原創(chuàng)】液壓與氣壓傳動_畢業(yè)論文設(shè)計

1、JIUJIANG UNIVERSITY畢業(yè)設(shè)計題目液壓畢業(yè)設(shè)計英文題目Hydraulic graduatia n desig n院系機械與材料工程學院專業(yè)機電一體化姓名崔海濤年級2011 （機材 B1121）指導教師_張為二零一三年十二月摘要ZY32001434 掩護式液壓 支架 的設(shè)計， 主要是針對冀中集團梧桐莊 礦 22313 工作面的煤層、圍巖 情況及其配套 設(shè)備進行選型設(shè)計 的一 種實 用液壓支架。通 過介紹整個礦井的 地質(zhì)條件 及工作面的實際情況 ，結(jié)合支架 的發(fā) 展 情況 及分類，對液壓支架進行 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 液 壓 支

2、架 中 承 載 情 況 及 作 用 ，詳 細 對 支 架 的 頂 梁 、四 連 桿 機構(gòu) 、側(cè) 護板、底 座 、立 柱、各 種千 斤頂 等部件進行了 結(jié)構(gòu)設(shè)計，確 定 了其 整體結(jié)構(gòu)尺寸 。重點對立 柱做 了結(jié)構(gòu)、技術(shù) 參數(shù)說明，并根 據(jù)其 承載的工作阻力對立柱的穩(wěn)定性，活塞桿和缸體的強度進行了校驗。介 紹了該支架液壓系 統(tǒng)的特點，詳細 說明 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 泵站 液壓元件、液壓 管路 進行 了選型?！娟P(guān)鍵詞】掩護式液壓支架；結(jié)構(gòu)部件；液壓系統(tǒng)IIAbstractThe design ZY32001434 cover-powered s

3、upport is mainly for Xing tai Mining Group, Xing tai 22313 face of the coal mine, and its surrounding equipment selection is for the design of a practical of the entire mine geological conditions and the real situation face combined with the development of supports and classification of the and esta

4、blish the basic technical parameters.According to the structural components in the and bearing in the role of detail on top of the support beams, four-bar linkage, the side of the shield, base, post, and a variety of jack, and other parts of the structure design, and determine the over all structure

5、 of its size. Focus on doing a column structure, technical parameters that on the basis of carrying on the work of the resistance to the stability of the column, cylinder piston rod and the intensity of the check.This paper introduces the characteristics of the support、the basic control loop of a va

6、riety of jack system and their working principle, andselects the components and 滾筒中心距 mm 11196 發(fā)動機臺數(shù) 207.4發(fā)動機電壓 1140冷卻方式水冷運輸機技術(shù)特征機型中雙鏈適應(yīng)傾角v 15 運 輸 能 力 tm900鏈 速 ms1.0出 廠 長 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、支護強度和工作阻力頂 板 所 需 的 支 護 強 度 取 決 于 頂 板 的 等 級 和 煤 層 厚 度 ，由 22313 工 作 面老頂級別和采

7、高為 3 米時可確定該支架支護強度，Q=1.3*35=45.5TM綜合考慮掩護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 支 架 的 支 護 性 能 和 成 本 都 有 很 大 影 響 ，較 大 的 初 撐 力 能 較大 的初撐力能使 支架 較快的達到工作阻力，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)

8、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 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 周期來壓時的 最大 下沉量，移架時 支架 的下降量和頂梁架上、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 型式來確定，但由于每 架支架的推移千斤頂都 與

9、 工作 面輸送機的一 節(jié)溜 槽相連，因此目前 主要根據(jù)輸送機溜 槽每 節(jié)長 度 及槽 幫上千斤頂連 接塊 的位置來確定，我 國刮板輸送機溜槽 每節(jié) 長度 為1.5m ,千斤頂連接塊位置在溜槽中長的中間，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:采用國產(chǎn)MG-350W型雙滾筒采煤機，要求采高1.8-3.0m 截深 600mm， 窄底托架（加高）。三、工作面運輸機：采用國 產(chǎn) SGB-764400 雙鏈刮板輸送機， 支架與運輸機直接相連， 因此要求溜槽連接部位能承受 30t 的拉力，生產(chǎn)能力為 400t ）

10、；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；很長的液壓管路（200-300m 缸性管， 500-3000m 高壓軟管）；泵和液壓缸傳動系統(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 效率實現(xiàn)無故障作業(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系 統(tǒng)成為 液壓支架的基本組成部分?？梢园驯谜?，中心控制臺和支架的液 壓管路等部分作為支架的 公用

