液压支架系统设计图讲解

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机械毕业设计(论文)-ZY2017液压支架设计【全套图纸】 .doc

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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。

液压支架液压系统设计

液压支架液压系统设计

液压支架液压系统设计1. 引言液压支架是一种常见的起重设备,采用液压系统作为动力来源,实现起重、下降和平衡等功能。

本文将介绍液压支架液压系统的设计。

2. 液压系统的工作原理液压支架液压系统由液压油箱、液压泵、液压缸、液压阀和控制系统等组成。

其工作原理如下:1.液压油箱:储存液压油,并通过滤油器保证液压油的清洁。

2.液压泵:将液压油从油箱中抽取出来,并提供所需的压力。

3.液压缸:接受由液压泵提供的液压力,产生线性位移或力。

4.液压阀:通过控制液压油的流通,实现液压系统的各种功能。

5.控制系统:根据需要,控制液压阀的开关,从而控制液压缸的运动。

3. 液压系统的设计要点在设计液压支架液压系统时,需要考虑以下几个要点:3.1. 压力需求液压系统根据使用场景的需要,确定所需的最大工作压力。

根据工作压力来选择液压泵和液压缸的类型和规格。

3.2. 流量需求根据液压系统所需的最大流量来确定液压泵的流量大小。

同时,也需要考虑液压管路的直径和长度,以保证流量传输的顺畅。

3.3. 控制方式液压支架液压系统可以采用手动控制或自动控制方式。

手动控制需要人工操作控制阀,而自动控制可以通过传感器和控制器实现。

3.4. 安全考虑在设计液压系统时,需要考虑安全因素,例如应采用双重液压回路设计,避免单点故障导致系统失效;选择具有过载保护功能的液压阀,以保护系统和操作人员的安全。

4. 液压系统的组成部分液压支架液压系统由以下几个组成部分构成:4.1. 液压油箱液压油箱用于储存液压油,具有适当的容量和良好的密封性能。

油箱上还需设置油面高度计和油温计等监测装置,方便操作人员了解液压系统的工作状态。

4.2. 液压泵液压泵负责将液压油从油箱中抽取出来,并提供所需的压力。

常见的液压泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等,选择时需考虑流量、压力和效率等因素。

4.3. 液压缸液压缸接受液压泵提供的液压力,产生线性位移或力。

液压缸的规格取决于所需的工作压力、位移和力大小。

液压支架四连杆机构设计及运动学分析

液压支架四连杆机构设计及运动学分析
液压支架四连杆机构设计及运动学 分析
01 引言
03 参考内容
目录
02 机构设计
引言
液压支架是煤矿井下综采工作面的重要设备之一,用于支撑顶板和护帮,以 保证作业安全。四连杆机构是液压支架的重要组成部分,对支架的支撑力和稳定 性有着重要影响。本次演示将介绍液压支架四连杆机构的设计及运动学分析,旨 在为优化支架性能提供理论支持。
在仿生机器人的研究领域中,四足仿生马机器人是一种非常经典的案例。四 足动物,尤其是马,具有非常优异的运动性能和适应能力,因此模仿其运动特征 的机器人具有广泛的应用前景。本次演示将介绍一种凸轮连杆组合机构驱动的四 足仿生马机器人的构型设计与运动学建模分析。
该仿生马机器人主要由凸轮连杆组合机构、驱动装置和四肢关节等组成。其 中,凸轮连杆组合机构是机器人的核心组成部分,其作用是模拟马腿部的运动特 征,包括马腿的伸展和收缩。驱动装置则是控制凸轮连杆组合机构运动的关键部 件,其作用是提供动力,使机器人可以自主运动。四肢关节则是连接凸轮连杆组 合机构和驱动装置的枢纽,其作用是传递运动和动力。
1、降低摩擦损失:减少活塞、连杆和曲轴之间的摩擦是提高内燃机效率的 重要途径。我们可以采用低摩擦材料和润滑技术来降低摩擦损失。
2、优化结构布局:通过改变活塞、连杆和曲轴的结构布局,可以改善力的 传递路径,提高机构的稳定性和效率。例如,可以改变活塞形状、连杆长度和曲 轴半径等参数来优化结构布局。
3、精确控制燃烧过程:燃烧过程是内燃机工作的核心过程之一。通过精确 控制燃烧过程,可以优化燃烧效率,减少废气排放。例如,可以通过精确控制燃 油喷射、点火时间和进气流量等参数来优化燃烧过程。
4、优化冷却系统:内燃机的冷却系统对于保证其正常运行和延长使用寿命 具有重要意义。通过优化冷却系统的设计,可以降低内燃机的温度,减少热损失, 提高效率。例如,可以通过优化散热器、冷却风扇和循环管道等部件的设计来优 化冷却系统。

