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煤矿液压支架工作原理
煤矿液压支架是煤矿井下用于支撑煤壁和顶板的重要设备之一。
它利用液压系统的工作原理，通过控制油液的流动来实现支架的伸缩和固定。
在工作原理上，煤矿液压支架主要包括两个重要部分：行走机构和支撑机构。
行走机构是煤矿液压支架的基础部分，由控制阀、液压缸、油泵和电动机等组成。
当电动机启动后，通过液压缸的活塞杆伸缩来实现支架的行走和定位，使其能够自由地在井下移动和调整位置。
支撑机构是煤矿液压支架的主要组成部分，通过液压系统的工作原理来实现支架的伸缩和固定。
液压支架上设有许多个液压缸，每个液压缸内都充入液压油。
当需要支架伸长时，通过打开液压缸上的控制阀，使液压油进入液压缸，并推动活塞向外伸长，从而实现支架的伸长；相反，当需要支架缩短时，通过关闭控制阀，使液压缸内的油液返回油箱，从而实现支架的缩短。
通过控制液压系统中的油液流动，可以实现支架的快速、准确的伸缩，以适应煤壁和顶板的变化。
另外，煤矿液压支架在工作过程中还需要考虑安全因素。
例如，通过设置安全阀来保护液压系统的安全，当系统中油液的压力超过设定值时，安全阀会自动打开，以释放过压的油液，保护液压系统的安全运行。
总的来说，煤矿液压支架通过利用液压系统的工作原理，通过控制油液的流动来实现支架的伸缩和固定，保证煤矿井下工作环境的安全和高效。
第五章综采的有关规定及其配套设备的安全使用第一节综合机械化采煤的有关规定及要求一、对综采工作面巷道布置的要求综合机械化采煤，由于机械设备数量多，容量大，吨位重，工作面推进速度快、产量高，因此，在采区巷道的布置方面应满足以下特殊要求：(1)保证采煤工作面的连续推进速度。
由于综采工作面的产量高，矿井安排的生产工作面个数较少，要求提高工作面生产的可靠性和连续性，以保证矿井产量的持续稳定。
因此，在采煤工作面布置上应尽量加大工作面连续推进的长度，避免频繁搬家。
可以采取加大采区走向长度，采取跨越采区上山回采，改分采区式开拓为分阶段连续开拓方式等措施，提高生产潜力。
(2)回采巷道应具有较好的工作条件。
由于综采附属设备较多、体积大，巷道中还要铺设带式输送机，因而要求巷道要宽，断面一般为下顺槽断面12㎡，上顺槽断面为1O㎡，同时在回采中应保持巷道的稳定性，减少维修工作量。
可以采用留煤柱护巷或沿空送巷、沿空留巷等无煤柱开采技术。
(3)保持工作面长度基本稳定。
在生产过程中，工作面支架的增加或减少，在安装、拆卸及运输上都受到一定限制，因而要求工作面长度尽量保持稳定。
为此，需保持工作面上下顺槽平行，可以采取顺槽挂中线平行掘进来解决。
(4)有利于开拓准备和采掘平衡。
由于工作面推进速度快，需要及时准备出新的工作面，为此，除提高掘进速度外，还需在巷道布置及开采程序等方面给工作面准备创造有利条件。
二、综采工作面正规循环作业标准综采工作面在规定时间内，保质、保量、安全地完成作业规程中循环图表所规定的全部工序和工作量，并周而复始地完成规定的循环次数，就是正规循环作业。
实现正规循环作业的标准有：(1)有一个科学的切实可行的作业规程和循环图表，完成规定的正规循环率。
(2)完成作业规程中规定的产量、进度、效率、煤质、主要材料消耗、工作面煤炭回收率等指标。
(3)工作面工程质量合格，机电设备完好率不低于规定标准，事故率不超过规定标准。
(4)安全生产，杜绝重伤、死亡和重大事故。
矿用液压支架工作原理
矿用液压支架是煤炭开采过程中常用的设备，用于支撑煤矿的顶板和保障矿工的安全。
其工作原理如下：
1. 液压系统：矿用液压支架内设有液压系统，包括一个液压油箱、液压泵、液压阀和液压缸等组件。
液压泵通过供油来给液压系统提供动力。
2. 液压缸：液压支架内的液压缸是关键的执行部件。
常见的液压支架通常由数个液压缸组成，液压缸内有活塞活动。
在液压系统的控制下，液压缸可以实现伸缩和锁定功能。
3. 支撑工作：在采煤过程中，液压支架首先被放置在需要支撑的位置，然后通过控制液压泵和阀门，使液压缸活塞伸缩。
液压缸的伸缩过程可以根据需要进行调整，以适应不同的矿井条件。
4. 锁定功能：当液压支架达到所需的支撑高度后，液压缸会被锁定，保持支撑状态。
通过液压阀控制液压缸的液压油流，确保液压支架在设计高度下的稳定性和可靠性。
