ZY32001535液压支架设计开题报告
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ZY3200/12/29型综采液压支架使用说明书重庆大江工业(集团)有限责任公司2012年5月目录一. 概述二. 支架的组成、用途及特点三. 主要技术特征四. 配套设备五. 主要结构部件及作用六. 液压系统七. 主要液压元件八. 支架的验收、运输及井下安装九. 支架的使用、操作和维护十. 常见故障、原因及处理一、概述ZY3200/12/29型支撑掩护式综采液压支架是根据我国中厚煤层的地质条件,并针对铁煤集团的具体使用条件和特殊要求,在吸收同类型支架优点的基础上而设计的。
该型支架与运输机、采煤机、过渡支架及端头支架配套使用,可实现水平工作面或倾角小于25度的倾斜工作面中厚煤层的割煤、支护、移架和运煤等综合机械化作业,为减轻工人劳动强度,大幅度提高工作面单产,增加经济效益,实现安全生产提供了一种较为理想的综采设备。
该支架为四柱四连杆支撑掩护式型式。
四根立柱支撑顶梁,主要承受顶板的垂直压力;同时通过掩护梁及前、后连杆与底座各自铰接构成四连杆机构,来承受支架所受的水平力和侧向力;顶梁带有护帮板,使得该支架支撑能力大,切顶与防护性能好,支架纵横向稳定性强。
ZY3200/12/29型液压支架主要参数合理,结构比较完善,功能较为全面,纵横向稳定性强;材料及制造立足国内,拆装、检修较方便;液控元件均择优采用国产定型质量可靠的产品,配件供应有充分的保证。
本支架的性能参数较为广泛的适应于国内中厚煤层的地质条件,各局、矿可根据具体条件选择使用。
二、支架的组成、用途及特点ZY3200/12/29型液压支架(外观见附图)主要由金属结构件、液压系统和防倒、调架装置三大部分组成。
主要金属结构件有:护帮板、顶梁、掩护梁、底座、前、后连杆、推杆及侧护板等。
液压控制系统除了立柱、各种千斤顶外,还包括各种液压控制元件(操纵阀组、安全阀、液控单向阀等)和液压辅助元件(管接头件、胶管等)。
防倒、调架装置包括顶梁、掩护梁的左右侧护板及各自的侧推千斤顶、弹簧套筒等。
本科毕业设计开题报告题目:中厚煤层液压支架的设计院(系):机械工程学院班级:姓名:学号:指导教师:教师职称:黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告减少各类矿井事故发生的机率,降低采煤支护设备资本,增加采煤效率。
4、设计方案(研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等)研究的主要方法、手段:常规设计方法,优化设计方法。
理论分析:设计的液压支架适合在煤层厚度为2.8---3.5米、工作面长150米,煤层倾角00—150、煤层顶板为致密泥岩或粉砂岩、底板为粉砂岩、较稳定煤层、瓦斯含量较少的条件下工作。
分析可知此条件下可选择掩护式或支撑掩护式液压支架,掩护式支架成本低,且虽然立柱少,支撑力小,但由于顶梁短,单位面积支撑力大,载荷分布与支架支撑力的作用基本一致,所以此种支架能在破碎不稳定顶板下工作。
但掩护式支架无法使用在中等稳定以上的顶板上,切顶性差。
而支撑掩护式液压支架在结构和性能上综合了支撑式和掩护式的特点,它以支撑为主,掩护为辅,立柱较多,垂直支撑式立柱倾角很小,所以此种支架介于以上两种支架的中间状态,提高了适用范围,故工作阻力大,切顶能力强,采用掩护梁,架间密封,挡矸掩护性好,适用于压力较大、易于冒落或中等稳定的顶板。
方案一:非插腿掩护式支架非插腿掩护式支架设计简图,如图1所示。
图1 非插腿掩护式支架设计简图1-前梁;2-顶梁;3-立柱;4-掩护梁;5-后连杆;6-前连杆;7-侧护板;8-底座此方案采用掩护式支架,并且因为煤层高度合适,可以省去护帮装置,尽量简化了设备,使造价大幅缩减。
但此支架的性能一般,泛用性差,故此不采用。
方案二:四柱交叉支撑掩护式支架设计简图如图2所示。
图2四柱交叉支撑掩护式支架1-护帮机构;2-护帮千斤顶;3-前梁;4-顶梁;5-前立柱;6-后立柱;7-掩护梁;8-后连杆;9-前连杆;10-底座;11-推移千斤顶;12-推移框架此方案的顶梁合力调节范围大,承载力高,伸缩比大[4],但立柱X结构易在设计上发生干涉,支架结构较为复杂,且多数适用于薄煤层。
液压支架系统开题报告1. 引言液压支架系统是一种用于支撑和稳定重型机械设备的重要工具。
