煤矿用液压支架工作原理课件

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m

4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。