1、毕 业 设 计 说 明 书毕业生姓名 ：专业 ： 机械设计制造及其自动化学号 ：指导教师所属系（部） ： 机械与电子工程系二八年五月I毕业设计评阅书题目：煤矿运输、提升机械选型设计及支撑掩护式液压支架液压系统的设计机电 系 机械设计制造及其自动化 专业 姓名 设计时间：200 8 年 3 月 24 日2008 年 6 月 1 日评阅意见：全套图纸，加 153893706成绩：指导教师： （签字）职 务： 200 年 月 日II毕业设计答辩记录卡机电 系 机械设计制造及其自动化 专业 姓名 答 辩 内 容问 题 摘 要 评 议 情 况记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩 答辩组评定成
2、绩 综合成绩注：评定成绩为 100 分制，指导教师为 30%，答辩组为 70%。专业答辩组组长： （签名）200 年 月 日i前 言毕业设计是对学生在毕业之前所进行的一次综合设计能力的训练，是为社会培养合格的工程技术人员最后而有及其重要的一个教学环节。通过毕业设计可以进一步的培养和锻炼我们的分析问题能力和解决问题的能力，这对我们今后走向工作岗位有很大的帮助。我们这次是一般选型和专题相结合的设计，涉及内容广泛，几乎四年所学知识或多或少涉及到。但又着重了今后工作的设计方向，重点是液压支架液压系统的设计。这次设计画图集中于液压支架液压系统零部件的设计，这次设计我们将本着：独立分析，相互探讨，仔细推敲
3、，充分吃透整体设计的整体过程，使这次设计反映出我们的设计水平，并充分发挥个人的创新能力。作为一名未来的工程技术人员，应当从现在开始做起，学好知识，并不断的丰富自己的专业知识和提高实际操作能力。在指导老师的精心指导下，我们较为圆满的完成了这次设计工作，由于学识和经验的不足，其中定会出现很多问题，不足之处恳请各位老师加以批评和指导。ii目 录摘 要 1abstract2第一篇 选型设计 3第一章 矿山运输机械选型设计 .3第一节 原始资料概述 3第二节 工作面刮板输送机的选型 5第三节 顺槽输送设备选型设计 8第四节 上山输送机选型设计 13第五节 电机车选型设计 15第二章 矿井提升机械选型设计
4、 .21第一节 原始资料概述 21第二节 一次提升量的确定 21第三节 提升钢丝绳选择计算 24第四节 矿井提升机选型计算 26第五节 天轮的选择计算 28第六节 与井筒相对位置的计算 28第七节 提升系统变位质量的计算 31第八节 运动学计算 32第九节 动力学计算 34第十节 验算电动机的容量 38第十一节 提升设备电耗及效率的计算 39第二篇 支撑掩护式液压支架液压系统设计 41第一章 概述 .41第一节 设计任务书 41第二节 液压支架液压系统的特点 42第二章 液压支架的液压系统设计 .43第一节 液压系统的拟定 43第二节 液压元件和管路的设计 50第三节 泵站的选取及主要参数的确
5、定 71第三章 液压支架的组成及工作原理 .72第一节 液压支架的组成 72第二节 本液压支架的液压系统 79第三节 本液压支架的工作原理 81第四章 液压支架在工作面的布置与移动方式 .83第五章 液压支架的支撑承载原理 .84第六章 阀组 .87第七章 支架的操作，维修及故障处理 .92第一节 支架的操作维修、拆装搬运时的注意事项 92第二节 支架各主要部件常见的故障及处理措施 93第八章 液压支架的发展方向 .95结束语 96iii参考文献 97英文原文 98中文译文 100致 谢 102太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书1煤 矿运输、提升机械选型设计及支撑掩护式液压支架液压系统的设计
6、摘 要本次毕业设计的题目是“煤矿运输、提升机械选型设计及支撑掩护式液压支架液压系统的设计” ，其主要任务有两项：第一项是煤矿运输、提升设备选型的设计；第二项是支撑掩护式液压支架液压系统的设计。在设备选型设计中，首先对原始资料进行分析，根据生产过程及其它要求来确定其设备的型号，然后进行校核，最后确定设备的规格及其工作参数。在支撑掩护式液压支架液压系统的设计中，首先是根据原始资料自选液压支架，其次就是对液压系统原理的拟定，然后根据工作特点进行液压元件及管路的设计，同时对液压泵站进行选取及其各种参数的确定，最后对支架的操作、维护及其故障处理的办法做了详细的介绍。关键词：煤矿运输 煤矿提升支撑掩护式液
7、压支架 液压系统太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书2AbstractThe graduation design is entitled of “coal transportation, upgrading machinery selection design and support for the cover of the hydraulic support of the hydraulic system the design”. There are two main tasks: one task is that the design of the coal transportation,
8、 upgrading equipment selection ;the other is that the design of support for the cover of the hydraulic support of the hydraulic system. In the selection of equipment design, the first we should analysis the original data and determine their equipment models according to the production process and ot