煤矿井下液压支架监控系统设计

煤矿井下液压支架监控系统设计

煤矿井下液压支架监控系统设计液压支架是煤矿综采工作面的主要支护设备,对其工作参数进行实时监测可促进综采工作面的安全生产。

因此设计了一种基于STM32系列单片机和RS485总线的井下液压支架监测系统。

对安装在液压支架上的传感器信息进行采集并传递到数据采集分站,传感器数据在采集分站被初步处理后,通过RS485總线传送到中心主站进行进一步处理分析,并通过屏幕和键盘实现人机交互,能够实现对液压支架工作状态实时监测。

标签:液压支架;实时监测;STM32;RS4851 概述液压支架是煤矿综采工作面的主要支护设备,对其工作参数进行实时监测可促进综采工作面的安全生产[1]。

但是目前液压支架液压支架监控系统发展还不成熟,由于工作环境、技术条件等原因存在一定缺陷,如:监控系统布线困难,系统稳定性不高,监测数据丢失等[2-3]。

文章针对目前液压支架监控系统存在的缺点,设计了一种基于STM32系列单片机和RS485总线的煤矿井下液压支架监控系统。

2 系统功能文章设计的监控系统基于主从模式的思想,分为采集分站和主机2个层次,该液压支架监测系统的主要功能特点如下:(1)利用采集分站对相邻四组液压支架的支柱压力、倾角和支架位移等参数进行实时采集,并进行初步处理与显示;(2)基于RS485将数据实时传输给主机进行处理分析和保存;(3)该监测系统主机具有以太网接口,利用网络与井上控制中心的PC机进行数据传输;(4)主机通过防爆键盘和屏幕实现人机交互;(5)主机具有报警功能,可设置一定的阀值,当监测的参数不在阀值范围内时进行报警。

3 硬件设计本液压支架监控系统选用TI公司的STM32系列单片机作为主控制芯片,具有处理能力强、多种休眠模式、价格低廉等优点,能够满足煤矿井下中低成本、低功耗的要求。

屏幕选择采用串口屏,STM32单片机通过串口与屏幕进行通信,实现数据结果显示。

3.1 系统组成该液压支架监测系统包括采集分站和主机两部分,采集分站主要包括ADC 转换模块,RS485通讯模块;主机主要包括RS485通讯模块,屏幕接口,键盘接口,存储模块,网络接口及其他辅助电路,如图1所示。

液压支架系统设计图讲解

液压支架系统设计图讲解

浮动活塞式千斤顶
• 活塞腔进液时,活塞头与距离套滑动,当滑动至缸
口处时被导向套13限位。活塞杆腔进液时,活塞头 与距离套的滑动被半环3限位。半环3通过保持套2 和弹性挡圈1进行径向和轴向固定。 • 导向套13位于缸口部位的缸筒与活塞杆之间。导向 套与缸体通过卡环19连接。紧靠卡环放置的是防尘 O形圈20。导向套与缸壁通过0形密封圈15加挡圈16 密封,与活塞杆通过蕾形密封圈17加挡圈18密封。 为减少导向套与活塞杆间的磨损,导向套与活塞杆 间还装有导向环14。 • 缸盖位于缸口最外端,通过弹性挡圈21固定。缸盖 与活塞杆间装有防尘圈23。
3.浮动活塞式千斤顶
• 浮动活塞式千斤顶由缸体、活塞
杆、活塞头、导向套、连接件和 密封件等组成,如图2一17所示。
• 缸体11由缸底和缸筒两部分焊
• • • •
接而成。 缸筒的两端焊有2个管接头, 供装接输液软管用。 活塞杆12的一端有连接耳 活塞头9和距离套10可在活塞 杆上来回滑动。 活塞头与缸壁之间装有2片聚 甲醛活塞导向环8,在2片导向 环8之间装有鼓形密封圈7。 导向环和鼓形密封圈通过卡键 5与卡箍4固定在活塞头上。
图2—13
图2—13带机械加长杆的单伸缩立柱
• 导向套8是活柱往复运动时起导向作用的部件。
导向套与缸体间通过方钢丝挡圈9相连接,并 用o形密封圈11密封。导向套与活柱表面用蕾 形密封圈12密封,并用防尘圈14防止外部煤尘 进入立柱内。导向套上也焊有一个管接头,供 装接输液软管用。一些立柱的导向套上还装有 聚甲醛导向环,以减少导向套与柱体间的磨损。 • 不带机械加长杆的单伸缩立柱,其柱头直接焊 在柱管端部。 • 单作用立柱导向套上不设置密封元件。
柱塞式千斤顶
• 导向套8位于缸口部位的缸体与柱塞之间。

