超静定薄煤层液压支架设计.doc

中国矿业大学
本科生毕业设计

姓名：许亮学号：03101222
学院：机电工程学院
专业：机械工程及自动化
设计题目：超静定薄煤层液压支架
专题：
指导教师：李凌职称：讲师

二O一四年六月徐州

中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书

指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：

成绩：指导教师签字：
年月日
中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书

评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：

成绩：评阅教师签字：
年月日
中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书

评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：

成绩：评阅教师签字：
年月日

中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩
答辩情况提出问题回答问题正确基本
正确有一般性错误有原则性错误没有
回答

答辩委员会评语及建议成绩：

答辩委员会主任签字：
年月日学院领导小组综合评定成绩：

学院领导小组负责人：
年月日
中国矿业大学毕业设计任务书

学院机电学院专业年级机自07-9班学生姓名许亮

任务下达日期：2014年3月1日

毕业设计日期：2014年3月1日至2014年6月15日

毕业设计题目：超静定薄煤层液压支架

毕业设计专题题目：

毕业设计主要内容和要求：

（1）完成液压支架所有部件的结构设计，运用Pro/E建立其三维模型，实现运动仿真，绘制关键点的运动轨迹。
（2）利用ANSYSWorkbench对液压支架的主要部件进行有限元分析，验证结构强度。
（3）工作量要求：0#图纸不少于3.5张，说明书不少于70页

院长签字：指导教师签字：

摘要

随着煤炭资源的日益减少，如何更好的实现对薄煤层的开采成为了一个重要话题。在我国西南部的很多矿区，薄煤层已经成为主采煤层。液压支架作为煤矿开采的重要支护设备，在保证工人的人身安全的同时，还要提高煤矿的生产效率。因此，研制高质高效的薄煤层液压支架具有重要的意义。
传统的液压支架使用两柱或四柱支撑，工作阻力小，而且四连杆机构设计起来十分困难，最终只能用近似的双纽线实现顶梁端部的运动，顶梁仍然有倾向煤壁的趋势。本文设计的液压支架采用八根立柱支撑，支护阻力大，取消了四连杆机构，用立柱的液压力抵抗水平力，是液压支架设计方法的巨大进步。
本文设计的内容主要包括：顶梁、底座、前梁、立柱等关键部件的结构设计，建立液压支架的三维模型，实现运动仿真，最后进行有限元分析校核关键部件的强度。设计的过程中参考了现有液压支架结构设计的优点，如顶梁的箱形结构、底座的底分式结构等。
本设计的主要创新点在于：八根立柱对顶板实现密集支护，不仅提高了支护阻力，而且可以通过更换不同缸径的悬浮式立柱，实现支架的模块化设计、集成化装配和规模化生产，大大缩短了生产和检测周期，加快了我国综采机械化生产进程。薄煤层液压支架一般采用邻架控制，为了减少管路上的压力损失，方便人员的操作，设计了一种先导控制的液压系统，对液压支架液压系统的设计具有一定的参考价值。

关键词：液压支架；超静定结构；运动仿真；有限元分析

ABSTRACT

Withthedecreaseofthecoalresources,howtominethethincoalseambetterbecameanimportanttopic.InthesouthwestofChina,thethincoalseamhasbeenthemainlyminingarea.Hydraulicsupportastheimportantsupportingequipmentincoalmining,notonlytoensurethesafetyofworkers,butalsotoimproveproductionefficiencyofcoalmine.Therefore,thedevelopmentofthehighqualityandhighefficienthydraulicsupportinthincoalseamhasvitalsig