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畢業設計

掩護式液壓支架設計

時間:2015-04-01 22:20:12   作者:   來源:   閱讀:4180   評論:0

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掩護式液壓支架設計

內容簡介:

摘要
    采煤綜合機械化,是加速我國煤炭工業發展,大幅度提高勞動生產率,實現煤炭工業現代化的一項戰略措施。綜合機械化不僅產量大,效率高,成本低,而且能減輕笨重的體力勞動,改善作業環境,是煤炭工業技術的發展方向。液壓支架是綜合機械化采煤方法中最重要的設備之一。
    液壓支架主要由以下幾個基本部分組成:頂梁,掩護梁和四連桿機構,側護板,底座,立柱,千斤頂。設計要遵從支護性能好、強度高、移架速度快、安全可靠等原則。
在支撐掩護式的設計過程中,前梁、主頂梁、掩護梁和立柱等結構件的設計是重點。本論文介紹了液壓支架的結構,類型,工作原理,特點,目的及要求,并且利用三維制圖軟件PRO/ENGINEER制作三維圖,對液壓支架進行動作仿真,更加形象的講述了這種支架的方案和用途。
 
關鍵詞液壓支架 支護 頂梁 前梁 液壓支柱或支柱
 前言
    20世紀50年代前,在國內外煤礦生產中,基本上采用木支柱、木頂梁或金屬摩擦支柱鉸接頂梁來支護頂板。1954年英國首次研制出液壓支架,目前,以液壓支架為主體的地下綜采設備,已逐步向程控、遙控和自動化方向發展。我國是煤炭生產大國,在20世紀60年代也曾研制了幾種液壓支架,但未得到推廣和應用。20世紀70年代我國從英、德、波蘭和前玖等國家引進數十套液壓支架,經過使用、仿制和總結經驗,到20世紀80年代以后我國液壓支架的研制和應用獲得了迅速的發展,相繼研制和生產了TD系列、ZY系列和zz系列等20多種不同規格的液壓支架。目前,在國內大、中型礦井中,條件合適的煤層均采用液壓支架進行綜合機械化開采1980年起人們取得了對白移式液壓支架的研制成功并逐步改進完善,進而普遍推廣應用,使回采工作面采煤過程中的落煤、裝煤、運煤和支護控頂等工序全部實現綜合機械化,煤礦取得了較大綜合效益。到20世紀90年代初,人們尋找到適合礦區資源條件的先進采煤方法,采用了放頂煤技術
    低位放頂煤液壓支架是一種支持雙輸送機的支架架型,支架掩護梁后部鉸接一個帶有插板的尾梁,低位放頂煤液壓支架一般為四柱支撐掩護式支架類型,這種架型有一個可以上下擺動的尾梁(擺動幅度45度左右),因此在擺動中可以松動煤層,并維持一個落煤的空間。尾梁中間有一個液壓控制的插板,可以放煤和破碎大煤塊,并且具有連續的放煤口。低位放頂煤支架分為小插板是低位放頂煤支架和大插板式低位放頂煤液壓支架。
    本文做的主要工作:1、基本參數的確定;2、四連桿機構的選擇與設計;3、頂梁形式的選擇與設計;4、前梁的選擇與設計;5、三維仿真;等等
1.緒論
1.1本文提出的背景
    煤炭綜采裝備由液壓支架、⒚夯和運輸機構成,液壓支架作為綜合機械化采煤工作主要設備,一次性投資占綜采裝備總資金的 70%以上,是綜采工作面實現安全、高效生產的關鍵。液壓支架頂、底板必須適應井下工作面煤層環境,為操作人員提供安全的作業空間,還要為采、運設備提供有效的動力源,決定采運設備的正常推進速度。因此,液壓支架是綜采工作面能否實現高產高效成敗的關鍵設備。經過幾十年的研制和發展,我國在液壓支架的設計與加工方面取得了重大突破,研制開發了可適應不同地質條件、不同煤層厚度的多種液壓支架。但我國綜采機械化水平總體上是較低的,工作面齙ゲ量大部分在 100 萬噸左右,達到 200~300 萬噸的工作面較少,盡管有地質條件復雜等客觀原因,但主要原因是裝備水平落后,尤其在 4~6m厚煤層一次采全高高產高效工作面的大采高強力液壓支架設計制造上,還處于初級階段。目前這類支架的大部分使鮒饕依賴進口。據統計,引進一套大采高強力液壓支架需3000萬歐元以上,并且受到國外公司價格壟斷的制約,備件進口價格甚至達到整機進口時隨機備件價格的 20~30 倍。這種國外一兩家公司壟斷我國高端液壓支架市場的局面,不但極大的制約了國產液壓支架行業的健康發觶而且還對煤炭工業的可持續發展構成極大的威脅。高端液壓支架國產化的必然性主要表現為如下幾個方面