在工业领域中,液压支架系统广泛应用于起重、挖掘、建筑等领域。
本篇开题报告将介绍液压支架系统的原理、组成和应用。
2. 液压支架系统的原理液压支架系统基于液压原理工作,涉及流体力学和力学的知识。
其工作原理如下:•液压支架系统由液压缸、液压泵、液压油箱等组成。
•液压缸通过液压泵将液压油推送到缸内。
•液压油的压力将活塞推动,以产生足够强大的力量支撑机械设备。
•通过控制液压泵的输出和液压缸的运动,可以实现精确的控制和调整。
3. 液压支架系统的组成液压支架系统由多个重要组件构成,每个组件承担着特定的功能。
以下是一些常见的组件:3.1 液压缸液压缸是液压支架系统的核心组件之一。
它由活塞、缸体和密封件等组成。
液压缸通过活塞的移动来传递力量,并且可以根据需要进行伸缩。
3.2 液压泵液压泵是液压支架系统的动力源,它负责将液压油推送到液压缸中。
液压泵的类型有很多,包括齿轮泵、柱塞泵和叶片泵等。
3.3 液压油箱液压油箱是存储液压油的容器。
它通常位于液压支架系统的底部,并且具有液位指示器和滤清器等附加功能。
3.4 控制阀控制阀用于控制液压系统的流量和压力。
它可以实现液压缸的运动控制和工作的自动化。
4. 液压支架系统的应用液压支架系统在各个领域中都有广泛的应用。
以下是一些典型的应用场景:4.1 起重机械液压支架系统在起重机械中起到承载和支撑的作用。
它可以使起重机械具有更高的稳定性和承载能力。
4.2 挖掘设备挖掘设备通常需要在不同的地形和条件下进行作业。
液压支架系统可以提供稳定的支撑,确保挖掘设备的安全和效率。
4.3 建筑工程在高层建筑和桥梁等工程中,液压支架系统可以起到支撑结构和调整高度的作用。
它可以提供可靠的支持,并根据需要进行高度的调整。
5. 结论液压支架系统是一种重要的工程工具,具有广泛的应用领域。
它可以通过液压原理提供强大的力量和稳定的支撑,以满足各种工程要求。
摘要本课题主要论述了液压支架的主要设计过程。
其中包括:液压支架的选型、总体设计、主要零部件的设计、校核以及液压系统设计。
支架的形式为掩护式支架。
支架除了要有效的对顶板进行有效支撑,还要实现升、降、推移四个步骤。
支架采用四连杆机构,改善支架的受力状况,缩小支架的升降过程中顶梁前端前后移动的距离。
立柱采用单伸缩液压缸,前端带有加长杆,以满足支架最低及最高位置时的高度要求。
顶梁掩护梁、底座都做成箱体结构用钢板焊接而成。
在研制液压支架时,需要对支架进行生产试验和分析研究,确定合理的液压支架受力参数、运动参数和结构参数,以及选定液压支架最佳方案等方面综合性的科学技术问题。
本设计主要从支架的工作原理这手,然后进行总体结构设计以及校核。
关键词:液压支架;顶梁;底座;立柱;结构设计ABSTRACTThe article mianly elaborate the hydraulic support design for top-caving. includes: the selection of hydraulic pressure support form, system design, main spar part design and examination of hydraulic system designThe support eliminates must realize effectively carries on the strut to the roof, but also must realize ,to fall, to push, move four steps .the support uses four link motion gears, improves the support the stress condition, reduces the support to rise and full the distance which in the process fort end the top-beam around moves. The column uses the list expansion and contraction hydraulic cylinder, front end has legthens the pole, satisfies the support to be lowest and time the highest