全操作与防护9.1 液压支架安全操作的基本要求9.2 液压支架安全操作的注意事项9.3 液压支架安全防护装置及其功能9.4 液压支架安全操作与防护的实践案例第十章：液压支架的环保与节能10.1 液压支架环保的意义与挑战10.2 液压支架节能的技术途径10.3 液压支架环保与节能的具体措施10.4 液压支架环保与节能的实践案例第十一章：液压支架的性能测试与评估11.1 液压支架性能测试的重要性11.2 液压支架性能测试的方法与设备11.3 液压支架性能评估的标准与指标11.4 液压支架性能测试与评估的实践案例第十二章：液压支架的维修与管理12.1 液压支架维修的基本流程12.2 液压支架维修的技术要求与注意事项12.3 液压支架维修与管理的关键环节12.4 液压支架维修与管理的实践案例第十三章：液压支架在复杂条件下的应用13.1 复杂条件下液压支架的挑战与应对13.2 复杂条件下液压支架的选型与配置13.3 复杂条件下液压支架的操作与维护13.4 复杂条件下液压支架应用的实践案例第十四章：液压支架的技术创新与发展趋势14.1 液压支架技术创新的重要性14.2 液压支架技术创新的主要方向14.3 液压支架技术发展趋势的分析14.4 液压支架技术创新与发展的实践案例第十五章：液压支架的综合培训与素质提升15.1 液压支架工人培训的目标与内容15.2 液压支架工人培训的方法与技巧15.3 液压支架工人素质提升的途径与措施15.4 液压支架工人综合培训与素质提升的实践案例重点和难点解析本文主要介绍了液压支架工中级工的培训教案，内容涵盖了液压支架的基本原理、主要部件、维护保养、操作调试、在煤矿中的应用、智能化技术、故障诊断与分析、生产与制造、安全操作与防护、环保与节能、性能测试与评估、维修与管理、在复杂条件下的应用、技术创新与发展趋势以及综合培训与素质提升等十五个章节。
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。
液压支架是综合机械化采煤方法中最重要的设备之一。
液压支架主要由以下几个基本部分组成：顶梁，掩护梁和四连杆机构，侧护板，底座，立柱，千斤顶。
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过程中，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，特点，目的及要求，对掩护式液压支架作了详尽的分析和介绍，讲述了这种支架的方案和用途。
目录中文摘要.............................................. 错误!未定义书签。
Abstract .............................................. 错误!未定义书签。
第一章引言.......................................... 错误!未定义书签。
1.1前言 .......................................... 错误!未定义书签。
1.2绪论 (1)1.2.1我国液压支架的发展 (2)1.2.2 液压支架的发展动向 (2)1.液压支架的组成与分类………………………………………………………第二章支架设计....................................... 错误!未定义书签。
2.1 工况分析...................................... 错误!未定义书签。
2.2 液压支架工作原理 (4)2.2.1 支架升降 (4)2.2.2 支架移动和推移输送机 (6)2..支架结构的选择 (6)2.3.1 顶梁的选取 (7)2.3.2 侧护板的选取 (7)2.3.3 底座的选取…………………………………………………………… ..72.3.4 推移装置的选取 (7)2.3.5 护邦装置的选取 (8)2.3.6 防倒滑装置的选取 (8)2.3.7 液压支架的主要液压元件和泵站 (8)2.3.7.1 立柱 (8)2.3.7.2 液控单向阀 (9)2.3.7.3 安全阀 (9)2.3.7.4 操纵阀 (10)2.3.7.5 泵站 (10)2.4 支架主要尺寸的确定 (11)2.4.1 已知参数 (11)2.4.2 支架高度的确定 (11)2.4.3 中心距和宽度的确定 (12)2.4.4 梁端距和顶梁长度的确定 (12)2.4.5 支架四连杆机构尺寸设计及计算 (12)2.4.6 底座长度的确定 (16)2.4.7 顶梁长度的确定 (16)2.4.8 立柱的技术参数确定 (18)2.4.8.1 立柱数的确定 (19)2.4.8.2 支撑方式 (19)2.4.8.3 立柱缸体内径 (19)2.4.8.4 立柱间距 (20)2.5 液压支架的受理分析和计算 (21)2.5.1 顶梁的受力分析 (21)2.5.2 掩护梁的受力分析…………………………………………………………222.5.3 底座受理分析 (25)2.6 液压支架主要部件的强度校核 (26)2.6.1 顶梁强度校核 (26)2.6.2 掩护梁强度校核 (32)2.6.3 底座强度校核 (35)2.6.4 立柱强度校核 (38)2.7 液压系统设计 (42)第三章结束语 (44)第四章参考资料 (46)20世纪50年代前，在国内外煤矿生产中，基本上采用木支柱、木顶梁或金属摩擦支柱铰接顶梁来支护顶板。
