毕业设计--关于支撑掩护式低位放顶煤液压支架设计

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1、 i 前前 言言 我国幅员辽阔，人口众多，能源消耗总量大。同时我国又是一个以 煤炭为主要能源的国家，煤炭在能源生产和消费中的比例一直在70%以 上，而且这种格局短期内不会根本改变；据有关专家预测，到2050年， 煤炭在能源中的比例仍占50%以上。而我国主要产煤地区主要集中在中 东部地区，且这些地区煤田开发和开采主要有两个问题，一是煤层开深 度越来越深，该区大部分矿井开采深度在500-1000m，有的矿井开采深 度已经超过1000m。二是所谓“三高“，即高水压、高地温、高地压问题 日趋严重。 而与此同时我国为了保护了人民的生命财产安全、提高煤 炭资源利用率进一步保护生态环境正在努力推动能源改革，

2、 对于煤炭重 大举措就是资源整合，建立更加安全、集约、高效大型煤炭集团。 所有这些都为机械化、自动化采煤工艺注入了活力，但要实现这些 就需要大量高科技采煤设备，比如所谓的机械化采煤工作面的“三机” 1 液压支架 2 采煤机 3 刮板机。 而在这些设备之中成本最高的就是液 压支架。又加上我所学的专业，以及学校的优势专业和参加工作单位的 性质， 使我决定选择支撑掩护式放顶煤液压支架设计作为本次毕业设计 课题。 本次设计是关于支撑掩护式低位放顶煤液压支架设计， 在本次设计 中将大学四年所学习的材料力学，理论力学，机械加工工艺学，画法几 何及机械制图等知识进行了一次综合的运用， 使我对支架设计做了一次

3、 全面系统的了解。本设计做的主要工作：1、基本参数的确定；2、四连 杆机构的选择与设计；3、部分支架结构件的；4、液压系统的选择与设 计；5、自动化电液控制的选择与设计；等等。 在毕业设计过程中河南理工大学张海教授和我们的企业河南金马 重型机械有限责任公司的同仁给予了我很大的帮助， 为我能够圆满的完 成设计任务奠定了良好的基础。由于理论水平，实践经验所限，本设计 ii 难免有错误和考虑不足之处， 敬请各位导师以及阅读者提出宝贵的意见 和建议。 1 1 1 绪绪 论论 1.11.1 液压支架发展历史液压支架发展历史 从历史来看，大约在四五十年前回采工作面还是采用木支柱。随着 刨煤机、钻削式和滚筒

4、式采煤机等快速采煤机的使用,木支柱既不能对 顶板提供足够大的阻力， 其支设和回收也难满足连续采煤的要求。 于是， 刚性木支柱被可压缩性摩擦和液压支柱所代替， 并以支柱加铰接顶梁的 结构形式支护回采工作面。在此基础上，英国“道梯”公司在1954年， 研制出垛式支架。它主要由安装在矩形整体底座上的立柱和顶梁组成； 1958年法国试验成功了节式支架。 1961年前苏联研制出了OMKT型掩护式 液压支架，该支架能有效防止开采过程中矸石渗入工作面；60年代末和 70年代初，为了保持顶梁端点相对于煤壁作近似的直线运动，欧洲国家 在OMKT型掩护式支架的基础上作了许多改进， 相继出现了长顶梁、 二柱、 四柱以及多柱四连杆机构的液压支架；并且，为适应底板不平，底座采 用分离铰接式结构；对于松软底板，为减小底板比压，采用接触面积较 大的底座；进入70和80年代，液压支架又有了新的发展。顶梁不仅实现 了“立即前移支护”， 而且整个支架安装了电液控制系统实现微机控制 与操作，并于1981年研制出采高为6m的大采高支架及放顶煤支架；80 年代至今，为提高生产率和降低生产成本，液压支架在液压性能和自动