11、液壓系統(tǒng)，其中每個部分都具有其獨立的 功能， 可以單獨控制。二、液壓系統(tǒng)的組成部分該支架液壓系統(tǒng)由泵站、工作機構(gòu)，控制機構(gòu)和管路四大部分組成： 泵站：由高壓柱塞泵，電機，油箱等組成。 執(zhí)行機構(gòu)：由立柱，各種千斤頂組成。控 制機構(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1、鄰架控制， 管理簡單， 操作安全， 維護方便。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，同時縮小了千斤頂?shù)母讖?，結(jié)構(gòu)緊湊并 有 利于 結(jié)構(gòu)設(shè)計， 還 減輕 了重量。3、為了

12、簡化系 統(tǒng)， 推移千斤頂不 設(shè)單 向閥。 但為了避免 移架時輸 送 機被 往回拉， 移架 時可 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實現(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)一個液控單 向閥、 一個安全閥， 一個操縱閥， 用以控制與操作立柱的升、 降動作， 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 乳化液泵站來

13、的高 壓液經(jīng)操 縱 閥 和 液 控 單 向 閥 進 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 ，當升至安全 閥的調(diào) 定壓力時，安 全 閥開 啟溢流，使立柱 下腔內(nèi)液體壓力保 持定 值，從而支架對頂板的支 撐力不變。當 采煤機截煤過后，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 壓液進入立柱上腔 ，同時，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 的基本 控制 回路系統(tǒng)1、平 衡千斤 頂 平衡千

14、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 兩個平衡千斤頂，每個 千斤頂回路中 設(shè)兩 個液 控 單向 閥，分別控制千 斤頂?shù)那昂髢汕唬?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，來適應(yīng)不同的頂板條件。兩個安全閥用以限壓。將操縱閥置于上閥位，高壓液體分別經(jīng)液控單向閥進入千斤頂下腔， 同 時，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，則相反，上腔進液，下 腔回液，千 斤頂縮回。當管 路中 的液體 壓 力值 大于 安全閥 調(diào) 定壓 力時 ，安全閥 開 啟溢 流

15、，保持千 斤頂兩腔壓力值不變，對千斤頂起保護作用，2、護幫千斤 頂護幫千斤頂亦裝有雙向液壓鎖，一 個安全閥，單 向閥鎖緊護幫板，使 護 幫板 保持在緊貼煤 壁上 不動，不經(jīng)操作 護幫 板不能自動下降。安全閥 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 實 現(xiàn) 推 移 輸 送 機 和 支 架 的 移 動 。移 架時，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 ），工作液體進入 推移千斤頂活塞桿 腔，后腔回液，此時，支架以輸 送 機為 支點前移，此后，再 把支 架撐緊在頂?shù)装逯?間

16、，將 操縱 閥置于上 閥 位（ 推溜位置）， 工作液體進入活塞 腔，前腔回液，此時，以支架為 支點就將輸送機推向煤壁。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 個頂梁千斤頂由一 片操 縱閥控制，兩個掩 護梁側(cè)護千斤頂和 兩個 后 連桿 側(cè)護千斤頂由 一片 操縱閥統(tǒng)一控制。側(cè)護千斤頂和彈簧 筒共 同支 撐活動側(cè)護板。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

17、壓 支架所有執(zhí)行 機構(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方向的裝置。 升降立柱、伸縮側(cè)護千斤頂、推移 千斤頂、收、放護幫千斤頂?shù)戎Ъ艿乃袆幼鞫际怯刹倏v閥來控制實現(xiàn)的。2、組成操縱閥是一個配液閥，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

18、大流量閥，每片都有兩個工作腔。每個工作腔內(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可自鎖的 工 作位 置， 一個零位 。組合操縱閥的特點是能同時操作兩片以上的閥片，可以滿足實現(xiàn)復 合動作的要求， 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高壓液體來控制液體流動方向的控制元件， 它和立柱及千 斤頂?shù)墓ぷ髑恢苯酉噙B，操縱閥供液通過它出入立柱、千斤頂工作腔， 并在關(guān)閉 后，嚴密封閉工作腔的液體，因此，液控單向閥要求必須動作靈活、密封可靠。2、 組 成在 液壓系統(tǒng)中，只能使工作 液一 個方向流動，不能逆流，用以 閉鎖 液 壓缸

