原創(chuàng)】液壓與氣壓傳動(dòng)_畢業(yè)論文設(shè)計(jì)(20201002123630

1、JIUJIANG UNIVERSITY畢業(yè)設(shè)計(jì)題目液壓畢業(yè)設(shè)計(jì)英文題目Hydraulic graduatia n desig n院系機(jī)械與材料工程學(xué)院專業(yè)機(jī)電一體化姓名崔海濤年級(jí)2011 （機(jī)材 B1121）指導(dǎo)教師_張為二零一三年十二月ZY32001434掩護(hù)式液壓支架的設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)冀中集團(tuán)梧桐莊 礦22313工作面的煤層、圍巖情況及其配套設(shè)備進(jìn)行選型設(shè)計(jì)的一種實(shí) 用液壓支架。通過(guò)介紹整個(gè)礦井的地質(zhì)條件及工作面的實(shí)際情況，結(jié)合支架的發(fā) 展情況及分類，對(duì)液壓支架進(jìn)行了選型，并確定其基本技術(shù)參數(shù)。根據(jù) 結(jié)構(gòu)部件在整個(gè)液壓支架中承載情況及作用，詳細(xì)對(duì)支架的頂梁、四連 桿機(jī)構(gòu)、側(cè)護(hù)板、底座、立柱

2、、各種千斤頂?shù)炔考M(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確 定了其整體結(jié)構(gòu)尺寸。重點(diǎn)對(duì)立柱做了結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)說(shuō)明，并根據(jù)其 承載的工作阻力對(duì)立柱的穩(wěn)定性，活塞桿和缸體的強(qiáng)度進(jìn)行了校驗(yàn)。介紹了該支架液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)，詳細(xì)說(shuō)明了立柱、各種千斤頂系統(tǒng) 的基本控制回路及它們的工作原理，并對(duì)泵站液壓元件、液壓管路進(jìn)行 了選型?！娟P(guān)鍵詞】掩護(hù)式液壓支架；結(jié)構(gòu)部件；液壓系統(tǒng)II.AbstractThe desig n Z32001434 cover-powered support is mai nly for Xi ng tai Mi ning Group, Xing tai 22313 face of the coal mine

3、, and its surro unding equipme nt selecti on is for the desig n of a practical of the en tire mine geological con diti ons and the real situati on face comb ined with the development of supports and classification of the and establish the basic tech ni cal parameters.Accordi ng to the structural com

4、p onents in the and beari ng in the role of detail on top of the support beams, four-bar lin kage, the side of the shield, base, post, and a variety of jack, and other parts of the structure desig n, and determ ine the over all structure of its size. Focus on doing a colu mn structure, tech ni cal p

5、arameters that on the basis of carry ing on the work of the resista nee to the stability of the colu mn, cyli nder pisto n rod and the inten sity of the check.This paper introduces the characteristics of the support the basic con trol loop of a variety of jack system and their work ing prin ciple, a

6、ndselects the components and滾筒中心距mm11196發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)207.4發(fā)動(dòng)機(jī)電壓1140冷卻方式水冷運(yùn)輸機(jī)技術(shù)特征機(jī)型中雙鏈適應(yīng)傾角V 15 運(yùn)輸能力tm900鏈速ms1.0出廠長(zhǎng)度(m)200鏈條中心距mm100刮板中心距mm9201.7液壓支架基本參數(shù)的確定一、支護(hù)強(qiáng)度和工作阻力頂板所需的支護(hù)強(qiáng)度取決于頂板的等級(jí)和煤層厚度，由22313工作 面老頂級(jí)別和采高為3米時(shí)可確定該支架支護(hù)強(qiáng)度，Q=1.3*35=45.5TM綜合考慮掩護(hù)式液壓支架的支撐效率可以確定支架的工作阻力為 3200KN。二、初撐力初撐力大小對(duì)支架的支護(hù)性能和成本都有很大影響，較大的初撐力 能較