4.22液压支架的组成

4.22液压支架的组成

液压支架的组成
六、防滑防倒装置 液压支架在倾斜工作面使用过程中,由于支架自重在工作面倾斜方向上 的分力使支架下滑,而且当工作面倾角较大,顶底板不平整时,还会导致支 架受更大的侧向力而倾倒。所以,液压支架必须备有防滑防倒装置,如图147所示。 防滑防倒装置都是利用设在相邻支架上的防滑、防倒千斤顶在调架时产 生一定的推力,以防止支架下滑、倾倒,并进行架间调整。 在工作面下出口采用排头导向梁的方法防止支架下滑及倾倒。即导向梁 的一端与输送机连接,另一端用单体液压支柱固定,并撑住顶板,移架时前 架支架就能沿着排头导向梁前移而防止下滑。
液压支架的组成
五、推移装置 支架形式不同则移架和输送机的推移方式各不一样,但都是通过液压千 斤顶来实现的。移架与输送机的推移共用一个千斤顶,千斤顶的两端分别与 支架的底座和输送机连接,由操纵阀控制,以支架与输送机互为支点的推移 方式,完成移架和输送机的推移动作。 常用的推移装置分为无框架式和框架式,无框架式可采用差动式液压缸 和浮动活塞式液压缸,它们的结构都可实现移架力大于输送机的推移力的性 能要求。
图5 a-折线形;b-直线形 1-顶梁;2-掩护梁;3-支柱;4-前连杆;5-后连杆;6-底座;7-限位千斤顶
液压支架的组成
三、底座 底座是直接和底板相接触,传递顶板压力到底板的支架部件。底座除为 立柱、掩护梁提供连接点外,还要安设推移千斤顶等部件。因此,要求底座 应具有足够的强度和刚度,对底板起伏不平的适应性强,保证支架有较好的 稳定性和排矸能力。
支撑式支架的顶梁: ➢ 整体顶梁 ➢ 分段组合式顶梁
图3 整体顶梁
图4 分段组合式顶梁
液压支架的组成
掩护梁: ➢ 折线形 ➢ 直线形 折线形掩护梁的支架相对于直线形掩护梁的支架断面大,通常插腿型掩 护式支架的掩护梁多采用此种形式,以增大通风面积。但折线形掩护梁的工 艺性差,当支架歪斜时,架间密封性较差。而直线形掩护梁制造工艺简单, 除插腿掩护式支架以外的其他掩护式支架和支撑掩护式支架多采用直线形掩 护梁。