position high request. The top-beam, shields Liang, the foundation all makes the packed in a box body structure, becomes with the steel plate welding.At research to presses the support, need to carry on produce to experiment and analyze the research, make sure reasonable of liquid presses the support to be subjected to the dint parameter, the sport parameter and the structure parameters, and make selection the liquid to press the synthetic science technique problem of aspect of etc. of the best project of support. This design mainly this hand from the work principle of the support, then carry on the totalstructure design and school pits.Keyword: Hydraulic pressure support;Top beam;Cradle;the column-type support;structure design目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1 国内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)2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 (8)2.3 对液压支架的基本要求 (9)2.4支架的选型设计 (10)3液压支架的整体结构设计 (14)3.1支架高度、中心距的确定 (14)3.2底座长度的确定 (15)3.3四连杆机构的设计 (16)3.4顶梁长度计算 (22)4支架主要部件的设计 (24)4.1支架主要部件的设计要求 (24)4.2顶梁的设计 (25)4.3底座的设计 (26)4.4支架技术参数和立柱的设计 (26)4.5力柱柱窝位置和受力计算……………………………………………错误!未定义书签。
ZY32001535液压支架立柱液压系统的设计摘要本课题主要论述了液压支架的主要设计过程。
其中包括:液压支架的选型、总体设计、主要零部件的设计、校核以及液压系统设计。
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支架除了要有效的对顶板进行有效支撑,还要实现升、降、推移四个步骤。
支架采用四连杆机构,改善支架的受力状况,缩小支架的升降过程中顶梁前端前后移动的距离。
立柱采用单伸缩液压缸,前端带有加长杆,以满足支架最低及最高位置时的高度要求。
顶梁掩护梁、底座都做成箱体结构用钢板焊接而成。
在研制液压支架时,需要对支架进行生产试验和分析研究,确定合理的液压支架受力参数、运动参数和结构参数,以及选定液压支架最佳方案等方面综合性的科学技术问题。
本设计主要从支架的工作原理这手,然后进行总体结构设计以及校核。
关键词:液压支架;顶梁;底座;立柱;结构设计ABSTRACTThe article mianly elaborate the hydraulic support design for top-caving. includes: the selection of hydraulic pressure support form, system design, main spar part design and examination of hydraulic system designThe support eliminates must realize effectively carries on the strut to the roof, but also must