7、大的初撐力能使支架較快的達(dá)到工作阻力，減慢頂板的早期下沉速 度，增加頂板的穩(wěn)定性，但對(duì)乳化液泵站和液壓元件的耐壓要求也將提 高，一般取初撐力為(0.6 0.8 )倍的工作阻力，本支架初撐力確定為 2600KN。三、移架力和推溜力移架力與支架的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、煤層厚度、頂板性質(zhì)有關(guān)，一般中厚 煤層液壓支架移架力為150 300KN,我們利用活塞式推移千斤頂移架 力可達(dá)359KN，推 溜力為271.5KN。四、支架高度考慮到頂板有偽頂冒落，或可能局部冒落，支架的最大高度應(yīng)是煤 層最大開采高度再加200 300mm最小高度應(yīng)為煤層最小開采高度減 去頂板周期來(lái)壓時(shí)的最大下沉量，移架時(shí)支架的下降量和頂梁架上

8、、底 座下的浮矸厚度等之和，本支架最大高度確定為3400mm,最小高度確定為 1400mm。五、支架間距支架間距要根據(jù)支架型式來(lái)確定，但由于每架支架的推移千斤頂都 與工作面輸送機(jī)的一節(jié)溜槽相連，因此目前主要根據(jù)輸送機(jī)溜槽每節(jié)長(zhǎng) 度及槽幫上千斤頂連接塊的位置來(lái)確定，我國(guó)刮板輸送機(jī)溜槽每節(jié)長(zhǎng)度 為1.5m，千斤頂連接塊位置在溜槽中長(zhǎng)的中間，所以，支架間距一般 為 1.5m。1.8配套設(shè)備與要求一、乳化液泵站：壓力 P=31.4Mpa 流量 Q 751min二、采煤機(jī)：采用國(guó)產(chǎn)MG-350W型雙滾筒采煤機(jī)，要求采高1.8-3.0m 截深 600mm,窄底托架（加高）。三、工作面運(yùn)輸機(jī)：采用國(guó)產(chǎn)SGB

9、-764400雙鏈刮板輸送機(jī)，支架與運(yùn)輸機(jī)直接相連， 因此要求溜槽連接部位能承受30t的拉力，生產(chǎn)能力為400t ）;在液壓 系統(tǒng)中采用粘度低，容量大的液體乳化液作為工作介質(zhì)；液壓缸，操縱 閥，其它調(diào)節(jié)和控制裝置等總的數(shù)量大；很長(zhǎng)的液壓管路（200-300m 缸性管，500-3000m 高壓軟管）；泵和液壓缸傳動(dòng)系統(tǒng)的換算彈性模數(shù) 較低；所有支架在結(jié)構(gòu)上都有著相同的液壓缸、液壓裝置以及他們之間 都有相同的聯(lián)接方式即相同的液壓系統(tǒng)，為了保證系統(tǒng)具有較高的容積 效率實(shí)現(xiàn)無(wú)故障作業(yè)及工作人員的安全，液壓系統(tǒng)的元件和部件要有好 的密封性和可靠性。液壓支架是以單節(jié)支架為單元的，工作面支架和端頭支架的液壓

10、系 統(tǒng)成為液壓支架的基本組成部分?？梢园驯谜荆行目刂婆_(tái)和支架的液 壓管路等部分作為支架的公用液壓系統(tǒng)，其中每個(gè)部分都具有其獨(dú)立的 功能，可以單獨(dú)控制。二、液壓系統(tǒng)的組成部分該支架液壓系統(tǒng)由泵站、工作機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)和管路四大部分組成：泵站：由高壓柱塞泵，電機(jī)，油箱等組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)：由立柱，各種千斤頂組成?？刂茩C(jī)構(gòu)：由控制閥組，雙向鎖、單向鎖、操縱閥組等組成。管路: 包括各種高壓軟管，各類直通、三通、四通、彎頭、U形卡等。三、液壓系統(tǒng)的主要特點(diǎn)1、鄰架控制，管理簡(jiǎn)單，操作安全，維護(hù)方便。2、采用統(tǒng)一的高壓供液系統(tǒng)，工作壓力為31.4MP，大大提高了支 架的初撐力，有利于管理頂板，同時(shí)縮小了千斤頂