液压支架结构

液压支架结构

电液控制系统所需要的所有液压元件。
四、支架的主要结构
——支架采 用整体顶梁 带伸缩梁和 三级护帮结 构,底座采用 全开档底座, 推杆采用长 框架倒装千 斤顶型式.
(一)主要结构
1、护帮板
——简单的焊接的整 体刚性结构 ——和护帮千斤顶铰接, 由护帮千斤顶来支承来自 煤壁的压力。煤壁片帮严 重时,可以在采煤机通过 后,临时将伸缩梁伸出, 使护帮板提前护帮,防止 片帮。
二、端头支架
端头:工 作面和回 风巷、运 输巷的结 合部。即 巷道与工 作面交叉 口。
(一)端头支架的作用:
①维护工作面端头的顶板.保证足够的工作空间。 ②可以自身前移,并推移刮板输送机的机头、机尾及 转载机机尾。 ③ 保证刮板输送机与巷道转载机的正常搭接关系。
④锚固刮板输送机,防止刮板输送机和工作面支架下滑。
筋板、若干 条横筋及上 、下盖板等 组件焊成箱 形结构。
●双向活
动侧护板
4、顶掩梁侧护板
主要功能:防护相邻架间漏矸漏煤及调架的作用。
★注意:利用侧护板和调斜装置来及时校正支架的
位置,以避免支架下滑和倾斜。要防止支架进入邻 架顶梁下方,造成损坏。
5、前后连杆
●分体单连杆
形式.
●后连杆有双
侧固定侧护板.
2.94MPa
支架质量
67500kg
三、结构特点
(1)液压支架配备一个整体底座(刚性分体),底 座的两个相互连接的座箱被底座中间的过桥分开。 (2)掩护梁是一个整体钢结构件,通过四连杆与
底座相连。
(3)支架立柱的支撑载荷通过顶梁传送到顶板,
顶梁通过销轴和一个平衡千斤顶与掩护梁连接,所
有顶梁都配备有护帮板。 (4)程序化的计算方法保证了最佳的支架阻力和 支架垂直高度的调整范围。

毕业设计(论文)-支撑掩护式液压支架设计(全套图纸)

毕业设计(论文)-支撑掩护式液压支架设计(全套图纸)

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。

液压支架常见故障、结构图

液压支架常见故障、结构图
2、操作时液流声大且立柱千斤顶动作慢
1、钢球与阀座密封不好,内部串液;
2、阀座上O形圈损坏;
3、钢球与阀座处被脏物卡住。
1、阀柱端面不平与阀垫密封不严,进液通回液;
2、阀垫、中阀套处O形圈损坏。
1、更换上井检修;
2、上井更换O形圈;
3、多动作几次无效,则更换清洗。
1、更换上井,拆换阀柱;
2、更换上井拆换。
2、及时补充乳化液、处理漏液。
1、使泵通气、经通气孔注满乳化液;
2、更换吸液阀或清洗吸液管;
3、拧紧密封;
4、更换距离套;
5、拧紧螺丝或换密封。
1、更换活塞填料;
2、拧紧接头,更换管子;
3、重调安全阀。
1、密封吸液管、配液管、接口;
2、补充乳化液;
3、重调安全阀。
1、拧紧接头、更换坏管;
2、更换安全阀;
附录一液压系统常见故障、原因及排除方法
部位
故障现象
可能原因
排除方法





1、泵不能运行
2、泵不输液无流量
3、达不到所需工作压力
4、液压系统有噪音
5、工作面无液流
6、乳化液中出现杂质
1、电气系统故障;
2、乳化液箱中乳化液流量不足。
1、泵内有空气、没放掉;
2、吸液阀损坏或堵塞;
3、柱塞密封漏液;
4、吸入空气;
3、更换上井,拆换密封件。
1、更换,严禁重物撞击;
2、更换,操作时不要猛推重压;
3、更换。
1、清洗;
2、更换压块;
3、手把摆角足够。
液控单向阀
1、不能闭锁液路
2、闭锁腔不能回液,立柱千斤顶不回缩

矿用液压支架的设计(有cad图)

矿用液压支架的设计(有cad图)

