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掩护式液压支架设计

论文编号:JX282 所有图纸,任务书,外文翻译。论文字数:34238.页数:85

掩护式液压支架设计.png 掩护式液压支架设计装配图.png

摘要

本课题的研究内容是掩护式液压支架的总体设计。
液压支架作为回采工作面的一种支护设备，液压支架在工作过程中能否取得良好的支护效果，取决于支架的架型，结构和相关参数。首先，通过几何做图法进行四连杆机构优化设计来确定支架的四连杆机构各杆系的长度；然后，通过三维软件3DMAX来进行实体建模，并进行了动画仿真和简单的有限元分析；其次，以力学模型为依据，分析了液压支架的顶梁、掩护梁上载荷的作用机理，得到了较为合理的支架载荷的计算公式；再次，结合本次设计的支架，从平面和空间两方面对支架主要结构件进行受力分析；最后对支架主要结构件、连接销轴、连接耳板进行强度效核。
在完成本设计的过程中，利用理论分析的同时，也采用了许多实际经验，做到理论与实践相结合。

关键词：掩护式支架；四连杆；优化设计；力学特征；强度。

ABSTRACT

The paper mainly foused on the problem which is design out a type of shield support.
The hydraulic support described is a part of the mining industry equipment in the mine, used for protection of working environment in the gallery. It works well or bad at work basing on its support mode, frame and some parameters. In the first step, the optimal values of some parameters of the leading four-bar mechanism are determined by using geometric sketch. Secondly, the model is founded with the three-dimensional software,3DMAX, and also do the Simulink, SimMechanics and simple analysis. Then on the base of mechanic model of support-surrounding, the mechanism and loads on the support is decided. The next work, with the condition of the design, the main mechanics of hydraulic support is analyzed and calculated by plane and spatial model. Finally, the under frame, top beam cave shield, wrists and hydraulic column are analyzed by calculation. And draw out all the process drawings.
During the course of doing the paper, author not only analyses something theoretical, but also adopted a lot of actual experiences. Combining theory and practice. Therefore, the paper possesses theory and practical value, so it measures up the requiring of the nation to the undergraduate.

Key words: shield hydraulic support; four-bar links; optimal design; mechanics

characteristics; strength.
目录

1序论…………………………………………………………………1
1.1液压支架的用途…………………………………………………1
1.2液压支架的工作原理……………………………………………1
1.3液压支架的设计目的、要求和基本参数　……………………2
    1.3.1设计目的…………………………………………………2
    1.3.2 对液压支架的基本要求…………………………………3
    1.3.3 设计支架必需的基本参数………………………………3
1.4液压支架的分类…………………………………………………3
1. 5 液压支架的主要结构件及其用途……………………………4
    1.5.1顶梁………………………………………………………4
1.5.2底座………………………………………………………4
1.5.3掩护梁……………………………………………………4
1.5.4活动侧护板………………………………………………5
1.5.5连杆………………………………………………………5
1. 6液压支架的液压系统……………………………………………5
1.6.1液压支架传动系统的基本要求 ………………………5
1.6.2液压支架的液压传动特点 ……………………………5
1.7液压支架的选型 …………………………………………………6
1.8液压支架的设计动向 ……………………………………………7
2液压支架的结构设计………………………………………………7
2.1 液压支架的主要尺寸的确定 ……………………………………… 7
2.1.1支架高度和伸缩比………………………………………7
2.1.2支架间距…………………………………………………8
2.1.3底座长度…………………………………………………8
2.1.4顶梁长度的确定…………………………………………8
2.1.5立柱布置 ………………………………………………10
2.1.6通风断面的计算 ………………………………………10
2.2各部件结构选择…………………………………………………11
2.2.1顶梁 ……………………………………………………11
2.2.2底座 ……………………………………………………13
2.2.3立柱 ……………………………………………………14
2.2.4推移千斤顶 ……………………………………………15
2.2.5平衡千斤顶 ……………………………………………16
2.2.5侧推千斤顶 ……………………………………………16
2.3液压支架基本技术参数的确定…………………………………16
2.3.1支护面积 ………………………………………………16
2.3.2掩护梁与后连杆……………………………………17
2.3.3确定立柱的技术参数 …………………………………17
2.3.4立柱的初撑力与泵站的额定工作压力 ………………18
2.3.5安全阀压力和立柱工作阻力的确定 …………………18
2.3.6推移千斤顶 ……………………………………………18
2.3.7平衡千斤顶 ……………………………………………19
3液压支架的受力分析……………………………………………21
3.1概述 …………………………………………………………22
3.1.1液压支架工作状态 ……………………………………22
3.1.2计算载荷的确定 ………………………………………22
3.2液压支架的受力分析…………………………………………23
3.3顶梁载荷分布…………………………………………………28
3.4支护强度计算…………………………………………………29
3.5底座接触比压计算……………………………………………30
3.6支护效率………………………………………………………34
3.7支架受力的影响因素…………………………………………34
4液压支架的强度条件……………………………………………36
4.1强度条件………………………………………………………36
4.2液压支架的强度校核…………………………………………37
4.2.1顶梁强度校核 …………………………………………37
4.2.2底座强度校核 …………………………………………43
4.2.3 顶梁上平衡千斤顶耳板的强度校核 …………………47
4.2.4 掩护梁的强度校核 ……………………………………48
4.2.5 平衡千斤的强度校核 …………………………………53
4.2.6 立柱强度校核   ………………………………………54
4.2.7 前连杆强度校核及对应销轴 …………………………61
4.2.8 后连杆强度校核及对应销轴 …………………………63
5 液压支架的液压系统 …………………………………………64
5.1立柱和千斤顶…………………………………………………65
5.2支架液压阀……………………………………………………66
5.2.1液控单向阀………………………………………………66
5.2.2安全阀……………………………………………………66
5.2.3操纵阀……………………………………………………67
5.3液压支架液压原理图…………………………………………67
5.4液压支架的控制方式…………………………………………67
5.4.1手动控制…………………………………………………67
5.4.2自动控制…………………………………………………68
5.5液压系统安装、调试、保养…………………………………68
5.5.1安装………………………………………………………68
5.5.2调试………………………………………………………74
5.5.3保养………………………………………………………75
结论…………………………………………………………………76
参考文献……………………………………………………………77
翻译部分
英文原文………………………………………………………78
中文译文………………………………………………………82
致谢…………………………………………………………………86

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