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礦井提升設備的選型設計論文

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更新時間：2014-09-14
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礦井提升設備的選型設計
緒論
21 世紀是以網絡信息為代表高科技迅猛發展的新時期，也是是煤礦以高效集約化生產為特征的新時期，為了滿足高產綜采工作面生產發展的需要，就煤炭綜采而言，國外主要產煤國家從未停止過依靠更大的技術投入取得采煤更高經濟效益的努力。我們也必須抓緊研制和推廣電液控制系統。液壓支架實現自動控制后，就可有效地克服上述缺點，實現對支架的電液控制，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。現在世界上已經有70 多個電液自動化控制工作面。工作面的技術設備又正在以迅猛之勢向前發展。我們不能依賴老實進口，我們要自己研制，否則和我國產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備，液壓支架的架型、結構與相關參數，必須與回采工作面的頂、底板條件和煤層條件相適應，才能取得良好的支護效果。由于地下開采條件的復雜性和多樣性，因此，盡管國內外對液壓支架己經過了近半個世紀的研究和應用，出現了數十種不同的結構架型，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，其結構、性能與控制方式如何更適應不同的生產條件，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計任務，提高理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力，學會查閱參考書和工具書的方法，提高編寫技術文件的能力，進一步加強設計計算和制圖等基本技能的訓練，為畢業后成為一名出色的機械工程師打好基礎。
現代社會對人才提出了更高的要求，作為一名當代大學畢業生，不僅打好堅實的專業知識，還應具備工程技術人才應有的綜合素質。為了適應這一發展趨勢，我們應立足變傳統的、僵化的、單純的畢業設計為培養主動學習、提高創新能力、樹立團結協作精神、強化計算機運用等多維兼容性畢業設計;同時通過完成畢業設計，鍛煉學生解決實際工程問題的能力；在整個畢業設計的過程中，以我們的主動學習為主，教師適時指導為輔；將素質教育也畢業設計教學相融合，從根本上提高畢業設計的質量和水平。

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、活動側護板、推移機構、操縱控制系統

圖1—1 支架組成結構
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、前后連桿經底座傳到底板。
要求：
1、頂梁應有足夠的強度，即使在接觸應力分布不均勻的情況下也不致被壓壞；
2、頂梁應有足夠的剛度，以承受扭力；
3、頂梁對頂板的覆蓋率高；
4、頂梁能適應頂板的起伏變化。
二．底座
用途：
1、為支架的其他結構件和工作機構提供安設的基礎；
2、與前后連桿和掩護梁一起組成四連桿機構；
3、將立柱和前后連桿傳遞的頂板壓力傳遞給底板。
要求：
1、底座應有足夠的強度和剛度；
2、底座對底板的起伏變化適應性好；
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、底座應有足夠的地方來安設立柱、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、調節支架的高度，使支架的高度滿足工作面的要求；
3、立柱設置有大流量安全閥，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（包括活動側護板）一起，構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向板；
3、防止支架降落后傾倒；
4、調整支架的間距。
六．連桿
前后連桿是四連桿機構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，使支架能承受圍巖載荷、水平作用力和保持穩定。
其四連桿機構的作用：
1、通過四連桿機構，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
液壓支架由不同數量的立柱和千斤頂組成，采用不同的操縱閥以實現升柱、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、數量很多，但其液壓系統都是采用多執行元件的并聯系統。
對于液壓支架的操縱控制系統傳動裝置，應具有以下基本要求：采用結構比較簡單，設備外形尺寸小，能遠距離的傳送大的能量；能承受較大載荷；沒有復雜的傳動機構；在爆炸危險和含塵的空氣里保證安全工作；動作迅速；操作調節簡單；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，形成各自獨立的液壓系統，如圖1－2所示，其中液控單向閥和安全閥設在架內，操縱閥可設在本架或鄰架內，前者為本架操作，后者為鄰架操作。 ...

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