总之，矿用液压支架工作原理是通过液压系统控制液压缸的伸缩和锁定功能，以支撑煤矿的顶板，并确保矿工的安全。
这种工作原理使得液压支架具有结构紧凑、调节方便、支撑稳定的特点。
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)4.3掩护梁 (44)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。
液压支架的种类很多，但其基本功能是相同的。
液压支架按其结构特点和与围岩的作用关系—“般分为三大类，即支撑式、掩护式(图1-2)和支撑掩护式(图1-3) 根据支架各部件的功能和作用，其组成可分为4个部分：(1) 承载结构件，如顶梁、掩护梁、底座、连杆、尾梁等。
其主要功能是承受和传递顶板和垮落岩石的载荷。
(2) 液压油缸，包括立柱和各类千斤顶。
其主要功能是实现支架的各种动作，产生液压动力。
(3)控制元部件，包括液压系统操纵阀、单向阀、安全阀等各类阀，以及管路、液压、电控元件等。
其主要功能是操作控制支架各液压油缸动作及保证所需的工作特性。
图1-2 掩护式液压支架结构图1-3 支撑掩护式液压支架结构(4) 辅助装置，如推移装置、护帮(或挑梁)装置、伸缩梁(或插板)装置、活动侧护板、防倒防滑装置、连接件等。
这些装置是为实现支架的某些动作或功能所必需的装置。
1.1.2液压支架的分类及特点按液压支架在采煤工作面的安置位置来划分，有端头液压支架和中间液压支架。
端头液压支架简称端头支架，专门安装在每个采煤工作面的两端。
中间液压支架是安装在除工作面端头以外的采煤工作面所有位置的支架。
中间液压支架按其结构形式来划分，可分为三种基本类型，即：支撑式、掩护式和支撑掩护式。
1 支撑式支架支撑式支架是出现最早的一种架型，按其结构和动作方式的不同，支撑式支架又分为垛式支架（图1-4 a）和节式支架（图1-4 b）两种结构型式。
垛式支架每架为一整体，与输送机连接并互为支点整体前移。
节式支架由2个框节组成，移架时，各节之间互为支点交替前移，输送机用于支架相3~连的推移千斤顶推移。
节式支架由于稳定性差，现已基本淘汰。
支撑式支架的结构特点是：顶梁较长，其长度多在m4根，~4左右；立柱多，一般是6且垂直支撑；支架后部设复位装置和挡矸装置。
以平衡水平推力和防止矸石窜入支架的工作空间内。
支撑式支架的支护性能是：支撑力大，且作用点在支架中后部，故切顶性能好；对顶板重复支撑的次数多，容易把本来完整的顶板压碎；抗水平载荷的能力差，稳定性差；护矸能力差，矸石易窜入工作空间；支架的的工作空间和通风断面大。
由上可知，支撑式支架适用于直接顶稳定、老顶有明显或强烈周期来压，且水平力小的条件。
此种支架在现阶段的综采工作面的生产时都已基本不再采用。
2 掩护式支架（如图1-2）其主要由前梁、主梁、掩护梁和侧护板、底座、前后连杆、前梁千斤顶、推移千斤顶、操纵阀等组成。
(a) (b)图1-4支撑式支架结构形式a—垛式支架b—节式支架它的结构特点是：有一个较宽的掩护梁以挡住采空区矸石进入作业空间，其掩护梁的上端与顶梁铰接，下端通过前后连杆与底座连接。
底座、前后连杆和掩护梁形成四连杆机构，以保持稳定的梁端距和承受水平推力。
立柱的支撑力间接作用与顶梁或直接作用与顶梁上。
掩护式支架的立柱较少，除少数掩护式支架1根立柱外，一般都是一排2根立柱。
这种支架的立柱都为倾斜布置，以增加支架的调高范围，支架的两侧有活动侧护板，可以把架间密封。
通常顶梁较短，一般为3.0mm左右。
掩护式支架的支护性能是：支撑力较小，切顶性能差，但由于顶梁短，支撑力集中在靠近煤壁的顶板上，所以支护强度较大、且均匀，掩护性好，能承受较大的水平推力，对顶板反复支撑的次数少，能带压移架。
但由于顶梁短，立柱倾斜布置，故作业空间和通风断面小。
由上可知，掩护式支架适用于顶板不稳定或中等稳定、老顶周期来压不明显、瓦斯含量少的破碎顶板条件。
3 支撑掩护式支架（如图1-3）其主要由防片帮千斤顶、前梁、顶梁、掩护梁、底座、推移千斤顶、立柱等组成。
支撑掩护式支架是在吸收了支撑式和掩护式两种支架优点的基础上发展起来的一种支架。
因此，它兼有支撑式和掩护式支架的结构特点和性能，可适应各种顶底板条件。
此种支架的优点是：支撑力大，切顶性能强，防护性能好，通风断面大，稳定性好，应用范围广。
它的缺点是：结构复杂，成本较高。