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m5.2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AbstractThe article mainly elaborated the general shield type hydraulic pressure support design process. The design content includes: Chooses, the system design, the main spare part design, the main spare part examination and the hydraulic system design.Because this coal bed thickness is moderate, selects the shield type hydraulic pressure support. Coal bed thickness is situated between between the 2.5~3.8 rice, coal bed thickness change bigger, selects adjusts the high scope big also the anti- horizontal thrust is strong also the belt protects helps the equipment the shield type support. The support uses the four link motion gear, improves the support stress condition. The top-beam, caving shield, the foundation makes the packed in a box body structure; The column uses the double expansion and contraction function hydraulic cylinder, increases the power stroke to satisfy the support to adjust the high scope the need. Passes the hoisting jack to use the portal frame construction, reduces pushes slides the strength and increases moves a strength. In order to enhance moves a speed, guarantees is prompt to the roof support, uses the mushroom valve hydraulic system.Key word:The hydraulic pressure support , hydraulic pressure , four-link mechanism , mining coal, support shaping push forwards the conveyer, advancing the powered support.目录1 概述 (1)1.1 液压支架的组成和分类 (1)1.1.1液压支架的组成 (1)1.1.2液压支架的分类 (2)1.2液压支架的工作原理 (2)1.3 液压支架的支护方式 (5)1.4支架选型的基本参数 (6)1.4.1 对液压支架的基本要求 (6)2 液压支架的总体设计........................................... 72.1 液压支架的选型......................................... 72.2 液压支架参数的确定..................................... 92.2.1 支护强度和工作阻力................................ 92.2.2 初撑力............................................ 92.2.3 移架力与推溜力................................... 102.2.4 支架调高范围..................................... 102.2.5 中心距和宽度的确定............................... 112.2.6 底座宽度......................................... 112.3 采煤机、液压支架和输送机的配套........................ 122.3.1 采煤机、液压支架和输送机的配套................... 122.3.2 其他附属设备的配套............................... 122.4 四连杆机构设计........................................ 132.4.1 四连杆机构的作用................................ 132.4.2 用优选设计法设计四连杆机构....................... 142.5 顶梁长度的确定........................................ 192.6立柱及柱窝位置的确定................................... 202.7平衡千斤顶位置的确定................................... 242.7.1 平衡千斤顶安装位置的确定原则..................... 242.7.2 平衡千斤顶在顶梁上位置的确定..................... 252.8其它千斤顶技术参数的确定............................... 272.8.1 推移千斤顶技术参数............................... 272.8.2 侧推千斤顶技术参数............................... 272.8.3 前梁千斤顶技术参数............................... 272.8.4 护帮板千斤顶的技术参数........................... 283 液压支架受力分析和计算...................................... 293.1 受力分析计算.......................................... 293.2 支护强度计算.......................................... 303.3 底座比压的计算........................................ 304 液压支架的主要部件的设计.................................... 324.1 前梁.................................................. 324.2 主顶梁................................................ 324.3 掩护梁................................................ 334.4 前、后连杆............................................ 344.5 底座.................................................. 354.6 立柱.................................................. 364.7 千斤顶................................................ 374.7.1 推移千斤顶....................................... 375 主要零、部件的强度校核...................................... 395.1校核的基本要求..................................... 395.2前梁强度校核........................................... 405.2.1 前梁受力情况..................................... 405.2.2 前梁强度计算..................................... 415.3 主顶梁强度校核........................................ 435.3.1 主顶梁受力情况................................... 435.3.2 主顶梁强度计算................................... 445.4 掩护梁强度校核........................................ 465.4.1 掩护梁受力情况................................... 465.4.2 掩护梁强度计算................................... 465.5 底座强度校核......................................... 485.5.1 底座受力情况..................................... 485.5.2 底座强度校核..................................... 495.6 立柱强度的校核........................................ 505.6.1 立柱稳定性校核................................... 506 液压系统.................................................... 536.1 液压支架的液压系统的简介.............................. 536.1.1 液压支架传动系统的基本要求....................... 536.1.2 液压支架的液压传动特点........................... 53致谢........................................................ 55参考文献...................................................... 561 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。

大采高大工作阻力液压支架液压系统的设计优化

大采高大工作阻力液压支架液压系统的设计优化

大采高大工作阻力液压支架液压系统的设计优化摘要:大采高大工作阻力液压支架液压控制系统设计的好坏直接关系到工作面能否正常有序的进行生产,完成预定的生产指标。

通过对液压系统的合理设计优化,缩短了单台及成组支架完成一个动作循环的时间,使各动作顺序更合理,操做方面更方便。

关键词:大采高、大工作阻力、液压系统中图分类号:td 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)23-374-010引言大采高大工作阻力大截深工作面液压支架,由于立柱缸径大、推移油缸缸径大行程长、液压油缸多、多级护帮需要联动等,这就要求支架即能快速动作能跟上采煤机牵引速度又要求支架液压系统能安全准确的完成各种指令动作,故对大采高大工作阻力液压支架液压系统的设计优化尤为重要。

以zy18000/32/70d支架液压系统设计为例对大采高大工作阻力大截深工作面液压支架系统进行设计优化。

1工作面主进主回系统布置zy18000/32/70d液压支架为两柱掩护式电控液压支架,支架工作阻力18000kn,最大支护高度为7米,护帮为三级护帮机构,立柱为φ500mm缸径、平衡φ280mm,推移φ230mm。