9、her requirements, futhermore, check it and determine the specifications of equipment and operating parameters. In the design of the “support for the cover of the hydraulic support of the hydraulic system” , firstly,we should select the hydraulic support in accordance with the original information; t
10、hen we should decide the principle of the hydraulic system; then we should design the hydraulic components and the pipeline basis on thecharacteristics; Meanwhile,we should select the hydraulic pump and determine the various parameters; Finally,we should introduce specifically the method of supports
11、 operation, maintenance and troubleshooting determination.Keywords: The coal mine transports The coal mine upgradeSupport for the cover of the hydraulic support Hydraulic system太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书3第一篇 选型设计第一章 矿山运输机械选型设计第一节 原始资料概述一、原始数据：各装车站距（km）: ； ； ；3.21l.l8.13l各装车站运量（t）： ； ； 40Q450203Q煤特征参数：实体质量（t
12、/m ）：1.363散煤质量（m/m ）：1.163安息角（度）：30井型(t/a)： 4105煤层数：1采区数：3工作面数：3煤层厚度（m）：2.7煤层倾斜角(度):14工作面长（m）：150上山长（m）：500出矸率（%）：15顺槽长（m）：760二、运输系统：走向长壁采煤法的采区巷道采用的是双面采区布置法。其特点是：采区上山（或下山）布置在采区中间，采区走向长度较大，采回上（下）山为采区两翼的回采工作面服务。布置图如下：太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书4单一煤层走向长壁1运输上山 5回风顺槽2轨道上山 6运输顺槽3运段大巷 7绞车房4总回风巷 8采区煤仓9区段回风平巷首先，在采区中央
13、沿煤层向上开掘采区上山 1，2，与总回风巷连通。然后，由上山向两翼开掘区段运输平巷 6 和下区段回风巷 9 至采区边界。再由 6 向上开掘开切眼，与 5 相贯通，待安装好各种设备后，即可进行回采。采区内一般布置两条上山，一条是输送机上山，安装有刮板输送机或胶带输送机，用作运煤，行人和进风。另一条是轨道上山，铺设有轨道，用作运料、提矸。回采工作从采区边界开切眼开始，向采区上山方向后退回采。随着回采工作进行，必须提前掘进第二区段的巷道，以保证回采工作面正常接替。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书5煤从回采工作面采出后，经 6 和 1，运入采区煤仓 8，在阶段运输平巷装车运往井底车场。材料及设备由
14、轨道上山 2 提至回风顺槽 5 进入回采工作面。新鲜风流由 316，分向两翼回采工作面。清洗回采工作面后，废风经 54，由回风井靠扇风机排至地面，为避免新鲜风流经轨道上山短路，在采区下部车场的轨道上山绕道出和运输机上山与 5 相交处设置风门，并在与阶段回风平巷相交处设置风桥。此处，为避免 6 与轨道上山相交从轨道上山漏风，6 从轨道上山下面穿过。第二节 工作面刮板输送机的选型一、工作面刮板输送机的选择原则（1）刮板输送机结构型式。一般与采煤机配套使用时，均选用可弯曲自移式刮板输送机。其输送能力应满足采煤机生产能力的要求，并有一定的备用能力，尽量使链速可用，以满足不同输送量的要求。（2）刮板链的
15、结构型式有中单链，中双链，双边链，准边双链和三链式多种。要根据负荷情况，链子强度选择链子数目，也要结合煤质硬度选择链子结构型式。如煤质较硬，块度较大时不宜选用中单链或边双链型式，优先选用中双链。煤质较软时可选用中单链和边双链。三链式由于结构复杂，链子受力不均匀发生断链事故，尽可能不选用。（3）溜槽结构型式和尺寸的选用。溜槽的结构型式有开底式和封底式之分。开底式结构简单应优先选用，封底式主要用于底板较松软的条件。二、具体计算（1）采煤机生产率rbhvAc60式中： 采煤机牵引速度（34m/s） ，取 3.5m/sb截深 0.6mr实体质量 1.36 t/m 3hTA/67.42.1607.253
16、60Q/)1.(太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书6查采煤机机械化成套设备参考手册预选 SGD-730/250 型刮板输送机出厂长度（m） 输送量（T/h） 铺设长度（m） 刮板链速（m/s）150 600 180 1.05型号 DSB-125功率（千瓦） 1252电压（伏） 660/1140电动机转速（转/分） 1470型式 中单链规格（mm） 2692刮板链破断拉力（KN） 85链中心距 刮板间距 920刮板链 每米重量（kg/m） 36.26长宽高（mm） 1500730220水平弯曲（度） 2中部槽垂直弯曲（度） 4(2)电机功率校核运行阻力计算 1)/(6.3mkgvAq式中：q每
