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礦井提升設(shè)備的選型設(shè)計論文

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礦井提升設(shè)備的選型設(shè)計
緒論
21 世紀是以網(wǎng)絡(luò)信息為代表高科技迅猛發(fā)展的新時期，也是是煤礦以高效集約化生產(chǎn)為特征的新時期，為了滿足高產(chǎn)綜采工作面生產(chǎn)發(fā)展的需要，就煤炭綜采而言，國外主要產(chǎn)煤國家從未停止過依靠更大的技術(shù)投入取得采煤更高經(jīng)濟效益的努力。我們也必須抓緊研制和推廣電液控制系統(tǒng)。液壓支架實現(xiàn)自動控制后，就可有效地克服上述缺點，實現(xiàn)對支架的電液控制，而且有多種控制方式可供選擇，人員可在較安全的地方集中對整個工作面的支架進行遠程控制或程序控制。現(xiàn)在世界上已經(jīng)有70 多個電液自動化控制工作面。工作面的技術(shù)設(shè)備又正在以迅猛之勢向前發(fā)展。我們不能依賴老實進口，我們要自己研制，否則和我國產(chǎn)煤大國的地位也是極不相稱的。
作為一種回采工作面的支護設(shè)備，液壓支架的架型、結(jié)構(gòu)與相關(guān)參數(shù)，必須與回采工作面的頂、底板條件和煤層條件相適應(yīng)，才能取得良好的支護效果。由于地下開采條件的復(fù)雜性和多樣性，因此，盡管國內(nèi)外對液壓支架己經(jīng)過了近半個世紀的研究和應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)十種不同的結(jié)構(gòu)架型，但至今為止，也僅能在緩傾斜中厚以下煤層中獲得了較為成功的應(yīng)用，對于傾斜、急傾斜或厚煤層中的液壓支架尚處在研究和試驗階段。即使對于緩傾斜中厚煤層的液壓支架，其結(jié)構(gòu)、性能與控制方式如何更適應(yīng)不同的生產(chǎn)條件，仍需不斷的改進和研究。
通過自己獨立地完成指定的課程設(shè)計任務(wù)，提高理論聯(lián)系實際、分析問題和解決問題的能力，學(xué)會查閱參考書和工具書的方法，提高編寫技術(shù)文件的能力，進一步加強設(shè)計計算和制圖等基本技能的訓(xùn)練，為畢業(yè)后成為一名出色的機械工程師打好基礎(chǔ)。
現(xiàn)代社會對人才提出了更高的要求，作為一名當代大學(xué)畢業(yè)生，不僅打好堅實的專業(yè)知識，還應(yīng)具備工程技術(shù)人才應(yīng)有的綜合素質(zhì)。為了適應(yīng)這一發(fā)展趨勢，我們應(yīng)立足變傳統(tǒng)的、僵化的、單純的畢業(yè)設(shè)計為培養(yǎng)主動學(xué)習(xí)、提高創(chuàng)新能力、樹立團結(jié)協(xié)作精神、強化計算機運用等多維兼容性畢業(yè)設(shè)計;同時通過完成畢業(yè)設(shè)計，鍛煉學(xué)生解決實際工程問題的能力；在整個畢業(yè)設(shè)計的過程中，以我們的主動學(xué)習(xí)為主，教師適時指導(dǎo)為輔；將素質(zhì)教育也畢業(yè)設(shè)計教學(xué)相融合，從根本上提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量和水平。

1液壓支架概述
1.1液壓支架的組成及工作原理
1.1.1液壓支架的組成
液壓支架由以下六個主要部分組成：
頂梁、底座、立柱、掩護梁、活動側(cè)護板、推移機構(gòu)、操縱控制系統(tǒng)