经计算要适应工作面小时单产量以及采煤机牵引速度,每台支架完成一个动作循环时间不能大于8.2s,六台支架同时动作循环时间13.74s同时需要提供乳化液流量3000l/min;为满足工作面对流量的要求,工作面主进主回管路采用三供三回环形供液系统。

工作面乳化液泵站出来三路高压出路和三路回路,三路高压出路经高压反冲洗过滤站净化后连接至工作面;排头采用双供双回路连接到架内,架前通过一路供回路连接到工作面排尾支架到架内,形成一个完整的三供三回环形供液系统,布置图如图1所示图1工作面主进主回系统布置图2支架内部液压系统的设计(1)立柱供回液系统设计由于立柱缸径大,需要大流量快速供回液才可以满足支架在短时间内的动作要求,故对立柱进行供液采用一个立柱快速供液阀,立柱下腔供液直接通过快速供液阀快速供液流量大速度快。

液压支架设计课件

液压支架设计课件
(5)稳定性好。由于水包油型乳化液中有一定 成分的乳化剂、偶合剂和抗泡剂,使其不易 产生气泡,并有良好的化学稳定性。
液压支架设计
(三)液压支架用水包油型乳化液的特性
(6)对密封材料的适应性好。水包油型乳 化液对常用的丁腈橡胶密封材料有良好 的适应性,不会使密封材料产生过分收 缩和膨胀。造成密封失效。
液压支架设计
4)络合剂 络合剂可在乳化油中与钙、镁 等金属离子形成稳定常数大的 水溶性络合物,提高乳化液的 抗硬水能力。
液压支架设计
(二) 水
配制乳化液所用水的质量十分重要,它 不但直接影响到乳化液的稳定性,防锈 性、防霉性和起泡性,也关系到泵站和 液压支架各类过滤器的效率和使用寿命。
我国根据矿井水质的具体条件,参照国 内外使用液压支架的经验和当前国内乳 化油的研究和生产情况,对配制乳化液 的用水质量有如下要求:
三、乳化液泵的工作原理
➢ 乳化液泵一般为卧式三柱塞往复泵,它是将曲轴 的转动经过连杆一滑块机构变为柱塞的往复直线 运动。乳化液泵的工作原理如图6—3所示。
液压支架设计
➢ 当电动机带动曲轴1按图示箭头方向旋转时,曲轴就带动连杆 2运动,连杆带动滑块3沿滑槽4做往复直线运动,从而带 动 柱塞5做往复直线运动。
液压支架设计
二、乳化液泵站的结构特点
➢ (2)传动部分与工作部分必须隔开,结 构部分用专用的润滑油,工作部分使 用乳化液。
➢ (3)为满足液压支架的需要,乳化液泵 站要有很高供液压力,而且要有很大 的流量。
➢ (4)泵站要配置1台容量很大的乳化液箱, 由于液压支架管路的泄漏,还必须不 断地 补充乳化液液压。支架设计
(7)对人身体无害,无刺激性,对环境污 染小,冷却性好。
液压支架设计

