摘 要
综采设备已经是决定一个煤矿是否现代化的必备条件，是大力提高劳动生产率，加速我国煤炭工业发展的决定因素。综采设备不仅产量大，效率高，成本低，而且能大幅减少人员伤亡，改善作业环境。掩护式支架是上世纪70年出现的产品，其显著特征是在顶梁末端和底座之间附加有掩护梁。掩护梁一般是倾斜的，铰接在顶梁和底座之间。从运动学上讲，它是稳定的，这是掩护式支架最优于框式支架和垛式支架的一点，掩护梁也完全封闭了采空区，从而能够防止破碎顶板岩石掉入支撑工作面。因此，一般说，掩护式支架的支撑工作面是比较清洁的。
本论文主要阐述了大采高掩护式液压支架的设计过程。设计内容包括：选架型、总体设计、主要零部件的设计、和液压系统的设计，三维建模仿真，主要零部件的校核、三视图。由于该煤层厚度适中，选用掩护式液压支架。煤层厚度介于1-10m之间，煤层厚度变化较大，选用调高范围大且抗水平推力强且带护帮装置的掩护式支架。支架采用正四连杆机构，以改善支架受力状况。顶梁、掩护梁、底座均做成箱体结构；立柱采用双伸缩作用液压缸，以增加工作行程来满足支架调高范围的需要。推移千斤顶采用框架结构，以减少推溜力和增大移架力。为了提高移架速度，确保对顶板的及时支护，采用电液控制系统。
关键词：液压支架; 四连杆机构 ; 采煤 ; 支架选型
Abstract
Mechanized mining equipment has been modernized in determining whether a prerequisite for coal is greatly increased labor productivity, accelerate the development of China's coal industry determinants. Mechanized mining equipment is not only large output, high efficiency, low cost, and can significantly reduce casualties and improve the working environment. Stent cover 70 years of the last century there products, its notable features is the roof beams are attached between the base terminal and the shield. Shield is generally inclined, hinged at the top between the beam and base. From the kinematic sense, it is stable, this is the best in the box cover stent stent and stent stack point shield is fully closed mined area, which can fall into the support to prevent the broken roof rock face . Therefore, the general said, face shield support bracket is relatively clean.
This paper expounds the great mining height shield hydraulic support the design process. Design elements include: selection frame type, general design, the main components of the design, and hydraulic system design, 3D modeling and simulation, the main components of the check. As the coal seam thickness, use the cover of hydraulic support. Between 1-10m thick coal seam between the coal seam thickness greater range of choice to increase the resistance level is large and strong and take care to help push the cover stent device. Stents used are four-bar linkage to improve the support force conditions. Top beam, beam shield, the base case structure made; column double-acting hydraulic telescopic cylinder in order to increase the work schedule to meet the stent to increase the range of needs. Jack goes with frame structure to reduce the sliding force and the increasing push force moving frame. To improve the speed of moving planes to ensure timely support of the roof, using electro-hydraulic control system.