11、的缸徑，結(jié)構(gòu)緊湊并 有利于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還減輕了重量。3、為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)，推移千斤頂不設(shè)單向閥。但為了避免移架時(shí)輸 送機(jī)被往回拉，移架時(shí)可將鄰架操縱閥手把板到推溜位置。4、管路聯(lián)接均采用快速接頭結(jié)構(gòu)，規(guī)格有32、25、19、13、10五種。5、工作液為3%MDT乳化油和97%中硬以下水的乳化液。5.2液壓支架的基本控制回路一、立柱的基本控制回路系統(tǒng)液壓支架的升降是依靠立柱來(lái)實(shí)現(xiàn)的，支架的立柱分別由兩片 操縱閥分別控制，為單柱控制回路。如圖所示。該回路中設(shè)一個(gè)液控單 向閥、一個(gè)安全閥，一個(gè)操縱閥，用以控制與操作立柱的升、降動(dòng)作， 并保證立柱的閉鎖限壓特性。12將操縱閥置于上閥位（升架位置），由乳化液泵

12、站來(lái)的高壓液經(jīng)操 縱閥和液控單向閥進(jìn)入立柱下腔，立柱上腔回液，支架升起接頂，操縱 閥移到中間位，液控單向閥關(guān)閉，立柱下腔液體被封閉，隨著頂板的下 沉，立柱下腔內(nèi)的液體壓力逐漸升高，當(dāng)升至安全閥的調(diào)定壓力時(shí)，安 全閥開啟溢流，使立柱下腔內(nèi)液體壓力保持定值，從而支架對(duì)頂板的支 撐力不變。當(dāng)采煤機(jī)截煤過(guò)后，欲將支架移到新的位置，需將操縱閥置于下閥 位（降架位置），高壓液進(jìn)入立柱上腔，同時(shí)，打開液控單向閥。立柱 下腔與回液管連通，支架下降。二、千斤頂?shù)幕究刂苹芈废到y(tǒng)1、平衡千斤頂平衡千斤頂?shù)幕究刂苹芈窞殡p向鎖緊限壓回路。如圖所示。它由一片操縱閥控制兩個(gè)平衡千斤頂，每個(gè)千斤頂回路中設(shè)兩個(gè)液 控單向閥

13、，分別控制千斤頂?shù)那昂髢汕?，因兩腔油路都有可能成為承載 腔，它推頂梁或拉頂梁，使頂梁停留在需要的位置以調(diào)節(jié)支撐力的作用 位置，來(lái)適應(yīng)不同的頂板條件。兩個(gè)安全閥用以限壓。將操縱閥置于上閥位，高壓液體分別經(jīng)液控單向閥進(jìn)入千斤頂下腔， 同時(shí)，打開上腔的單向閥，使之與回液管相通，千斤頂伸出，頂梁頂緊。 操縱閥置于下閥位時(shí)，則相反，上腔進(jìn)液，下腔回液，千斤頂縮回。當(dāng)管路中的液體壓力值大于安全閥調(diào)定壓力時(shí)，安全閥開啟溢流，保持千 斤頂兩腔壓力值不變，對(duì)千斤頂起保護(hù)作用，2、護(hù)幫千斤頂護(hù)幫千斤頂亦裝有雙向液壓鎖，一個(gè)安全閥，單向閥鎖緊護(hù)幫板，使 護(hù)幫板保持在緊貼煤壁上不動(dòng)，不經(jīng)操作護(hù)幫板不能自動(dòng)下降。安全閥

14、 用以限壓。3、推移千斤頂1、作用推移千斤頂是用于推移輸送機(jī)和拉支架的千斤頂。2、組成推移千斤頂由一片操縱閥控制來(lái)實(shí)現(xiàn)推移輸送機(jī)和支架的移動(dòng)。移 架時(shí)，先使支架卸載，立柱下腔回液，再將操縱閥置于下閥位（移架位 置），工作液體進(jìn)入推移千斤頂活塞桿腔，后腔回液，此時(shí)，支架以輸 送機(jī)為支點(diǎn)前移，此后，再把支架撐緊在頂?shù)装逯g，將操縱閥置于上 閥位（推溜位置），工作液體進(jìn)入活塞腔，前腔回液，此時(shí)，以支架為 支點(diǎn)就將輸送機(jī)推向煤壁。3、頂梁千斤頂1、作用頂梁千斤頂是控制頂梁的位置，使之與頂板接觸良好。2、組成兩個(gè)頂梁千斤頂由一片操縱閥控制，兩個(gè)掩護(hù)梁側(cè)護(hù)千斤頂和兩個(gè) 后連桿側(cè)護(hù)千斤頂由一片操縱閥統(tǒng)一控制