1、進口支架購置費用
    購買 1 套進口液壓支架的價格加上運輸費、保險費、通關費(含關稅、增值稅及其他報關、報檢手續費、代理費)等,約為 1 套國產支架總費用 2~3 倍。如果國產液壓支架性能能夠接近進口液壓支架,其性價比肯定要優于進口液壓支架,經濟上的優勢一目了然。
2、備件供應方面
    進口液壓支架的備件供應周期,包括備件的詢價、生產組織、運輸等,勢必要比國產液壓支架備件供應周期要長,備件費用相比較更為昂貴。而備件又具有需求量大。隨時性及長期性等特點,如果使用國產液壓支架,從備件供應上更為經濟和方便。 
3、現場服務方面
    液壓支架在使用過程中,經常遇到一些技術問題,現場技術服務必不可少。進口設備廠家的現場技術服務工作受到諸如邀請函傳遞、服務工程師旅途遠、語言溝通等方面的限制,難以滿足生產需要。
4、長期發展方面
    國外技術先進、符合要求的液壓支架生產商相對較少,如適合神東礦區生產的國外液壓支架制造廠家僅二三家。長期單一地使用進口液壓支架,造成煤炭企業對國外少數制造廠的依賴。在煤炭行情轉好,煤礦設備轉向賣方市場的今天,國外液壓支架廠家由于競爭對手少,支架價格漲幅較大,對于依賴進口設備的煤炭企業勢必產生相當大的壓力。而且對國內液壓支架的發展會形成惡性循環。
鑒于以上分析,使用國產化液壓支架,替代進口液壓支架已成為必然發展趨勢。
    因此,國產化液壓支架的研制、生產,以逐步替代進口液壓支架,已成為使用進口支架的煤炭企業所面臨的普遍問題。
1.2 我國液壓支架的發展及存在的問題
1.2.1 我國液壓支架的發展
    我國20世紀80年代中期開始研制液壓支架電液控制系統,1991年有關生產廠家研制出支架電液控制系統,有關研究院所研制出全套電液控制液壓支架。由于種種原因,未能推廣開。
我國研制液壓支架電液控制系統起步較晚,雖然對液壓支架電液控制系統的研究已經歷了十幾年的時間,但進展緩慢,目前處于芤徊酵晟平錐危還沒有在井下推廣使用。從我國已研制出的支架電液控制系統來看,也還處于單架和成組程序控制的初步階段,而液壓支架與采煤機、輸送機聯動的全工作面自動化控制還處在探討研制階段。目前。國內的神東集團、兗礦集團、鐵煤集團、開灤集團已引進國外電液控制支架艿攪順曬Φ撓τ茫取得了很好的技術經濟效益。液壓支架電液控制系統是實現綜采工作面高產高效的關鍵設備,也是今后的發展方向,這是我國國民經濟快速發展和煤炭生產高產高效集約化發展的需要,是煤炭生產技術發展進步的必然結果。
1.2.2 我國綜采蓯醴⒄怪寫嬖詰奈侍
(1)我國煤層賦存條件復雜,老礦井受生產系統制約,綜采效率難以發揮。我國大部分礦井井型較小,生產系統不適應集中生產的要求。巷道斷面小,支護質量差,掘進設備落后,進度慢,運輸系統環節多,輔助運輸落后。工作面長度、采煤機截深懿汕長度等工作面參數都比較小。
(2)職工隊伍素質差,許多綜采隊以農民輪換工為主,文化基礎差,隊伍不穩定。管理水平低,管理模式落后,管理層次多,扯皮現象嚴重。
(3)煤炭企業普遍經濟效益較差,負擔重,技術改造任務難度大,資金投入嚴重不埽以致發展后勁不足,一些礦井沒有設備更新能力,機械給出現倒退局面。
(4)小煤窯濫采濫挖現象嚴重。一方面造成對國有煤礦的市場沖擊,成為影響綜采發展的一個消極因素。
(5)科研投入嚴重不足。科研單位創收成為主要目標,技術攻關力量不足,科艸曬低水平循環現象嚴重。
(6)由于受價格和基礎工業水平的影響,我國煤機制造質量、產品性能和可靠性距世界先進水平還有較大差距。特別是采煤機、工作面輸送機、液壓支架電液控制技術、采區供電技術、工況監測和故障診斷技術及自動化技術等,與國際先進水平相懿淮嬖誚洗蟛罹唷

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