低位放頂煤液壓支架開題報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 題 目： 低位放頂煤液壓支架 院 （系）： 機(jī)械工程學(xué)院 班 級(jí)： 機(jī)設(shè)09-2班 姓 名： 尹國強(qiáng) 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 趙存友 教師職稱： 副教授 黑龍江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題 目低位放頂煤液壓支架來源工程實(shí)際1、研究目的和意義本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用液壓傳動(dòng)、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程理學(xué)等課程中所學(xué)理論知識(shí)的能力；強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的獨(dú)創(chuàng)性和實(shí)用性，培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析問題和解決實(shí)際問題的能力，為今后適應(yīng)工作崗位和創(chuàng)造性地開展工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)過程中，通過運(yùn)用各方面的知識(shí)來達(dá)到熟悉和掌握知識(shí)的目的。只有這樣才能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的

2、理解，達(dá)到能自主設(shè)計(jì)的能力。同時(shí)這也是對(duì)學(xué)生的一次畢業(yè)前的考核，只有通過了這次綜合性的畢業(yè)設(shè)計(jì)，才能證明學(xué)生已經(jīng)掌握相關(guān)的知識(shí)能力。這也是學(xué)校對(duì)社會(huì)輸送人才的一種負(fù)責(zé)的態(tài)度，只有通過了畢業(yè)設(shè)計(jì)考核才能予以畢業(yè)，才能為建設(shè)國家做出貢獻(xiàn)。2、國內(nèi)外發(fā)展情況（文獻(xiàn)綜述）放頂煤支架是綜采放頂煤技術(shù)的核心設(shè)備。自20世紀(jì)70年代以來，我國放頂煤支架經(jīng)歷了從引進(jìn)國外的高位開天窗式單輸送機(jī)放頂煤支架和中位開天窗式雙輸送機(jī)放頂煤支架，到自行研制的四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架的發(fā)展過程，每一次架型的重大改革都帶來了放頂煤技術(shù)的重大進(jìn)步，成為放頂煤技術(shù)發(fā)展階段的標(biāo)志。目前，在我國煤礦高位和中位放頂煤支架已被淘汰，

3、在放頂煤工作面推廣使用的主導(dǎo)架型有正連桿四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架、反向四連桿四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架和單擺桿四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架7。這三種型式的支架在不同的開采條件下取得良好的效果，為放頂煤技術(shù)的發(fā)展提供了裝備技術(shù)的保證。法國是最早生產(chǎn)和應(yīng)用放頂煤液壓支架的國家，20世紀(jì)60年代法國率先研制出節(jié)式放頂煤液壓支架，開采特厚煤層并獲得成功，70年代法國、英國、匈牙利、原聯(lián)邦德國和前蘇聯(lián)等國家又先后研制出插板式、開天窗式和開后門式放頂煤液壓支架，使得特厚煤層開采工藝有了新的突破，量和效率不斷提高。我國放頂煤液壓支架的研究始于20世紀(jì)80年代初，20年來，得到了迅速發(fā)展。為適應(yīng)不同地質(zhì)

4、和煤層條件的需要，出現(xiàn)了高、中、低放頂煤液壓支架并存的局面。低位放頂煤液壓支架的放煤口位置低，尺寸大，而且是連續(xù)的，多為插板式。無支架背煤煤炭損失，放煤在支架后方，放煤效果好，煤塵小，后輸送機(jī)外運(yùn)煤順利，一般不需要清理后放浮煤。支架尾梁還可以擺頭，提高頂煤的回收率。因此，低位放頂煤液壓支架一出現(xiàn)，即得到了用戶的認(rèn)可。143、研究/設(shè)計(jì)的目標(biāo)根據(jù)已知采高512m、傾角8°、2類級(jí)頂板，底板允許比壓1.96MPa的地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)低位放頂煤液壓支架，通過尾梁的控制實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)良的放頂煤要求。4、設(shè)計(jì)方案（研究/設(shè)計(jì)方法、理論分析、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方法和步驟等）本次針對(duì)低位放頂煤液壓支架的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)