19、 中 的 液 體 ，使 之承 載 。 我 們 采 用 國 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，特點是結(jié)構(gòu)簡單 ，動作靈活，耐高 壓 等。四 、 雙向鎖在 結(jié)構(gòu)上是由兩個液 控單向鎖組合而成，可 以閉鎖千斤頂 的兩 個工 作腔，使之承載。本機選用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。五 、 安全閥1、作用可使立柱保持恒定工作阻力；當頂板壓力超過支架工作阻力時，使 立柱工作腔的液體釋放，不僅保證恒定工作阻

20、力，同時起過載保護作用； 液體壓力未達到額定釋放壓力時， 為常閉， 起密封作用。2選型我們采用國產(chǎn)定型的ZDFA3250柱塞式安全閥，此閥結(jié)構(gòu)簡單，維 護方便， 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、回液管路，另一方面， 通過高壓軟管與操縱閥組進、 回液孔相連。 當本支架的液壓系統(tǒng)發(fā)生故障而需要 檢修時，能與主管路斷開，而不影響其它支架正常工作。2、選型采用國產(chǎn)定型的 ZDFJ300 平面截止閥， 裝在主進油管和操作閥之 間。關(guān)閉此閥即可切斷該支架進液路，便于檢修，更換元件，而不影響 其它支架的正常工作。此閥特點是操作靈活方便，工作可靠。七 、 回液斷

21、路器安裝在主回液管路和截止閥之間，起背壓作用，使支架動作平穩(wěn)。 選 用 ZDFJ400 型 。八 、 過濾器1、作用過濾器的作用是防止主進液管路中的臟物進入支架的閥組。2、選型選 用型號 ZDL19A， 安裝在操縱 閥進液端，用 來過 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構(gòu)的通道?？煞譃槿?分：1、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 操縱閥到各執(zhí)行機構(gòu)，對于大流量系統(tǒng)選用 13 高壓軟管

22、， 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0形密封圈、檔圈等均已標準系列化可按所要的規(guī)格任意選用。結(jié)論ZY32001434 型掩護式液壓支架是根據(jù)我礦 22313 工作 面的實際情 況，保證支架的強度，使用性能和技術(shù)先進性的前提下而選型設(shè)計的， 適 用 于 采 用 全 部 冒 落 法 管 理 頂 板 的 長 壁 工 作 面 。液壓支架是一種利用液體 壓力產(chǎn)生支撐力并實現(xiàn)自動移設(shè)來進行頂板支護和管理的一種液壓動力裝置， 是 綜合機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壁綜采工

23、作面， 也適用于急傾斜特厚 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)簡單合理，材 質(zhì)和工藝先進，并 且較大幅 度的降低 了 支架 的重量和成本 ，但由于時 間有 限，對 于本支 架中的結(jié)構(gòu)件、液 壓 元件未作一一校核，其性能還需在實踐中檢驗參考文獻1 采掘機械陶遲東等煤炭工業(yè)出版社 1993 年2 液壓傳動與氣壓傳動何存興、張鐵華 華中科技大學出版社 2000 年3 液壓支架張家鑒等 煤炭工業(yè)出版社 1985 年4 材料力學蘇翼財?shù)?人民教育出版社 1980 年5 機電傳動與控制 鄧星鐘 華中科技大學出版社 2001 年6 液壓元件何存興等

24、 機械工業(yè)出版社 1988 年7 機械設(shè)計手冊 徐灝 機械工業(yè)出版社 19918 液壓技術(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)計丁 紹南等 世界圖書出版 公司1992 年12 Green.lw and MW：The Design Of PoweredSupport ，Second edition199713 放頂煤開采技術(shù)與 放頂煤液壓支架楊振復 等煤 炭 工 業(yè) 出 版 社1998 年14 采掘機械與液壓傳動孫執(zhí)書等 中國礦業(yè)大學出版社 1993 年15 采掘機械 孫九如等 中國礦業(yè)大學出版社 1996 年16 Occupational Health and Safety Assessment Series 18001 ： 1999 Occupational17 礦山機械液壓傳動 李昌熙 喬 石 礦 山機 械液壓 傳動煤炭工 業(yè) 出版 社 1995 年謝詞 本論文在張為導師的悉心指導下完成的。 導師淵博的專業(yè)知識、 嚴謹?shù)闹螌W 態(tài)度，