realize ,to fall, to push, move four steps .the support uses four link motion gears, improves the support the stress condition, reduces the support to rise and full the distance which in the process fort end the top-beam around moves. The column uses the list expansion and contraction hydraulic cylinder, front end has legthens the pole, satisfies the support to be lowest and time the highest position high request. The top-beam, shields Liang, the foundation all makes the packed in a box body structure, becomes with the steel plate welding.At research to presses the support, need to carry on produce to experiment and analyze the research, make sure reasonable of liquid presses the support to be subjected to the dint parameter, the sport parameter and the structure parameters, and make selection the liquid to press the synthetic science technique problem of aspect of etc. of the best project of support. This design mainly this hand from the work principle of the support, then carry on the total structure design and school pits.Keyword: Hydraulic pressure support;Top beam;Cradle;the column-type support;structure design目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1 国内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)2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 (8)2.3 对液压支架的基本要求 (9)2.4支架的选型设计 (10)3液压支架的整体结构设计 (14)3.1支架高度、中心距的确定 (14)3.2底座长度的确定 (15)3.3四连杆机构的设计 (16)3.4顶梁长度计算 (22)4支架主要部件的设计 (24)4.1支架主要部件的设计要求 (24)4.2顶梁的设计 (25)4.3底座的设计 (26)4.4支架技术参数和立柱的设计 (26)4.5力柱柱窝位置和受力计算 (33)4.6千斤顶技术参数的确定 (35)5支架受力分析与计算 (41)5.1支架工作状态 (41)5.2受力计算 (42)5.3顶梁载荷分布 (45)6液压支架的强度校核 (47)6.1强度条件 (47)6.2主顶梁的校核 (47)6.3掩护梁强度校核 (50)6.4底座强度校核 (52)6.5立柱强度校核 (56)7液压系统设计 (64)7.1液压支架的液压系统特点 (64)7.2液压系统的设计方法 (65)7.3千斤顶系统 (65)7.4乳化液泵站系统 (69)8技术经济分析 (75)9结论 (76)参考文献 (77)致谢 (78)附录 (79)1绪论1.1国内外液压支架的研究现状及发展地下开采的煤产量主要是利用由液压支架配套的综采设备产出的。
ZY32001535液压支架立柱液压系统的设计液压支架立柱、液压系统的设计是一个复杂的过程,需要考虑多种因素。