5、了三種不同的結(jié)構(gòu)方案，并進(jìn)行了對(duì)比選出最優(yōu)方案。方案一：反向四連桿放頂煤液壓支架（大插板放煤機(jī)構(gòu)）采用雙前連桿和單后連桿結(jié)構(gòu)的寬形反向四連桿機(jī)構(gòu)，布置在前后立柱之間，提高了支架的抗偏載能力和整體的穩(wěn)定性。大插板使尾梁放煤機(jī)構(gòu)，其尾梁千斤頂可雙位安裝，既可支設(shè)在頂梁上，也可只設(shè)在底座上，一般狀態(tài)是只設(shè)在頂梁上。后部放頂煤空間大，為順利放煤創(chuàng)造了良好的作業(yè)環(huán)境，可充分發(fā)揮后部輸送機(jī)的運(yùn)輸能力，操作維修方便。尾梁搬動(dòng)有利于落煤，插板伸縮值大，放煤口調(diào)節(jié)靈活，對(duì)于大煤塊的破碎能力強(qiáng)，可顯著提高頂煤的采出率。支架為四柱支撐掩護(hù)式支架，后排立柱支撐在頂梁與四連桿機(jī)構(gòu)鉸接點(diǎn)的后端，可適應(yīng)外載之中作用變化，切

6、頂能力強(qiáng)。頂梁相對(duì)較長，掩護(hù)空間較大，通風(fēng)斷面大，而且對(duì)頂板的反復(fù)支撐可使較穩(wěn)定的頂煤在礦壓作用下預(yù)先斷裂破碎，利于放煤。反向四連桿機(jī)構(gòu)經(jīng)過總體參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，連桿力較小，是一般正向四連桿機(jī)構(gòu)連桿力的50%70%，支架的結(jié)構(gòu)可靠性高。底座對(duì)底板比壓分配合理，前端比壓較小，能適應(yīng)軟底板條件，移架阻力小，有利于順利移架。14圖1 反向四連桿低位放頂煤液壓支架方案二：正向四連桿低位放頂煤液壓支架（大插板板放煤機(jī)構(gòu)）從實(shí)踐及全國許多綜放工作面生產(chǎn)實(shí)踐證明，四柱正向四連桿支撐掩護(hù)式放頂煤支架在與圍巖的相互作用中，普遍存在前后排立柱受力不均衡現(xiàn)象，一般表現(xiàn)為前排立柱受力大，后排立柱受力小，甚至出現(xiàn)后排立柱受

7、拉的現(xiàn)象，在這種工況下，支架的支護(hù)能力不能有效發(fā)揮，有效支護(hù)強(qiáng)度大幅度減小，底座前端對(duì)底板比壓增大，支架的力學(xué)特性惡化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響工作面的正常生產(chǎn)和安全。14圖2 正向四連桿低位放頂煤液壓支架通過比較，在放煤機(jī)構(gòu)相同的情況下，因?yàn)楣ぷ鞯装遢^軟，因此反向四連桿低位放頂煤液壓支架比正向四連桿低位放頂煤液壓支架更為適合所給的條件。因此這里選擇反向四連桿低位放頂煤液壓支架機(jī)構(gòu)。方案三：反向四連桿低位放頂煤液壓支架（擺動(dòng)式放煤支架）擺動(dòng)式放煤機(jī)構(gòu)如下圖所示，由放煤千斤頂、小插板千斤頂、放煤擺動(dòng)板組成，主體是放煤擺動(dòng)板。放煤擺動(dòng)板內(nèi)部有軌道，用以安裝小插板，上端鉸接在掩護(hù)梁放煤口上沿，在中、下部由兩個(gè)一

8、端固定在底座上的放煤千斤頂推拉，使放煤擺動(dòng)板上、下擺動(dòng)，與掩護(hù)梁形成一定的角度，用于破碎頂煤和打開整個(gè)窗口。在放煤擺動(dòng)板內(nèi)裝有可伸縮的小插板，小插板前端設(shè)有用于插煤的齒條，齒條下部有耳坐，與插板千斤頂聯(lián)接。在插板千斤頂作用下，插板伸出或收回，用于啟閉局部窗口。22圖3 擺動(dòng)式放煤機(jī)構(gòu)大插板結(jié)構(gòu)尺寸大，插板千斤頂行程大，行程的后部放煤空間大，工作效率高，因此綜合以前，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用反向四連桿低位放頂煤液壓支架（大插板放煤機(jī)構(gòu)）。計(jì)算步驟如下：16 211、選取液壓支架的結(jié)構(gòu)形式已知設(shè)計(jì)目標(biāo)采高512m、傾角8°、2類級(jí)頂板，底板允許比壓1.96MPa的地質(zhì)條件，設(shè)計(jì) 低位放頂煤液壓支