圖1—1 支架組成結(jié)構(gòu)
1、2互幫裝置 3前梁 4頂梁 5、6立柱 7掩護梁
8后連桿 9前連桿 10底座 11推移裝置
一、頂梁
用途：
1、用于支撐維護控頂區(qū)的頂板；
2、承受頂板的壓力；
3、．將頂板載荷通過立柱、掩護梁、前后連桿經(jīng)底座傳到底板。
要求：
1、頂梁應(yīng)有足夠的強度，即使在接觸應(yīng)力分布不均勻的情況下也不致被壓壞；
2、頂梁應(yīng)有足夠的剛度，以承受扭力；
3、頂梁對頂板的覆蓋率高；
4、頂梁能適應(yīng)頂板的起伏變化。
二．底座
用途：
1、為支架的其他結(jié)構(gòu)件和工作機構(gòu)提供安設(shè)的基礎(chǔ)；
2、與前后連桿和掩護梁一起組成四連桿機構(gòu)；
3、將立柱和前后連桿傳遞的頂板壓力傳遞給底板。
要求：
1、底座應(yīng)有足夠的強度和剛度；
2、底座對底板的起伏變化適應(yīng)性好；
3、底座與底板的接觸面積大，以減小底座對底板的接觸比壓，避免支架陷入底板；
4、底座應(yīng)有足夠的地方來安設(shè)立柱、推移裝置以及液壓控制裝置；
5、底座要能把落入支架內(nèi)的碎矸排棄到老塘中。
三．立柱
用途：
1、支撐頂梁，承受載荷的作用；
2、調(diào)節(jié)支架的高度，使支架的高度滿足工作面的要求；
3、立柱設(shè)置有大流量安全閥，以避免頂板沖擊壓力造成支架過載較大。
四．掩護梁
用途：
1．掩護梁承受頂梁部分載荷和掩護梁背部載荷并通過前后連桿傳遞給底座；
2．掩護梁承受對支架的水平作用力及偏載扭矩；
3．掩護梁和頂梁（包括活動側(cè)護板）一起，構(gòu)成了支架完善的支撐和掩護體，完善了支架的掩護和擋矸能力。
五．活動側(cè)護板
用途：
1、消除相鄰支架掩護梁和頂梁之間的架間間隙，防止冒落的矸石進入支護空間；
2、作為支架移架過程中的導(dǎo)向板；
3、防止支架降落后傾倒；
4、調(diào)整支架的間距。
六．連桿
前后連桿是四連桿機構(gòu)中重要的運動和承載部件，與掩護梁和底座的一部分共同組成四連桿機構(gòu)，使支架能承受圍巖載荷、水平作用力和保持穩(wěn)定。
其四連桿機構(gòu)的作用：
1、通過四連桿機構(gòu)，使支架頂梁端點的運動軌跡呈近似雙紐線，從而使用使支架前端頭離煤距離大大減小，提高了管理頂板性能；
2、能承受較大的水平力。
七．操縱控制系統(tǒng)
液壓支架由不同數(shù)量的立柱和千斤頂組成，采用不同的操縱閥以實現(xiàn)升柱、降柱、移架、推溜等動作。雖然支架的液壓缸（立柱和千斤頂）種類、數(shù)量很多，但其液壓系統(tǒng)都是采用多執(zhí)行元件的并聯(lián)系統(tǒng)。
對于液壓支架的操縱控制系統(tǒng)傳動裝置，應(yīng)具有以下基本要求：采用結(jié)構(gòu)比較簡單，設(shè)備外形尺寸小，能遠距離的傳送大的能量；能承受較大載荷；沒有復(fù)雜的傳動機構(gòu)；在爆炸危險和含塵的空氣里保證安全工作；動作迅速；操作調(diào)節(jié)簡單；過載及損壞保護簡單。
容積式液壓傳動可最大限度的滿足這些要求，因此，所有液壓支架均采用這種傳動。
1.1.2液壓支架的工作原理
液壓支架的主要動作有升架、降架、推移輸送機和移架。這些動作是利用乳化液泵站提供的高壓液體，通過液壓控制不同功能的液壓缸來完成的。每架支架的液壓管路都與工作面主管路并聯(lián)，形成各自獨立的液壓系統(tǒng)，如圖1－2所示，其中液控單向閥和安全閥設(shè)在架內(nèi)，操縱閥可設(shè)在本架或鄰架內(nèi)，前者為本架操作，后者為鄰架操作。 ...

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