液压支架的整体结构设计

液压支架的整体结构设计

液压支架的整体结构设计液压支架是一种基于液压原理和结构设计的支撑装置,常用于各种机械设备的支撑、举升、定位和固定等工作。

液压支架的整体结构设计涉及到液压系统、支撑结构、控制系统和安全保护等方面。

一、液压系统设计液压系统是液压支架的核心部分,包括液压缸、液压泵、液压管路和油箱等组成。

液压缸是液压支架实现运动的主要执行部件,液压泵是提供液压能源的核心部件。

液压管路需要合理布局,以确保液体流动的畅通和系统的动作迅速可靠。

油箱起到储存液压油和冷却液的作用,应选择合适的容量和结构。

二、支撑结构设计支撑结构是液压支架的主要承力部件,其设计应充分考虑工作负载、行程需求、稳定性和合理布局等方面。

常用的液压支架支撑结构有四柱式、六柱式和单柱式等。

四柱式支撑结构适用于较小的工作负载和行程要求,六柱式支撑结构适用于较大的工作负载和行程要求,单柱式支撑结构适用于较高的精度要求。

三、控制系统设计控制系统是液压支架实现运动控制的关键,其设计应考虑运动的平稳性、速度调节性、位置定位性和自动化程度等方面。

常用的液压支架控制系统有手动控制、脚踏控制和数控控制等。

手动控制适用于简单的操作需求,脚踏控制适用于较复杂的操作需求,数控控制适用于自动化生产线和高精度加工等需求。

四、安全保护设计安全保护是液压支架设计中至关重要的一环,其设计应考虑人身安全和设备安全两方面。

人身安全方面,液压支架应设有紧急停止装置、安全防护罩和警示标识等。

设备安全方面,液压支架应设有过载保护装置、液压管路泄漏检测装置和温度保护装置等。

在液压支架的整体结构设计中,还需要考虑外形尺寸、制造工艺、使用寿命和维护保养等方面的因素。

外形尺寸应根据实际使用需求进行选择,制造工艺应符合相关标准和规范,使用寿命应满足设备的需求,维护保养应方便、简单和及时。

总的来说,液压支架的整体结构设计应综合考虑液压系统、支撑结构、控制系统和安全保护等方面的因素,以确保液压支架的性能、稳定性和可靠性,满足不同场合的使用需求。

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1.单伸缩立柱
• 单伸缩立柱有单作用和双作用之分。单作用
立柱采用液压升柱、自重降柱的工作方式。 由于其降柱不采用液压,故对其活塞杆表面 的精度和粗糙度等要求较低,加工成本低; 但是靠自重降柱速度慢,并且整架支架各个 立柱降柱不同步,影响工作面快速推进,所 以目前应用较少。双作用立柱靠液压力实现 升柱和降柱,提高了立柱工作的可靠性,也 为支架的遥控和自动控制提供了可能性,因 此目前应用较多。
(二)千斤顶
• 种类:按其结构的不同有柱塞式和活塞式千斤
顶,活塞式千斤顶可分为固定活塞式和浮动活 塞式; • 按其进液方式的不同,可分为内进液式和外进 液式千斤顶; • 按其在支架中用途的不同,又可分为推移千斤 顶、前梁千斤顶、护帮千斤顶、侧推千斤顶、 平衡千斤顶、限位千斤顶、防倒千斤顶、防滑 千斤顶等。 • 随着支架的功能越来越多,千斤顶的种类也越 来越多。
双伸缩立柱
• 活柱12装入二级缸内,可在二级缸内上
下运动。活柱是液压缸的主要传力部件, 由柱体和活塞头两部分组成。柱体表面 镀有与二级缸筒表面相同的镀层。球头 部位有进液口,可安装管接头。该进液 口通过活柱体中心与二级缸内的环形腔 相通。活塞头结构与二级缸活塞头相同。

双伸缩立柱
• 导向套14为外导向套,通过方钢丝挡圈
2.双伸缩立柱
• 双伸缩立柱由一级缸(或称大缸、外
缸)、二级缸(或称中缸、小缸)、活 柱、导向套、连接件、密封件等组 成,如图2—14所示。
图2—14
双伸缩ห้องสมุดไป่ตู้柱
• 一级缸的形状、结构及所处位置均与前面所述
的单伸缩立柱的缸体相同。 • 二级缸13可在一级缸内上下运动,是液压缸中的 主要传力部件。二级缸由缸筒和活塞头焊接而 成。缸筒外表面为镀锡青铜(或乳白铬)和镀硬 铬的双层复合镀层,以减少磨损和锈蚀。活塞 头为卡键式结构(见单伸缩立柱活塞头),其内 部装有一底阀(底阀的结构见液压控制元件)。
1.柱塞式千斤顶
• 柱塞式千斤顶主要由缸体、柱
塞、导向套、连接件和密封件组 成,如图2一15所示。
图2一15
柱塞式千斤顶