Key words: Hydraulic ; Four-bar linkage；Coal mining; Stent Selection
毕业设计主要内容和要求：
内容：液压支架的结构尺寸设计、液压支架工作原理、液压支架受力分析、液压支架强度校核、液压支架控制系统、液压支架的三维建模及仿真。
要求：
（1）为了满足采煤工艺及地质条件的要求，液压支架要有足够的初撑力和工作阻力，以便有效地控制顶板，保证合理的下沉量。
（2）液压支架要有足够的推溜力和移架力。推溜力一般为100kN左右；移架力按煤层厚度而定，厚煤层一般为300kN～ 500kN。
（3）要求液压支架能保证采煤工作面有足够的通风断面，从而保证人员呼吸、稀释有害气体等安全方面的要求。
（4）支架的稳定性要好，底座最大比压要小于规定值。
（5）要求支架有足够的刚度，能够承受一定的不均匀载荷和冲击载荷。
（6）要易于拆卸，结构要简单。
（7）调高范围要大，照明和通信方便。
设计目的
采用综合机械化采煤方法是大幅度增加煤炭产量、提高经济效益的必由之路。为了满足对煤炭日益增长的需要，必须大量生产综合机械化采煤设备，迅速增加综合机械化采煤工作面(简称综采工作面)。而每个综采工作面平均需要安装100台以上液压支架。
由于不同采煤工作面的顶底板条件、煤层厚度、煤层倾角、煤层的物理机械性质等的不同，对液压支架的要求也不同。为了有效地支护和控制顶板，必须设计出不同类型和不同结构尺寸的液压支架。因此，液压支架的设计工作是很重要的。由于液压支架的类型很多，因此其设计工作量也很大的。由此可见，研制和开发新型液压支架设计方法是必不可少的。本论文针对霍州煤电大采高工作面，依靠软件技术提出一种可行、方便、成本低的液压支架设计方法。
液压支架的基本要求
（1）为了满足采煤工艺及地质条件的要求，液压支架要有足够的初撑力和工作阻力，以便有效地控制顶板，保证合理的下沉量。
（2）液压支架要有足够的推溜力和移架力。推溜力一般为100kN左右；移架力按煤层厚度而定，薄煤层一般为100kN～150kN，中厚煤层一般为150kN至250kN．厚煤层一般为300kN～ 400kN。
（3）防矸性能要好。
（4）排矸性能要好。
（5）要求液压支架能保证采煤工作面有足够的通风断面，从而保证人员呼吸、稀释有害气体等安全方面的要求。
（6）为了操作和生产的需要，要有足够宽的人行道。
（7）支架的稳定性要好，底座最大比压要小于规定值。
（8）要求支架有足够的刚度，能够承受一定的不均匀载荷和冲击载荷。
（9）在满足强度条件下，尽可能减轻支架重量。
(10)要易于拆卸，结构要简单。
(11)液压元件要可靠。
(12)调高范围要大，照明和通信方便。
目 录 35000字
第一章 绪 论 1
第1.1节 选题背景 1
第1.2 节 国内外支架技术发展水平及应用 1
第1.3 节 发展趋势和设计目的 2
1.3．1 发展趋势 2
1.3.2 设计目的 3
第1.4节 液压支架的基本要求 3
第1.5节 设计支架必需的基本参数 4
第1.6节 顶板组成 4
第二章 液压支架的结构尺寸设计 5
第2.1节 液压支架分类 5
第2.2节 架型选择 6
第2.3节 液压支架的参数确定 7
2.3.1液压支架高度确定 8
2.3.2液压支架的伸缩比和单位缸长行程的确定 8
2.3.3支架的间距确定 9
2.3.4 底座形式的选择 10
2.3.5底座的长度 12
2.3.6梁端距 12
2.3.7护帮形式的选择 13
2.3.7侧护板的种类和结构形式 14
2.3.8 侧护板的高度 15
2.3.9 顶板覆盖率 15
第2.4节 工作阻力确定 15
第2.5节 顶梁参数确定 17
2.5.1 掩护式液压支架的顶梁结构 17
2.5.2 顶粱长度 18
2.5.3顶粱宽度 21
2.5.4掩护梁的结构 21
第2.6节 立柱和千斤顶位置的确定 22
2.6.1掩护式液压支架立柱支撑型式分类 22
2.6.2立柱布置 23
2.6.3平衡千斤顶的结构 28
2.6.4平衡千斤顶的位置和行程的确定 28
第2.7节 四连杆机构设计 33
2.7.1四连杆机构设计要求 33
2.7.2四连杆机构的结构 34
2.7.3四连杆机构设计 34
2.7.4四连杆机构的优化 41
第三章、 液压支架工作原理及要求 46
第3.1节 液压支架的用途 46
第3.2节 液压支架的动作原理及它的特性曲线 47
第3.3节 移架力大于推溜力的原因及实现方法 48
第3.4节 安全阀的作用、结构和动作原理 48
第3.5节 液控单向阀在立柱上和推移千斤顶上的工作原理 49
第3.6节 液压支架四连杆机构的作用原理和几何特征 50
第四章、液压支架的三维建模及仿真 52
第4.1节 主要部件三维模型 52
第4.2节 动作性能检测 55
第五章 液压支架受力分析 56
第5.1节 铰接式顶梁掩护式液压支架的受力分析 56
第5.2节 底座接触比压计算 60
第5.3节 支护效率 63
第5.4节 液压支架受力影响因素 64
第六章 液压支架强度校核 65
第6.1节 顶梁强度校核 65
第6.2节 立柱的强度校核 66
总结 70
参考文项 71
附录：四连杆机构程序 74
翻译 77
英文原文 77
中文翻译 92
致 谢 101
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