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放顶煤液压支架设计

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软件简介

 我国 煤炭储量十分丰富,1979年世界能源会议估计我国煤炭资源为15000亿吨,其中煤层厚度大于3.5米的厚煤层占40%左右。从采煤工艺看,我国1972年开始装备综合机械化采煤,至1990年已经达到29.8%。当时对厚度在3.5-5米的煤层多采用一次采全高工艺,特别是大采高支架,平均单产可超过3万吨,最高超过6万吨,最高月产142211吨。然而,对于厚度大于5米的特厚煤层的开采,存在着产量低、效率低、劳动强度大、安全差等问题,尽管分层开采技术较为成熟,但其成本高、工序多,影响效率。
引言 2
1绪论 3
1.1液压支架发展历史 3
1.2 放顶煤开采工艺及放顶煤液压支架 4
1.3 采煤工作面液压支架设计要求和设计必要的基本参数 8
1.3.1 采煤工作面对液压支架的设计要求 8
1.3.2 液压支架设计的基本参数 8
1.4 本文做的主要工作 9
2 液压支架整体结构设计 9
2.1 支架主要尺寸的确定 9
2.1.1 支架的高度和支架的伸缩比 9
2.1.2支架间距和宽度的确定 10
2.2 支架四连杆机构的确定 11
2.2.1 四连杆机构的作用 11
2.2.2 四连杆机构设计的要求 11
2.3 四连杆机构的设计 13
2.4 顶梁长度的确定 22
2.4.1支架工作方式对顶梁长度的影响 22
2.4.2顶梁长度计算 22
3 放顶煤液压支架主要结构设计 24
3.1 支架主要部件的设计要求 24
3.2 顶梁的设计 25
3.3 底座的设计 26
3.4 掩护梁和连杆的设计 26
3.5 放煤口及放煤机构的设计 26
3.6 液压系统的设计 28
3.6.1 液压系统的特点 28
3.6.2 支架的工作机构 29
3.6.3 控制系统 29
3.7 液压支架的主要技术参数 30
3.7.1 支护面积 30
3.7.2 支护强度和支护效率 30
3.7.3 ZFS5000/32/47放顶煤液压支架性能参数一览表 31
4 立柱结构设计和强度计算 34
4.1 单伸缩立柱缸径和工作阻力的确定 34
4.1.1 单伸缩立柱缸径的确定 34
4.1.2 泵站压力的确定 35
4.1.3 立柱初撑力的计算 35
4.1.4 立柱工作阻力的计算 35
4.1.5立柱缸体壁厚的计算 35
4.2 立柱强度验算 36
4.2.1 立柱缸体强度验算 36
4.2.2 立柱活塞杆强度验算 37
5 液压支架受力分析 41
5.1 概述 41
5.1.1 支架工作状态 41
5.1.2 计算载荷的确定 41
5.2 支架受力分析与计算 42
5.2.1 主顶梁的受力分析与计算 42
5.2.2 掩护梁的受力分析与计算 44
5.2.3 底座的受力分析与计算 45
5.3 顶梁的载荷分布 47
5.4 底座接触比压 48
6 液压支架强度计算 50
6.1 强度条件 50
6.2 顶梁强度校核 51
6.3 掩护梁强度校核 55
6.4 底座强度校核 59
6.5 前连杆强度校核 62
结论 66
致 谢 67
参 考 文 献 68
采煤工作面对液压支架的设计要求
为了满足长壁工作面的生产要求对液压支架提出了以下要求:
1.能有效的控制顶板。具体有这些要求:能适应顶板下沉、来压及冒落的特性;能防支架前方与上方冒顶;不应出现陷底而影响性能与移架。
2.保证安全的工作空间。具体要求如下:有宽敞的工作空间;能很好的防矸、排矸;能良好的通风、照明、通讯、防尘、防火。
3.应该适应煤层地址条件变化。要求支架有足够的调高范围;适应不平顶底板、台阶和断层等条件;适应煤层倾角变化。
4.能够保证正常的生产循环。也就是说应保证正常移架、推溜;能与采煤、运输等工艺准确配合;运输,安装,搬家方便;还得便于维修。
5.最后对于投资者来说,应该保证初期投资低、维修费用低。
1.3.2 液压支架设计的基本参数
1.顶板条件
根据老顶1级和直接顶的分类2。
根据最大4500和最小采高3500,确定支架的最大和最小高度,以及支架的支护强度。
3.瓦斯等级
根据瓦斯等级--瓦斯涌出量大,按保安规程规定,验算通风断面。
4.底板岩性及小时涌水量
根据底板岩性和小时涌水量验算底板比压。
5.工作面煤壁条件
根据工作面煤壁条件,决定是否用护帮装置。
6.煤层倾角
根据煤层倾角--急斜特厚煤层,决定是否选用防倒防滑装置。
7.井筒罐笼尺寸
根据井筒罐笼尺寸,考虑支架的运输外形尺寸。
8.配套尺寸
根据配套尺寸及支护方式来计算顶梁长度。
1.4 本文做的主要工作
毕业设计名称:放顶煤液压支架设计
参数如下:
(1)要求工作阻力500t。
(2)最大采高4.5m,最小采高3.5m。
(3)急斜特厚煤层, 瓦斯涌出量大.
本次设计主要工作如下:四连杆机构的设计、各个结构件的结构设计、各结构件的受力分析及强度校核、液压立柱的设计及支架液压电液控制系统统原理设计。

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