在本文中,我将详细阐述液压支架立柱、液压系统的设计过程,并探讨其中的一些关键要点。
首先,液压支架立柱的设计需要考虑其承载能力和稳定性。
支架立柱通常需要能够承受一定的荷载,因此在选择材料和尺寸时,需要考虑到其强度和刚度。
一般来说,越大的断面积和更高的材料强度可以提供更高的承载能力。
此外,为了保证支架立柱的稳定性,可以设计一些加强结构,如螺纹或内部支撑。
其次,液压系统的设计需要考虑到系统的工作效率和安全性。
为了提高系统的工作效率,可以选择高效的液压泵和液压马达,并合理设计系统的管道布局。
同时,还需要考虑系统的流量需求,选择合适的液压阀门和控制器。
在液压系统的设计中,安全性也是一个非常重要的因素。
可以采用安全阀、溢流阀等装置,以确保系统在工作过程中不会出现过载或压力过高的情况。
此外,液压系统的设计还需要考虑到其可靠性和维护性。
为了提高系统的可靠性,可以选择高质量的液压元件,如液压法兰、液压缸等。
并且,在设计过程中应该考虑到元件的寿命和使用环境,选择适合的液压油和密封件。
为了简化系统的维护和保养,可以在设计中考虑到易于拆卸和更换元件的方案,并提供必要的检修和保养空间。
最后,液压支架立柱、液压系统的设计还需要考虑到节能和环保的要求。
可以采用一些节能技术,如变频器控制液压泵的转速,以在减少能耗的同时提高系统的工作效率。
此外,还可以优化系统的工作方式,合理运用油液的能量,减少不必要的能量损失。
在设计过程中还应该考虑到液压系统对环境的影响,选择环保的液压油和液压元件。
综上所述,液压支架立柱、液压系统的设计需要综合考虑承载能力、稳定性、工作效率、安全性、可靠性、维护性、节能性和环保性等方面的要求。
只有在充分考虑这些要点的基础上,才能设计出满足实际需求的高质量液压支架立柱、液压系统。
三一文库()〔毕业设计液压支架开题报告格式2700字〕兆瓦级风力发电机控制系统设计——液压系统1 选题背景及其意义节约能源,提高能源利用率,大力开发使用新能源和可再生能源,逐步以洁净能源替代矿物燃料,是我国能源建设与发展应遵循的原则,也是实施可持续发展战略的一个重要组成部分,对于环境保护和增加能源供应有着积极作用。
风力发电做为无污染的可再生能源随着世界范围内石油、煤炭储量的不断减少和燃用石油、煤炭对环境污染的严重影响,使它越来越受到人们的关注,风力机制造技术的不断进步和单机容量不断增大,使风电成本逐年下降,目前已达到接近火电成本并可与水电和核电相竞争的水平,具有十分显著的效益和发展前景。
但我国的风力发电机大多引进国外整套设备,从中国大范围、持久开发风能的需要来看,单纯依赖国外进口风机绝不是根本出路。
只有在引进国外先进技术的同时发展我们自己的风机制造业,才是百年大计。
因此研制具有自主知识产权的风力发电机具有十分重大的意义。
本课题中风力发电机液压控制系统主要是,………………2 文献综述(国内外研究现状与发展趋势)随着全球能源短缺、环境污染以及温室效应等问题的日益突显。
寻找可持续的能源道路,开发利用新能源无疑是出路之一。
目前现有的可再生能源有太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能、氢能和水能。
而在这些可再生能源之中,风能的利用(即风力发电)无疑是世界上增长最快的可再生能源。
我国是世界主要的煤炭生产和消耗国,常规能源危机及其造成的污染后果已日渐引起人们的重视,而储量丰富的可再生能源正尚待开发。
尤其是新疆、内蒙、甘肃一带的丰富风资源既可缓解当地电力资源的缺乏,又可促进生产力与经济的发展。
据统计,仅新疆九大风区的风能资源年蕴藏量即达到8093亿千瓦时,可装风机8100万千瓦,年发电量2449亿千瓦时,是新疆目前全部发电量的20倍,可见风力发电前景十分广阔,开发利用风能必将成为二十一世纪的重要议程。
风力发电的工作原理是利用风轮将风能转变为机械能,然后利用发电机将机械能转变为电能。
zy3200液压支架课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解zy3200液压支架的基本结构、工作原理及功能。
2. 掌握液压支架的主要技术参数,如工作阻力、行程等。
3. 了解液压支架在煤矿生产中的应用及维护保养方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析、解决实际问题的能力,如针对特定工作条件选择合适的液压支架。