缸体1由缸底和缸筒焊接而成。缸底端有连接耳座,缸筒的 一端为缸口。柱塞为圆柱体,装入缸体内,其端部外径与 缸体内径为动配合,配合部位安有聚甲醛导向环2,以防止 由于柱塞的频繁动作而。引起磨损。由于千斤顶采用内进 液方式,因而在柱塞中心开有一纵向长孔作为进液通道。 通道上另有一横向孔,通往柱塞与缸体间的环形腔。由于 柱塞与缸体间只安有导向环,并无密封件,所以缸体与柱 塞端部形成的柱塞腔与环形腔是连通的。进液时,压力液 进入环形腔的同时也进入柱塞腔,但是由于环形腔远小于 柱塞腔的横截面面积,故不影响柱塞伸出。其伸出作用力 为柱塞杆面积与供液压力的乘积。当柱塞在外力作用下收 回时,柱塞腔的液体在从输液口排出的同时,也进入环形 腔,以减小柱塞收回时的阻力。在柱塞的伸出端还有用于 连接的环形槽口。
单伸缩立柱组成
• 单伸缩立柱主要由缸体、活柱、
加长杆(不带机械加长杆的单伸 缩立柱则没有加长杆)、导向套、 密封件和连接件组成。
图2—13带机械加长杆的单伸缩立柱
• 该立柱缸体1位于立柱的最外层,一端为缸口,另二端
为焊有凸球面的缸底。缸底端焊有与活塞腔相通的管接 头,供装接输液软管用。缸底凸球面在组装支架时与底 座柱窝接触。活柱7通过销轴15、保持套16、半环17与 带有柱头的加长杆18连接在一起装入缸体中,并可相对 缸体上下运动,成为液压缸中传递力的重要组件。活塞 上装有鼓形密封圈5,以实现活塞和活塞杆两腔双向密 封。为保护密封圈,在其两侧装有聚甲醛导向环6,以 减少活塞与缸壁的磨损,提高滑动性能。下部导向环6 靠支承环4支承。两个半环形卡键2将整个密封组件连接 在活塞头上,通过有开口的卡箍3箍住卡键,以防其脱 落。

双伸缩立柱
• 导向套20与二级缸缸口通过卡环26连接。
为防止卡环锈住影响拆卸,在其外侧装 有防尘0形圈27。导向套与二级缸通过O 形密封圈18加挡圈19密封。导向套与活 柱间通过蕾形密封圈23加挡圈24密封。 导向套外端为缸盖29.缸盖通过弹性挡 圈30限位,其作用是防止卡环26自动脱 落。缸盖与活柱之间安有防尘圈3l。
柱塞式千斤顶
• 导向套8位于缸口部位的缸体与柱塞之间。
导向套与缸体间的密封采用O形密封圈4 和聚四氟乙烯挡圈5,与柱塞间的密封采 用蕾形密封圈6和聚甲醛挡圈7。导向套 与缸体通过卡环9连接。卡环外侧还装有 防尘、防锈的O形防尘圈。缸口最外端 为缸盖,缸盖由弹性挡圈11轴向固定, 其作用是防止卡环9自动脱落。
15与一级缸缸体连接。导向套与一级缸 间用O形密封圈16加聚四氟乙烯挡圈17 密封,与二级缸缸筒间用蕾形密封圈21 加挡圈22密封,并装有导向环25和防尘 圈28.聚甲醛导向环25可防止二级缸缸筒 受力膨胀时与导向套“抱住”。导向套 上还焊有供装接输液软管的接头。该接 头上的进液口与二级缸和外缸间的环形 腔相通。
第三节液压元件
一、执行元件
• 执行元件包括立柱和各种千斤顶,
负责完成液压支架各个动作。执行 元件结构和性能的好坏直接影响到 液压支架的工作性能和使用寿命, 所以,执行元件是液压支架的关键 部件。
(一)立柱
• 立柱是液压支架的主要执行元件,用于
承受顶板载荷、调节支护高度。国产液 压支架中,立柱根据结构的不同大致可 分为:单伸缩立柱和双伸缩立柱两种。 单伸缩立柱有不带机械加长杆和带机械 加长杆两种型式。当要求支架调高范围 较大时,可选用带机械加长杆的单伸缩 立柱,也可选用双伸缩立柱。单伸缩立 柱结构简单。成本低,但不如双伸缩立 柱使用方便。
图2—13
图2—13带机械加长杆的单伸缩立柱
• 导向套8是活柱往复运动时起导向作用的部件。
导向套与缸体间通过方钢丝挡圈9相连接,并 用o形密封圈11密封。导向套与活柱表面用蕾 形密封圈12密封,并用防尘圈14防止外部煤尘 进入立柱内。导向套上也焊有一个管接头,供 装接输液软管用。一些立柱的导向套上还装有 聚甲醛导向环,以减少导向套与柱体间的磨损。 • 不带机械加长杆的单伸缩立柱,其柱头直接焊 在柱管端部。 • 单作用立柱导向套上不设置密封元件。
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