开题报告-中厚煤层支撑掩护式液压支架结构设计

开题报告题目：支撑掩护式液压支架结构设计专题：大批量定制生产在矿山机械中的应用班级：学号：姓名：指导教师：

开题报告立论依据（包括项目研究的目的和意义，国内外研究现状分析）；项目的研究意义近20年来，我国综合机械化采煤得到飞快发展，并且达到了一定的水平。通过在不同条件下综合机械化采煤的探索和实践,已经积累了丰富的经验，从而为我国实现综采高产高效奠定了基础。近几年来有近20余个综采队年产接近或超过百万吨，但仍有六分之一的综采队处于低产状态。为了普遍提高我国综采队年产水平，研制并选用适于我国煤层赋存条件及矿压特点的液压支架是十分急需的。液压支架是以高压液体为动力，由金属构件和若干元件组成.它能实现支撑,切顶,自移和推溜等工序。与大功率采煤机，大运量的可弯曲刮板输送机组成回采工作面的综合机械化设备。由于液压支架具有保护性能好，强度高,移架速度快，安全可靠等优点，所以，它的使用能增加采煤工作面的产量，提高劳动生产率，降低成本，减少工人的体力劳动和保证安全。因此，液压支架是实现采煤综合机械化和自动化不可缺少的设备，研制并使用适于我国煤层赋存条件及矿压特点的液压支架具有十分重要的意义。2、国内外的科技现状目前国内外开采缓厚煤层采用的房柱和倾斜分层长壁采煤法,存在的问题是回收率低,掘进量大,巷道维护费用高,顶板管理困难,煤层容易自然发火等.为了解决这些问题,很多国家都在研究解决厚煤层采煤法.解决途径之一是发展整层垮落采煤法.近年来,俄罗斯对此进行了一系列工业实验,至今已有3.5~5.0m采高的综采设备用于煤矿.西德也研制出大采高的综采设备.为发展我国的整层开采缓厚煤层采煤技术,北京煤矿机械厂研制的BY320-23/45型掩护支架在开滦林南仓矿倾角25~35度,顶板破碎的条件下使用,月产平均四万余吨,支架无损坏,采面工作状态良好,为我国倾斜煤层整层开采厚煤层创造了经验,缓倾斜厚煤层一次采全高综采队年产超过百万吨.二、设计产品的用途和应用领域在采煤工作面的煤炭生产过程中,防止顶板冒落,维持一定的工作空间,保证工作人员的安全和各项作业的正常进行,对顶板进行保护和支护应用在Ⅱ2顶板,底板为粗砂岩,煤层倾角小于15度的煤炭开采中.设计方案1、设计目标、研究内容和拟解决的关键问题（分别填写）设计目标:设计一种适用于煤层厚度3.2m~4.0m,顶板条件为Ⅱ级2类,底板为粗砂岩,煤层倾角小于15度的液压支架.研究内容:研究适应煤层赋存条件及矿压特点的液压支架,使液压支架在厚煤层开采中更能发挥作用.主要有:a液压支架工作阻力的确定b掩护式支架受力分析c立柱及千斤顶的设计d支架平衡千斤顶的分析e液压支架顶梁载荷分布及设计f端面顶板维护及四连杆结构设计g掩护梁和底座受载及其设计h液压支架结构件强度验算I液压支架特性,支护效果及初撑力分析j液压系统设计拟解决的关键问题:a架型或参数与煤层赋存条件不适应b支架稳定性差,造成支架倾倒c掩护梁易开裂,四连杆变形d平衡千斤顶易损坏e煤壁易片帮2、设计方案（须有文字和示意简图说明）(1)顶梁由钢板焊接而成的箱形断面结构,活动侧护板的千斤顶和弹簧设于顶梁箱体内.(2)掩护梁也用箱形变断面焊接结构,以增加强度.(3)底座也是箱形变断面结构,可以适应受力及快速移动的要求.(4)前，后连杆为分体式箱体结构,分别与掩护梁和底座铰接形成四连杆结构,四连杆保证在支梁调高范围内,使顶梁前端与煤壁之间的距离基本不变,支架的掩护空间无较大变化,提高支撑的支护性能.(5)采用两级护帮装置,防止片帮伤人和引起冒顶,还能够较好的适应不同几何形状的片帮煤壁。(6)采用双伸缩立柱,两根立柱直接支撑顶梁,与支撑在掩护梁上的掩护式支架相比,支架的支撑能力大.立柱前倾,可增加调高范围.（7）推移千斤顶采用浮动活塞和短杆结构简化了推移装置。3、题目的可行性分析：(1)利用较高初撑力提高支架支撑效率,确保采面顶板移架后早期移近量小,以提高梁端距空顶处顶板稳定性(2)利用四连杆机构控制端面顶板选取双扭线最佳段为支架工作范围,确保采面端面附近支架有较强的控制能力(3)利用顶梁侧护板等护顶装置,提高支架对顶板的封闭程度以提高支架护顶能力,防止破碎岩块窜入回采空间影响生产,威胁人和设备的安全(4)利用防片帮装置,减少片帮深度和面积,从而提高煤壁的稳定性(5)邻架操作,保证移架工人的安全,利用灵活快速的操纵阀,保证快速移架,以免因移架引起顶底板移迈量过大,使顶板难以控制4、本项目的创新之处此掩护式液压支架,充分适应煤层的赋存条件,合理选用支架工作阻力及主要技术参数,优化了结构设计,保证足够的安全系数;这种支架比经济型支架强度高,重量大,结构件强度足.采用两级护帮装置,以较好的适应不同几何形状的片帮煤壁.推移机构是框架式结构,后连杆下铰点到底座地面的距离加大,提高了支架的可靠性.这种支架具有顶得住,切得下,护的好,和走得动等基本条件外,还能够站得稳,煤壁立得牢等特点.这种支架除有操作简单,不存在立柱升降不同步的蹩卡问题外,还有遏止顶板岩层向采空区移动的纵向推力,顶梁矩可减少反复卸荷破