15、。側(cè)護(hù)千斤頂和彈簧筒共同支 撐活動(dòng)側(cè)護(hù)板。5.3泵站及各種液壓元件的選型一、泵站1、作用泵站是液壓系統(tǒng)最重要的組成部分， 它向液壓系統(tǒng)輸送高壓乳化液，從而保 證液壓支架所有液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能。2、組成液壓系統(tǒng)重要的組成部分，它向液壓系統(tǒng)輸送高壓乳化泵，從而保 證液壓支架所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能。高壓泵是泵站的核心，本工作面選用 的乳化 液泵為 WRA20031.5，其 壓力為315.Mpa，流 量200Lmi n。為了使 泵站正常工作，設(shè)有安全閥、蓄能器、截止閥等。二、操縱閥1、作用操縱閥是改變工作液體流動(dòng)方向的裝置。升降立柱、伸縮側(cè)護(hù)千斤頂、推移千斤頂、收、放護(hù)幫千斤頂?shù)戎Ъ艿乃袆?dòng)作都是由操縱閥

16、來(lái)控制實(shí)現(xiàn)的。2、組成操縱閥是一個(gè)配液閥，它可以把高壓液體分配到需要的部位完成升 柱、降柱、推溜或移架等動(dòng)作。該系統(tǒng)采用ZC（ A）型和ZMHX25040大 流量組合操縱閥，由多片組成。本支架操縱閥由9片和配液板組成。其 中3片為大流量閥，每片都有兩個(gè)工作腔。每個(gè)工作腔內(nèi)的閥柱、缸球， 閥座、閥墊等液壓元件都是相同的，每片的操縱手把都有兩個(gè)可自鎖的 工作位置，一個(gè)零位。組合操縱閥的特點(diǎn)是能同時(shí)操作兩片以上的閥片，可以滿足實(shí)現(xiàn)復(fù) 合動(dòng)作的要求，此閥操作靈活，方便，移架迅速，制作容易。三、液控單向閥1、作用液控單向閥是通過(guò)高壓液體來(lái)控制液體流動(dòng)方向的控制元件，它和立柱及千斤頂?shù)墓ぷ髑恢苯酉噙B，操縱

17、閥供液通過(guò)它出入立柱、千斤頂工作腔，并在關(guān)閉后，嚴(yán)密封閉工作腔的液體，因此，液控單向閥要求必須動(dòng)作靈活、密封可靠。2、 組成在液壓系統(tǒng)中，只能使工作液一個(gè)方向流動(dòng)，不能逆流，用以閉鎖 液壓缸中的液體，使之承載。我們采用國(guó)產(chǎn)定型的ZDFY20040A球型液 控單向閥。此閥由閥體、頂桿、閥套、閥座及減震閥等組成。短堵有 M27*15螺孔，用于外接安全閥，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈活，耐高壓 等。四、雙向鎖在結(jié)構(gòu)上是由兩個(gè)液控單向鎖組合而成，可以閉鎖千斤頂?shù)膬蓚€(gè)工 作腔，使之承載。本機(jī)選用ZDFS01型液控雙向鎖，其內(nèi)部零件除頂桿 和閥體外，其余均采用KDF2球型液控單向閥的零件，便于更換零件和 檢修。

18、五、安全閥1、作用可使立柱保持恒定工作阻力；當(dāng)頂板壓力超過(guò)支架工作阻力時(shí)，使 立柱工作腔的液體釋放，不僅保證恒定工作阻力，同時(shí)起過(guò)載保護(hù)作用； 液體壓力未達(dá)到額定釋放壓力時(shí)，為常閉，起密封作用。2. 選型我們采用國(guó)產(chǎn)定型的ZDFA3250柱塞式安全閥，此閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維 護(hù)方便，性能可靠。六、截止閥1、作用截止閥的作用是：一方面起著連通各支架間的主進(jìn)、回液管路，另一方面， 通過(guò)高壓軟管與操縱閥組進(jìn)、回液孔相連。當(dāng)本支架的液壓系統(tǒng)發(fā)生故障而需要 檢修時(shí)，能與主管路斷開，而不影響其它支架正常工作。2、選型采用國(guó)產(chǎn)定型的ZDFJ300平面截止閥，裝在主進(jìn)油管和操作閥之 間。關(guān)閉此閥即可切斷該支架進(jìn)液路

