超前支護(hù)實(shí)驗(yàn)平臺液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)（遼寧）,超前,支護(hù),實(shí)驗(yàn),試驗(yàn),平臺,液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì),遼寧 超前支護(hù)實(shí)驗(yàn)平臺液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者 袁帥指導(dǎo)老師 謝苗 一 選題意義 二 超前支護(hù)原理 三 工況分析 四 超前支護(hù)樣機(jī)液壓系統(tǒng)基本回路設(shè)計(jì) 五 油缸的參數(shù)計(jì)算 六 元件選型 目錄 超前支護(hù)實(shí)驗(yàn)平臺液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一 選題意義 巷道掘進(jìn)的自動化程度低 掘進(jìn) 錨固 支護(hù)過程效率低 導(dǎo)致采掘速比嚴(yán)重失調(diào) 制約煤炭開采效率的提高 在掘進(jìn)巷道過程中 支護(hù)所需時(shí)間占綜掘時(shí)間的2 3以上 是導(dǎo)致綜掘效率低下的直接原因 現(xiàn)有的臨時(shí)支護(hù)設(shè)備存在著一定的不足 無法滿足我國綜掘工作的需求 因此設(shè)計(jì)了一種能夠?qū)崿F(xiàn)主 副交替支撐 邁步行進(jìn)等功能的超前支護(hù)實(shí)驗(yàn)樣機(jī) 設(shè)計(jì)一種可實(shí)現(xiàn)以上功能及支護(hù)原則的超前支護(hù)液壓系統(tǒng) 超前支護(hù)設(shè)備的原理 超前支護(hù)試驗(yàn)樣機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)由主 副支撐組 推移機(jī)構(gòu)等組成 形成交替邁步移動 在主 副支撐組的橫梁上均布安裝有多個(gè)與真正巷道軸向平行且間距相等的支撐縱梁 依靠縱梁上多個(gè)頂部阻尼體與模擬頂板接觸 在結(jié)構(gòu)布置上 主 副支撐組的縱梁數(shù)分別設(shè)計(jì)為奇數(shù)和偶數(shù) 每組縱梁的分布均以超前支護(hù)的中軸線為對稱布置 以保障超前支護(hù)在雙組支撐和單組支撐時(shí)均具有良好的穩(wěn)定性 兩組橫縱梁交替疊加布置構(gòu)成網(wǎng)狀支撐結(jié)構(gòu) 主 副支撐組隸屬的相鄰橫梁上安裝有推移千斤頂 根據(jù)操作需求 兩組互為支撐組 推動另一組移動 完成交替邁步動作 超前支護(hù)設(shè)備需要完成以下幾個(gè)動作 1 單組支撐過程超前支護(hù)在液壓系統(tǒng)的控制下 主支撐組 或副支撐組 立柱油缸同步伸出 2 雙組支撐過程超前支護(hù)處于雙組支撐狀態(tài)時(shí) 主 副支撐組立柱油缸全部伸出 當(dāng)支撐組縱梁與加載油缸接觸 隨著壓力不斷增大 主 副頂部支撐液壓缸逐漸達(dá)到工作阻力值 若頂板出現(xiàn)極端現(xiàn)象 加載油缸的壓力大于超前支護(hù)支撐的工作阻力值 立柱油缸開始降壓并縮回 當(dāng)加載油缸壓力達(dá)到超前支護(hù)承受的最大值時(shí) 主 副支撐組立柱停止縮回 并與機(jī)械系統(tǒng) 合為一體 將頂板壓力完全傳遞給機(jī)械部件形成剛性支撐 3 推移過程推移過程主要包括主支撐架組移架和副支撐架組移架兩個(gè)過程 依據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需求選擇兩組移架動作的先后 實(shí)現(xiàn)交替移架動作 1 主支撐組移架過程主支撐組移架時(shí) 副支撐架組保持支撐狀態(tài) 主支撐架組通過控制立柱縮回 當(dāng)主支撐縱梁下落至副支撐橫梁上時(shí) 副支撐橫梁阻止主支撐縱梁繼續(xù)下落 立柱繼續(xù)縮回將使底部滑靴上提至脫離地面一定位置處 在推移油缸用下 主支撐架組被向前推移一個(gè)步長 推移動作完成后 主支撐架組控制立柱伸出 當(dāng)?shù)撞炕ハ侣渲料锏赖酌鏁r(shí) 主支撐橫梁 縱梁上升 當(dāng)縱梁及阻尼體接觸并有效支撐頂板 立柱油缸停止運(yùn)行 此時(shí)主支撐架組移架動作完成 2 副支撐組的移架過程副支撐組的移架過程與主支撐架組的移架過程基本一致 移架過程中 主 副支撐架組中的橫梁及縱梁起到一定的限位作用 超前支護(hù)樣機(jī)技術(shù)參數(shù)表 根據(jù)整機(jī)技術(shù)參數(shù)為之后的流量計(jì)算和液壓缸的設(shè)計(jì) 工況分析等提供了依據(jù) 推移油缸工況分析 超前支護(hù)設(shè)備的行走及轉(zhuǎn)彎是通過推移千斤頂?shù)纳斐龊褪湛s完成的 但與其他支護(hù)設(shè)備不同的是 本設(shè)備在邁步過程中 是通過立柱 頂梁等部件的共同作用 將底部滑履抬起的條件下 再進(jìn)行超前支護(hù)設(shè)備的推移動作 不需要克服滑履與地面的摩擦力 僅需要克服主 副支架相互移動時(shí)產(chǎn)生的摩擦力 這樣可以大大降低推移千斤頂所需的推力和拉力 因此 在計(jì)算推移千斤頂?shù)母讖綍r(shí) 