9、架，通過尾梁的控制實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)良的放頂煤要求。查表可知，頂板為中等穩(wěn)定， 根據(jù)國內(nèi)外使用經(jīng)驗(yàn)，這種情況應(yīng)優(yōu)先選用二柱掩護(hù)式支架。但是因?yàn)榈装逶试S比壓為1.96底板類別為極軟型，在底板極軟條件下，必須嚴(yán)格驗(yàn)算并限制支架底座尖端比壓，不得超過底板容許比壓即極限載荷強(qiáng)度。2、支架參數(shù)的確定支架高度支架最大結(jié)構(gòu)高度：Hmax=Mmax+S1支架最小結(jié)構(gòu)高度：Hmin=Mmin-S2式中Mmax、Mmin為煤層最大、最小截高，mm；S1為考慮偽頂冒落的最大厚度，對(duì)于大采高支架取200400mm，對(duì)于中厚煤層支架取200300mm，對(duì)于薄煤層支架取100200mm；S2為考慮周期來壓時(shí)的下沉量、移架時(shí)的下降

10、量和頂梁上、底板下的浮矸之和，對(duì)于大采高支架取500900mm，對(duì)于中厚煤層支架取300400mm，對(duì)于薄煤層支架取150250mm。支護(hù)強(qiáng)度和工作阻力中心距和寬度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的影響。較大的初撐力能使支架較快達(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提高。一般取初撐力為（0.60.8）倍工作阻力。移架力和推溜力移架力與支架結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、煤層厚度、頂板性質(zhì)等有關(guān)。一般薄煤層支架的推架力為100150KN；中厚煤層支架為150300KN；厚煤層支架為300400KN。推溜力一般為100150KN。梁端距和頂梁長度3、支

11、架受力分析4、支架結(jié)構(gòu)選擇支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括以下九個(gè)部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。頂梁、側(cè)護(hù)板、底座、推移裝置、護(hù)幫裝置、柱間距和筋板配置、立柱和千斤頂、雙紐線機(jī)構(gòu)、防滑防倒裝置5、方案的可行性分析本次設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)上是合理的，設(shè)計(jì)不會(huì)發(fā)生干涉，同時(shí)也充分考慮了人機(jī)工程的設(shè)計(jì)。在生產(chǎn)制造方面，由于沒有采用特殊的零件，所以不需要設(shè)計(jì)專門的加工機(jī)械，降低了總的制造成本。6、該設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處本次設(shè)計(jì)充分的運(yùn)用了組合法則，把反向四連桿機(jī)構(gòu)與大插板放煤機(jī)構(gòu)相結(jié)合，增加了液壓支架的可靠性，同時(shí)也提高了采煤的工作效率。7、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域本次設(shè)計(jì)的低位放頂煤液壓支架，主要應(yīng)用于變化不規(guī)則的特厚煤層且采用頂煤冒落

12、法進(jìn)行開采的軟底板采煤工作環(huán)境。8、時(shí)間進(jìn)程第 四 周 查閱資料、收集信息，做機(jī)器整體方案的論證、寫開題報(bào)告 第 五 周 對(duì)反向四連桿低位放頂煤液壓支架的整體方案的確定 第 六 周 主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 第 七 周 對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，畫出機(jī)械草圖 第 八 周 各主要零部件的選用和強(qiáng)度校核 第 九 周 繪制CAD整體機(jī)械總裝配圖 第 十 周 繪制CAD整體機(jī)械總裝配圖第十一周 繪制CAD整體機(jī)械總裝配圖 第十二周 對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)部分進(jìn)行檢查、匯總并繪制零件圖 第十三周 對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查、修改 第十四周 整理材料、書寫說明書 第十五周 對(duì)說明書及圖紙進(jìn)行修改 第十六周 準(zhǔn)備答辯9、參考文獻(xiàn)1王洪

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