中国矿业大学2013届本科生毕业设计

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目 录

前言 ....................................................................... 4

1 液压支架概述 ............................................................. 5

1.1国内外液压支架的发展现状 ............................................. 5

1.1.1我国液压支架的发展现状 ......................................... 5 1.1.2 国外液压支架的发展现状 ......................................... 6 1.2液压支架技术的发展趋势 ............................................... 6 1.3 液压支架的术语 ...................................................... 7 1.4 液压支架的组成 ...................................................... 9 1.5液压支架架型的分类 ................................................... 9

1.5.1支撑式支架 ..................................................... 9 1.5.2掩护式支架 .................................................... 10 1.5.3支撑掩护式支架 ................................................ 10 1.6液压支架的工作原理 .................................................. 11

1.6.1 升柱和降柱 .................................................... 11 1.6.2支架和输送机前移 .............................................. 11 1.7液压支架的支护方式 .................................................. 12 1.8液压支架工作状态及布置 .............................................. 12 1.9设计目的和要求 ...................................................... 13

1.9.1设计目的 ...................................................... 13 1.9.2设计要求 ...................................................... 14

2 工作面设备选型 .......................................................... 14 2.1工作面设备选型配套原则 ............................................. 14 2.2支架架型 ........................................................... 14 2.3采煤机选型 ......................................................... 15 2.4刮板输送机选型 ..................................................... 15 3 液压支架的结构设计 ...................................................... 15 3.1 液压支架基本尺寸的确定 ............................................. 15

3.1.1 支架的伸缩比 .................................................. 15 3.1.2 支架间距的确定 ................................................ 16 3.1.3支架宽度的确定 ................................................ 16 3.1.4梁端距的确定 .................................................. 16 3.1.5支架底座长度和宽度的确定 ...................................... 16

3.2 支架四连杆机构的确定 ............................................... 17

3.2.1 四连杆机构的作用 .............................................. 17 3.2.2 四连杆机构定位尺寸和极限参数的确定 ............................ 17 3.2.3 四连杆机构的设计 .............................................. 18

3.3 顶梁长度的确定 ..................................................... 22

3.3.1根据已知参数初步计算顶梁长度 .................................. 22 3.3.2配套尺寸对顶梁长度的影响 ...................................... 22 3.3.3支架工作方式对顶梁长度的影响 .................................. 23 3.3.4顶梁长度计算 .................................................. 24

4 液压支架主要部件选择设计 ................................................ 25

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4.1 支架主要部件的设计要求 ............................................. 25

4.2 顶梁的选择设计 ..................................................... 26

4.2.1 顶梁的作用 .................................................... 26 4.2.2顶梁的形式 .................................................... 26

4.3 侧护板的选择设计 ................................................... 27

4.3.1 主要作用 ...................................................... 27 4.3.2 侧护板的种类与选择 ............................................ 28 4.3.3 侧护板的结构型式 .............................................. 28

4.4 底座的选择设计 ..................................................... 30

4.4.1 底座的作用 .................................................... 30 4.4.2 底座的形式 .................................................... 31

4.5 掩护梁的选择设计 ................................................... 32 4.6 掩护梁侧护板的选择设计 ............................................. 33 4.7 连杆的选择设计 ..................................................... 33 4.8 推移机构的选择设计 ................................................. 34 4.9 提底座机构选择设计 ................................................. 36 5 立柱和千斤顶的设计 ...................................................... 37 5.1 立柱的设计 ......................................................... 37

5.1.1 立柱类型的选择及其结构 ........................................ 37 5.1.2 立柱上、下柱窝位置的确定 ...................................... 38 5.1.3 双伸缩立柱缸径的确定 .......................................... 41 5.1.4 泵站压力的确定 ................................................ 42 5.1.5 立柱初撑力的计算 .............................................. 43 5.1.6 立柱工作阻力的计算 ............................................ 43

5.2 平衡千斤顶的设计 ................................................... 43

5.2.1 平衡千斤顶参数的确定 .......................................... 44 5.2.2 平衡千斤顶位置的确定 .......................................... 46

5.3推移千斤顶尺寸确定 ................................................. 50 5.4 其他千斤顶 ......................................................... 51 6 液压支架的受力分析 ...................................................... 52 6.1 支架的工作状态分析 ................................................. 52 6.2 支架计算载荷的确定 ................................................. 52 6.3支架各部件的受力计算 ............................................... 53

6.3.1顶梁的受力分析与计算 .......................................... 53 6.3.2前后连杆的受力分析与计算 ...................................... 55

7 液压支架的强度计算 ...................................................... 57 7.1 强度条件 ........................................................... 57 7.2 顶梁强度校核 ....................................................... 58 7.3 底座强度校核 ....................................................... 61 7.4掩护梁强度校核 ..................................................... 63 7.5 销轴的强度校核 ..................................................... 66 7.6立柱强度校核 ....................................................... 67

7.6.1立柱的稳定性验算 .............................................. 67 7.6.2活塞杆的强度计算 .............................................. 69

7.7前后连杆强度校核 .................................................... 70

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8 液压支架主要技术参数的确定 .............................................. 70

8.1 支护面积 ........................................................... 70 8.2 底座接触比压 ........................................................ 71 8.3 液压支架主要技术参数一览表 .......................................... 73 参考文献 .................................................................. 74 翻译部分 .................................................................. 76

英文原文 ............................................................ 76 中文译文 ............................................................ 82

致 谢 .................................................................... 88