支撑掩护式支架的立柱均为两排，立柱可前倾或后倾。
也可倒八字形布置和交叉布置。
通常，两排立柱都是直接支撑在顶梁上，个别情况下，也有后排立柱支撑在掩护梁上而前排立柱支撑在顶梁上。
4 特种液压支架特种液压支架是为了满足某些特殊的要求而发展起来的液压支架，在结构形式上仍属于以上某种液压支架。
包括放顶煤支架等。
1.2液压支架的工作原理液压支架在工作过程中必须具备升、降、推、移四个基本动作，这些动作是利用泵站供给的高压乳化液通过工作性质不同的几个液压缸来实现完成的。
如图1-5示1. 升柱当需要支架上升支护顶板时。
高压乳化液进入立柱的活塞腔，另一腔回液，推动活塞上升，使与活塞杆相连接的顶梁接触顶板。
2. 降柱当需要降柱时，高压液进入立柱的活塞杆腔，另一腔回液，迫使活塞杆下降，于是顶梁脱离顶板。
图1-5 液压支架工作原理1-顶梁 2-立柱 3-底座 4-推移千斤顶 5-安全阀 6-液控单向阀 7、8-操纵阀 9-输送机 10-乳化液泵 11-主供液管 12-主回液管3. 支架和输送机前移支架和运输机的前移，都是由底座上的推移千斤顶来完成的。
当需要支架前移时，先降柱卸载，然后高压液进入推移千斤顶的活塞杆腔，另一腔回液，以输送机为支点，缸体前移，把整个支架拉向煤壁；当需要推运输机时，支架支撑顶板后，高压液进入推移千斤顶的活塞腔，另一腔回液，以支架为支点，是活塞杆伸出，把运输机推向煤壁。
支架的支撑力与时间曲线，称为支架的工作特性曲线，如图1-6所示： 支架立柱工作时，其支撑力随时间的变化过程可分为三个阶段0t -初撑阶段； 1t -增阻阶段； 2t -恒阻阶段；1P -初撑力；2P -工作阻力（1）初撑阶段支架在升柱时，高压液进入立柱下腔，立柱升起使顶梁接触顶板，立柱下腔压力增加，当增加到泵站工作压力时，泵站自动卸载，支架的夜控单向阀关闭，立柱下腔压力达到初撑力，此阶段为初撑阶段0t ，此时支架对顶板的支撑力为初撑力。
支撑式支架的初撑力为32104⨯=n P D P b c πKN (1.1)图1-6 支架的工作特性曲线式中D--支架立柱的缸径，m；P--泵站的工作压力，MPa；bn--支架立柱的数量。
由上式可知，支架初撑力的大小取决于泵站的工作压力，立柱缸径和立柱的数量。
合理的初撑力是防止直接顶过早的因下沉而离层、减缓顶板下沉速度、增加其稳定性和保证安全生产的关键。
一般采用提高泵站工作压力的办法来提高初撑力，以免立柱的缸径过大。
（2）承载增阻阶段支架初撑后，随顶板下沉，立柱下腔压力增加，直到增加到支架的安全阀调正压力，立柱下腔压力达到工作阻力。
此阶段为增阻阶段t。
1（3）恒阻阶段随着顶板压力继续增加，使立柱下腔压力超过支架的安全阀压力调正值时，安全阀打开而溢流，立柱下缩，使顶板压力减小，立柱下腔压力降低，当低于安全阀压力调整之后，安全阀停止溢流，这样在安全阀调整压力的限t。
此时支架对顶制下，压力曲线随时间呈波浪形变化，此阶段为恒阻阶段2板的支撑力称为工作阻力，它是由支架安全阀的调定压力决定的。
支撑式支架的工作组力为32104⨯=n P D P a πKN (1.2)式中 a P --支架安全阀的调定压力 MPa ；支架的工作阻力标志着支架的最大承载能力。
对于掩护式和支撑掩护式支架，其初撑力和工作阻力的计算还要考虑到立柱倾角的影响因素。
支架的工作阻力是支架的一个重要参数，它表示支架支撑力的大小。
但是，由于支架的顶梁长短和间距大小不同，所以并不能完全反映支架对顶板的支撑能力。
因此，常用单位支护面积顶板上所受支架工作阻力值的大小，即支护强度来表示支架的支护性能。
即310-⨯=F P q M P a (1.3) 式中 F —支架的支护面积，2m 。
1.3、液压支架的支护方式综采工作面的主要生产工序有采煤、移架和推溜。
3个工序的不同组合顺序，可形成液压支架的3种支护方式，从而决定工作面“三机”的不同配套关系。
1 即时支护—般循环方式为：割煤一移架一推溜，工作面“三机”的配套关系。
即时支护的特点是，顶板暴露时间短，梁端距较小。
适用于各种顶板条件，是目前应用最广泛的支护方式。
2 滞后支护一般循环方式为：割煤一推溜一移架。
滞后支护的特点是，支护滞后时间较长，梁端距大，支架顶梁较短。
可用于稳定、完整的顶板。
3 复合支护—般循环方式为：割煤一支架伸出伸缩梁一推溜一收伸缩梁一移架。