2. 提高学生液压支架操作、维护及故障排除的技能。
3. 培养学生查阅相关技术资料、提炼关键信息的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱煤矿生产事业,关注液压支架技术的发展。
2. 增强学生的安全意识,认识到正确使用和维护液压支架的重要性。
3. 培养学生团结协作、积极探索的学习态度,激发学生学习液压支架技术的兴趣。
课程性质:本课程属于专业技术课程,以理论与实践相结合的方式进行教学。
学生特点:学生具备一定的物理知识和动手能力,但对液压支架的了解有限。
教学要求:结合学生特点,采用启发式、案例式教学,注重实践操作,提高学生的实际应用能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学过程中进行有效评估和调整。
二、教学内容1. 液压支架概述:介绍液压支架的定义、分类、发展历程及其在煤矿生产中的应用。
教材章节:第一章 液压支架概述2. 液压支架结构及工作原理:详细讲解zy3200液压支架的各部件结构、功能及工作原理。
教材章节:第二章 液压支架结构及工作原理3. 液压支架技术参数:学习液压支架的主要技术参数,如工作阻力、行程、泵站压力等。
教材章节:第三章 液压支架技术参数4. 液压支架的选择与使用:分析不同工作条件下液压支架的选择方法,讲解正确使用液压支架的操作步骤。
教材章节:第四章 液压支架的选择与使用5. 液压支架的维护保养与故障排除:介绍液压支架的日常维护保养方法,分析常见故障及其排除方法。
教材章节:第五章 液压支架的维护保养与故障排除6. 液压支架新技术与发展趋势:了解当前液压支架技术的发展动态,展望未来发展趋势。
支撑掩护式液压支架的设计开题报告本科毕业设计(论文)开题报告题目名称支撑掩护式液压支架的设计姓名专业班级学号一、选题的目的和意义采煤综合机械化,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。
支撑掩护式液压支架是日本在引进英国垛式支架和苏联掩护式支架的基础上,结合我国特点于1968年首先研制成功的。
它保留了垛式支架支撑力大,切顶性能好,工作空间宽敞的优点,采用双排立柱支撑顶梁(或顶梁于掩护梁)的结构;同时吸收了掩护式支架防护性能好,结构稳定的长处,采用坚固的掩护梁以及侧护板将支架于老塘完全隔开,并用双纽线连杆机构联结掩护梁和支架底座。
与垛式支架和掩护式支架相比它具有不可比拟的优点:1(支架支撑力大,切顶性能好,工作空间宽敞;2(支架稳定性、防护性好;3(在保证强度的条件下,结构更简单,尺寸更紧凑;4(具有良好的整体性能,安全可靠;二、国内外研究综述我国目前液压支架与发达国家的差距:1.生成能力上的差距我国目前大部分支架的可靠性与国外差距比较大。
进口支架工作面开机率达到90%以上,日产达到了30000t,年产达到10Mt,支架大修周期为产煤15Mt以上。
而我国目前综采工作面开机率平均为50%左右。
支架大修周期为产煤量在4,5Mt左右。
2.支护性能参数的差距发达国家在设计指导思想方面大多主张大马拉小车,支架的工作阻力与支护强度普遍较大。
工作阻力一般都在7000KN以上,最高达到10000KN,而我国目前支架的工作阻力与国外相比普遍偏低,平均在4000,5000KN,相差30%左右。
另外,国外支架中心距普遍采用1.75m,个别达到2m,我国支架中心距绝大多数为1.5m。
3. 结构件材料的差距目前国外σs,700,800MPa的钢材以广泛应用,而我国普遍使用的是σs,450MPa以下的钢板,相差30%,40%。
液压支架结构件焊接工艺及工装设计开题报告文献综述(包括调研资料的准备和收集)对于材料焊接性能的研究,源丁二次世界大战。
国外在这方面研究较早,产生了不少的理论。
但是由于焊接涉及到的影响因素很多,因而更多的是进行实验研究,然后佐以理论分析。
就液压支架而言,国外如美国、南非、澳大利亚、德国等国家为节约昂贵的劳动力费用,增加产量,提高生产效率和降低生产成本,广泛采用高技术、高性能和高度自动化的设备。
为了便于自动控制和提高设备运转的可靠性,他们要求支架的结构和动作功能尽可能的简单,因而大量采用整体顶梁的高支撑阻力的两柱掩护式支架,以保证回采工.作面的快速推进。