19、，便于檢修，更換元件，而不影響 其它支架的正常工作。此閥特點(diǎn)是操作靈活方便，工作可靠。七、回液斷路器安裝在主回液管路和截止閥之間，起背壓作用，使支架動(dòng)作平穩(wěn)。 選用ZDFJ400型。八、過(guò)濾器1、作用過(guò)濾器的作用是防止主進(jìn)液管路中的臟物進(jìn)入支架的閥組。2、選型選用型號(hào)ZDL19A，安裝在操縱閥進(jìn)液端，用來(lái)過(guò)濾工作液體，減 少液壓元件的磨損或阻塞，確保密封的可靠性。九、液壓管路液壓管路是輸送液壓能源從泵站到控制機(jī)構(gòu)的通道?？煞譃槿糠郑?、主管路由泵站通向工作面各支架，主供液管選用25 高壓軟管，主回液管選用32高壓軟管。2、支管路由主管路的截止閥到操縱閥，選用19高壓軟 管。3、分支管路由操縱

20、閥到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)于大流量系統(tǒng)選用 13高壓軟管，一般選用10高壓軟管。高壓軟管和其相配的彎頭、直通、三通、四通、中間接頭、U形卡 及其O形密封圈、檔圈等均已標(biāo)準(zhǔn)系列化可按所要的規(guī)格任意選用。結(jié)論ZY32001434型掩護(hù)式液壓支架是根據(jù)我礦22313工作 面的實(shí)際情 況，保證支架的強(qiáng)度，使用性能和技術(shù)先進(jìn)性的前提下而選型設(shè)計(jì)的， 適用于采用全部冒落法管理頂板的長(zhǎng)壁工作面。液壓支架是一種利用液體 壓力產(chǎn)生支撐力并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)移設(shè)來(lái)進(jìn)行頂板支護(hù)和管理的一種液壓動(dòng)力裝置，是綜合機(jī)械化采煤不可缺少的配套設(shè)備。主要用于水平面和小于等于10度的緩傾斜厚煤層沿底板一次放頂煤采全高開采的長(zhǎng)壁綜采工作面，也適用于

21、急傾斜特厚 煤層水平分層放頂煤綜采工作面，主要參數(shù)符合我礦煤層地質(zhì)條件和開采技術(shù)水平，支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，材質(zhì)和工藝先進(jìn)，并且較大幅度的降低 了支架的重量和成本，但由于時(shí)間有限，對(duì)于本支架中的結(jié)構(gòu)件、液壓 元件未作一一校核，其性能還需在實(shí)踐中檢驗(yàn)參考文獻(xiàn)1 采掘機(jī)械陶遲東等煤炭工業(yè)出版社1993年2 液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)何存興、張鐵華華中科技大學(xué)出版社2000 年3 液壓支架張家鑒等 煤炭工業(yè)出版社1985年4 材料力學(xué)蘇翼財(cái)?shù)?人民教育出版社1980年機(jī)電傳動(dòng)與控制鄧星鐘華中科技大學(xué)出版社2001年6 液壓元件何存興等機(jī)械工業(yè)出版社1988年7 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)徐灝 機(jī)械工業(yè)出版社19918 液壓技

22、術(shù)田科 北京出版社1994年9 礦山工程設(shè)備王榮祥 李捷 冶金工業(yè)出版社2005年10 機(jī)械原理 黃錫愷 鄭文緯 人民教育出版社1981年11 液壓支架設(shè)計(jì)丁紹南等 世界圖書出版公司1992 年12 Gree n.lw and MW The Desig n Of PoweredSupport ，Seco nd editio n199713 放頂煤開采技術(shù)與放頂煤液壓支架楊振復(fù)等煤炭工業(yè)出版社 1998年14 采掘機(jī)械與液壓傳動(dòng)孫執(zhí)書等 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 1993年15 采掘機(jī)械 孫九如等 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社1996年16 Occupatio nal Health and Safety Assessme nt Series 18001:1999 Occupatio nal17 礦山機(jī)械液壓傳動(dòng) 李昌熙 喬石 礦山機(jī)械液壓傳動(dòng)煤炭工業(yè)出版社 1995年謝詞本論文在張為導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué) 態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)于律己、寬以待人的崇高 風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)法、平易近人的人格魅力對(duì)本