僅考慮支架自身重力所產(chǎn)生的摩擦力 在設(shè)計(jì)過程中 對本設(shè)備的整體重量進(jìn)行了初步計(jì)算 設(shè)備總重共計(jì)2t 則推移千斤頂需要克服的摩擦力為 式中 推移千斤頂需要克服的推力 kN 設(shè)備的整體重量 則單組重量為1t 摩擦系數(shù) 取鋼 鋼摩擦系數(shù)0 15 根據(jù)上式計(jì)算得出 推移千斤頂需要克服的摩擦力為0 15KN 為了保證本設(shè)備能夠行走 使用2根推移千斤頂來完成邁步動作 因此 推移千斤頂需要滿足的推力和拉力大小為0 075kN 支撐油缸工況分析 立柱油缸支撐時(shí) 有可能是單組支撐 也有可能是單組支撐 對于單組支撐來說 有4個(gè)油缸 支撐5t的負(fù)載 每一個(gè)油缸所有力的大小為1 25KN 對于全支撐來說8個(gè)油缸同時(shí)支撐負(fù)載 每一個(gè)油缸力的大小為0 625KN 超前支護(hù)樣機(jī)液壓系統(tǒng)基本回路設(shè)計(jì) 超前支護(hù)液壓實(shí)驗(yàn)平臺主要回路包括立柱支撐回路 推移回路 模擬頂板加載回路等 立柱支撐回路 立柱支撐回路是由一個(gè)換向閥 一個(gè)節(jié)流閥 兩個(gè)平衡閥組成的 首先液壓油經(jīng)定量泵輸出 當(dāng)多路閥中的換向閥處于中間位置時(shí) 立柱液壓缸不動作 當(dāng)多路閥中換向閥處于左右位置時(shí) 高壓油液通過平衡閥作用進(jìn)入立柱液壓缸的上下腔 使得本設(shè)備完成升柱和降柱的動作 推移回路 此推移回路包括節(jié)流閥 3位四通換向閥 平衡閥等 推移回路中的兩個(gè)千斤頂分別作用于主副支撐 推移時(shí)有可能向前行走有可能向后行走 也有可能停止在某一個(gè)位置支撐保護(hù) 所以需要Y型換向閥 平衡閥保證運(yùn)行的平穩(wěn)性 節(jié)流閥的主要作用就是為了控制推移千斤頂?shù)纳斐鏊俣?模擬頂板加載回路 模擬頂板加載回路 是為了模擬巖層對超前支護(hù)液壓支架的力 而進(jìn)行設(shè)計(jì)了頂板加載回路 此回路要求可以對頂板進(jìn)行各種類型的加載實(shí)驗(yàn) 其中包括中心加載 兩邊加載和總體加載 以此來模擬各種巖層的不同接觸方式對頂板的壓力的實(shí)驗(yàn) 油缸的參數(shù)計(jì)算 由于篇幅有限 ppt以立柱油缸進(jìn)行說明 其余的推移油缸 加載油缸設(shè)計(jì)方法與其相同 1 液壓缸工作壓力的確定 液壓缸工作壓力主要是根據(jù)液壓設(shè)備的類型來確定的 對不同用途的液壓設(shè)備的類型來確定 對不同用途的液壓設(shè)備 由于工作條件不同 通常采用壓力范圍也不同 設(shè)計(jì)時(shí) 可用類比法來確定 所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)類似機(jī)床 但屬于煤礦機(jī)械設(shè)備 所以選擇拉床的最大壓力10MPa 2 液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定 3 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度 從材料力學(xué)可知 承受內(nèi)壓力的圓筒 其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異 一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒 液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚的比值D 10的圓筒稱為薄壁圓筒 起重運(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸 一般用無縫鋼管材料 大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu) 其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算 油缸的參數(shù)計(jì)算 4 液壓缸工作行程的確定 液壓缸的工作行程長度 可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定 由于此液壓缸為非標(biāo)準(zhǔn)件 根據(jù)我的設(shè)計(jì)要求 選用80mm的行程 5 最小導(dǎo)向長度的確定 6 缸體長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和 缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度 一般液壓缸缸體從長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20 30倍 最終確定缸體長度305mm 7 算出流量和功率 為之后選型做準(zhǔn)備 元件選型 1 液壓泵的選型 17 08L min 液壓泵選擇CBHB F510 CFPL 2 泵站電機(jī)的選型 根據(jù)液壓泵所計(jì)算的功率 液壓泵選用Y132S 4 感謝各位老師的觀看 請各位老師指導(dǎo)提問