为了保证支架在工作过程中结构的强度绝对可靠,他们不惜制造成本,要求设计的支架额定工作阻力高出实际所需工作阻力的一倍左右,因而大量地采用高强度钢板。
在朱诗顺对液压支架的钢材强度的屈服极限达到700Mpa~1000Mpa。
为我国支架常用低合金高强度钢板强度的2~3.6倍。
就德国而言,过去设计支架常用的材料为ST52-3;邹茉莲对于特殊条件下以及出口美国的支架采用高强度钢板,如STE690或STE880。
易见其材料较国内上了一个台阶。
澳大利亚作为世界主要产煤国之一,近年来随着煤炭开采深度的不断加大,长壁工作面数及其原煤产量在不断增加。
长壁开采原煤总产量由1995年的5 434.2万t增至2000年的8220.07万t:长壁面数由1995年29个增加至2000年的34个。
相应的其工作面装机功率也越来越大,设备重型化趋势明显。
其液压支架设计阻力在采深70~300m的情况下达到8600~10 400kN,采煤机、刮板输送机装机功率分别在881kW和3×400kW以上。
赵宏珠在《论中美两国液压支架的使用效果》中提到,由于工作面设备配套能力大,设备可靠性高,保证了长壁工作面的高产高效。
在焊接研究方面,美国、前苏联、德国等国都进行得早,对于一些常用的钢材其都进行过详尽的研究,得出了具体的结论。
设计(论文)
题目
ZY3200/15/35型支架立柱、液压系统的设计
设计(论文)
类型(划“√”)工程设计应用研究开发研究基础研究其它√
一、本课题的研究目的和意义
通过本次毕业设计,培养学生综合运用液压传动、机械设计、工程理学等课程中所学理论知识的能力;强调设计的独创性和实用性,培养和提高设计者独立分析问题和解决实际问题的能力,为今后适应工作岗位和创造性地开展工作打下坚实基础。
采用综合机械化采煤方法是大幅度增加煤炭产量,提高经济效益的必由之路。
为了满足对煤炭日益增长的需要,必须大量生产综合机械化采煤设备,迅速增加综合机械化采煤工作面(简称综采工作面)。
而每个综采工作面平均需要安装150台液压支架,可见对液压支架的需要量时很大的。
由于不同采煤工作面的顶底板条件,煤层厚度、煤层倾角、煤层的物理机械性质等的不同,对液压支架的要求也不同,为了有效的支护和控制顶板,必须设计出不同类型和不同结构尺寸的液压支架。
因此,液压支架的设计工作是很重要的。
由于液压支架的类型很多,因此其设计工作量是很大的,由此可见,研制和开发新型液压支架是必不可少的一个环节。
在过去的半个多世纪中,煤矿井下开采支护设备的设计和使用发生了巨大变化。
其中,最引人瞩目的是世界范围内广泛采用液压支架作为长臂开采支护工程的主要设备。
从采煤设备的发展过程来看,采用液压支架管理顶板是当代采煤技术史上一次重要的变革,也是煤矿现代化的主要标志。
液压支架作为综合机械化采煤的关键设备之一,其重量约占综合采煤设备总重量的80%~90%,其费用约占综合采煤设备总费用的60%~70%。
因此,为了降低成本提高采煤的经济效益,世界各主要产煤大国都一直在积极地开展液压支架的研究。
二、本课题的主要研究内容(提纲)
1、液压支架主要参数的确定
2、四连杆机构的选择与设计
3、立柱参数的确定
4、立柱各结构件的强度核算
5、液压系统的设计
6、液压系统中各部件的选择与设计
三、文献综述(国内外研究情况及其发展)
国内液压支架技术现状:我国在1964年由太原分院和郑州煤机厂设计70型迈步式自移支架,从此开始了液压支架的国产化道路。
1984年,北京开采所、沈阳所、郑州煤机厂在沈阳蒲河矿进行我国第一套放顶煤液压支架的工业性试验,继而研制了多种低位、中位和高位放顶煤支架,成功地在缓倾斜厚煤层和急倾斜厚煤层水平分层工作面使用。
1990年后,国产液压支架得到了全面的发展,到1998年止,全国己建成88处高产高效矿井,其中14处矿单个工作面的单产达15.72万吨/月,原煤生产人员效率达9.16吨/工,综采机械化水平达49.32%,达到了世界先进水平。
30多年来在液压支架技术不断发展中,形成了以煤科总院专业研究所和骨干支架制造厂设计所为主的支架研究设计队伍,采用计算机CAD进行各种类型支架的设计,用有限元计算软件等进行计算,并普及计算机绘图。
我国制订的缓倾斜工作面顶板分类及其它研究成果为支架设计、选型和使用提供了有力的指导依据。
制造方面形成以原部属专业制造厂为主、机械工业部及船舶制造总公司等专业厂为辅的制造体系,以及以国家煤矿支护设备质量检测中心为骨干的检测队伍。
制定有关支架检测标准n项,建立了各项支架检测手段,造就了一支研究、制造和使用液压支架的庞大队伍;形成了研制液压支架的雄厚基础。
不仅能满足国内的需要,还向美国、俄罗斯、土耳其和印度等国家出口液压支架或成套综采设备。
国外液压支架现状:80年代以来,世界主要采煤国家一直围绕减面提产、减人提效、降低成本、实现矿井集中生产做努力,人们积极开发和应用新技术,致力于高性能、高可靠性的新一代液压支架的研制。
新型液压支架普遍具有微型电机或电磁铁驱动的电液控制阀,推移千斤顶装有位移传感器,采煤机装有红外
线传感装置,立柱缸径超过400mm。
为减少割煤时间,一般采用0.8~1m的截深。
支架还采用屈服强度800~1000MPa的钢板,既有较高的强度、硬度和韧性,又具有良好的冷焊性能。
随着长壁工作面长度的不断增加,为适应快速移架的需要,国外还广泛采用高压大流量乳化液泵站,其额定压力为40~50M Pa,额定流量400~500L/min,并实现工作面支架的单架程控或分组程控操作,其移架速度可达到6~8s/架。
澳大利亚也基本上采用一井一面的高度集中化生产,使用两柱掩护式支架,支架的平均工作阻力为7640kN。
如尤兰矿用电流控制的两柱掩护式支架,在1995年8月8日创下澳大利亚有史以来日产3.41万吨的最高记录,班产一直保持在5000~6000吨。
四、拟解决的关键问题
1、液压支架的选型;
2、液压支架立柱的设计
3、液压支架立柱结构件设计及强度计算
4、液压支架液压系统设计
5、液压支架设计说明书及主要部件图纸
五、研究思路和方法
首先根据设计题目明确设计任务,了解液压支架的工作原理原理、功能、工作环境以及国内外发展现状,理清设计思路和确定方向,拟定初步设计方案。
其次根据设计任务书给定参数和技术要求对支架整体结构设计、支架液压系统设计等要合理,满足生产要求,制造过程不易复杂,生产成本低廉,制造过程安全,便于广泛应用批量生产。
对于支架各部分的结构,要经过严格的设计、计算和校核。
要满足可靠性设计,使用周期长等要求。
在设计过程中要按照制定的工作流程,运用各种方法和多门学科知识。
在支架本体各部件设计时,拟定详细方案,认真分析其功能,明确个部分的结构。
通过本次设计把所学各学科充分融会贯通在一起,最终完成设计任务。
六、本课题的进度安排
1、第一周布置和明确设计任务,收集相关设计资料。
2、2~3周熟悉工作流程,完成方案设计。
3、4~5周完成开题报告。
4、6~11周对设计任务进行设计实现。
5、12~14周撰写和修改学位论文。
6、15周熟悉答辩流程,进行论文答辩。
七、参考文献
[1]张家鉴陈享文伊长德编著,《液压支架》,煤炭工业出版社。
1985年
[2]蒋国安郭福君罗大炎编著,《液压支架》,山东科学技术出版社。
1980年
[3]邢福康刘唐编著,《煤矿支护手册》,煤炭工业出版社。
1991年
[4]徐濪编著,《机械设计手册》,机械工业出版社。
1992年
[5]王国彪饶明杰编著,《液压支架优化设计与计算机模拟分析》,机械工业出
版社。
1994年
[6]雷天觉编著,《液压工程手册》,机械工业出版社。
1990年
[7]高秀华邓洪超等编著,《机械三维动态设计仿真技术》,化学工业出版社。
2003年3月
[8]王国法等编著,《液压支架技术》,煤炭工业出版社。
1999年
[9]煤炭部煤炭科学研究院编著,《综采设备配套图侧》。
1983年
[10]宋锦春等编著,《液压与气压传动》,科学出版社。
2006年
[11]Shi Yuanwei,Research on the Interaction Between Roof Strata and Shield
Suppons,16th Conference on Ground Control in Mining1997
[12]Wang Guofa,Resarch on oew-type high-efficiency low-posion caving powered
support and imppoving recovery,proceedings of the international mining rech'97,symposium shanghai/China.China coal industry publishing house, 1997
指导教师意见
指导教师(签名):
年月日系(所)意见
负责人(签章):
年月日。