17、米长度的牵引机构上所装的货载质量，kg/mv牵引机构的运行速度，m/s sin)(cos)( 00 LgqLgwWzh in0qk式中： -分别为刮板输送机重段，空段运动阻力,kg；,kzh货载在溜槽中的移动阻力系数；w-刮板链在溜槽中的移动阻力系数；对中单链刮板输送机 =0.4-0.6 取 =0.5w太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书7w=0.3-0.4 取 =0.35-刮板输送机长度 150mL-刮板输送机安装倾角 14中部槽单位长度上的装载质量， （kg/m）q-刮板链单位长度质量， （kg/m）0101786.7（N）zhW31629.2(N)k可弯曲刮板输送机全动链轮牵引力应为16
18、1433.2(N)(1.0kzhWw式中：主动链轮圆周牵引力，除克服直线段的阻力外，还要考虑弯曲段的阻力，所以弯曲段的阻力系数 1.1，再考虑输送机本身的弯曲，取系数 1.1。电机功率校核 2；)(10maxkwvN )(10cos2.min kwvLgqN式中： -传动装置效率 0.6-065 取 =0.65（包括减速器及液力联轴器，链条与链轮啮合处）260.1maxN65.6in输送电机功率应按等效功率计算=179.0(kw)2minimaxa26.0NNd 刮板输送机电机容量 kwd508.14).15(0 链条强度校核(双机头驱动) 3太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书85.8049
19、3.26.7.104.6.34234min11kkzhkzhkzWSSSW为 最 小 点时 ，当可见 1342SS以上算得的 为最大静张力。为了保证刮板链工作的可靠性，必须以链条在2工作所承受的最大张力验算其强度，最大张力为最大静张力与动张力之和，动张力可按最大静张力的 15-20%计算。链强度以 k 表示，对于单链刮板输送机应满足下式5.32.1maxSd式中：k刮板链抗拉强度安全系数d -一条刮板链子的破断力 N 5.3962.1maxSk综上所述，所选刮板链符合要求。第三节 顺槽输送设备选型设计一、转载机选择顺槽转载机的输送机能力要与工作面刮板输送机的能力相匹配，一般转载机的输送能力要稍
20、大于工作面输送机。为此多采用增大溜槽断面（溜槽两侧加挡板） ，增大链速（改变减速器内第二级齿轮传动比）或缩短刮板间距等措施，可根据具体条件采取适当措施。由此原因，预选 SZQ-75 型转载机其输送量 630 吨/小时出厂长度（m）输送量（t/h） 刮板链速（m/s） 减速速比太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书925 630 1.33 15.70型号 DSB75-4功率（kv） 75电压（v） 380/660电动机转速（r/min） 1470型式 双边链规格 1864链环破断拉力（t） 35链中心距（mm） 600刮板间距（mm） 640刮板链速每米重量（kg/m） 22.6型号 YL-500
21、A液 力 联轴 器 额定功率（kw） 75二、可伸缩胶带输送机选型配合机采工作面顺槽运输一般选用可伸缩带式输送机，其生产能力要与转载机相匹配。根据输送量选择合适的带宽和带速。可伸缩胶带输送机用于综合机械化回采工作面的顺槽运输，由于它自身有可伸缩性，可以大大减少顺槽运输机拆移次数和时间花费，可以适应综合机械化工作面快速推进，充分发挥综采设备的能力。（1）根据所需输送能力，巷道长度等初选 SDJ-150 型胶带输送机，其规格与性能如下输送量（t/h）输送长度（m） 带速（m/s） 传动滚筒直径(mm)630 1000 1.90 630宽度（mm） 1000类型 阻燃带输送带强度(N/mm) 500
22、s最大长度（m） 12 与转载机搭接 轨距（mm） 1362太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书10贮带长度（m）100型号 DSB-75功率（kw） 752电动机电压（v） 380/660(2)胶带宽度的校核要完成规定的运输生产率，胶带的宽度应为：)(mcrvkAB式中：A-输送机的必要输送量（t/h）-胶带的运行速度（m/s）r-煤的散集密重 1.16(t/m)K-货载断面系数 k=458(查表) C-输送机倾角系数 c=1(查表) (68.0mcrvkABB=1000mm680mm ,满足要求。另外，宽度还必须按物料的块度进行校核，对于未过筛的松散货载（如原煤） )(20maxB式中：
23、-货载最大块度的横向尺寸（mm）=300mmmaxB =800 mm ,满足要求。)(20如果带宽不能满足块度的要求，则可把带宽提高一级，但不能单从块度考虑把带宽提高两级或两级以上，否则造成浪费，这时可在输送机前面加一台破碎机。(3)胶带运行阻力的计算胶带在顺槽内水平布置重段阻力 cos)( wLgqWdzh太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书11空段阻力 cos)( wLgqWdk式中： -分别为槽形，平行托辊的阻力系数w、 035.4. ，L-输送机长度 760 米q-每米长胶带上的货载重量（kg/m） )/(65.79.1326. mkgvAq-每米长的胶带自重dkB/),(.211.1
24、 胶带的平均密度， 3mt-500S 阻燃带的厚度，mm,取 7mm-胶带上保护层厚度，3mm1-胶带下保护层厚度，1mm2-分别为折算到每米长度上的上下托辊转动部分的重量gq、（kg/m）67.145.2 gLG .3gq其中 、 -分别为上下托辊重量（kg）gG、 -分别为上下托辊间距（m）Lg11.5 米，取 1.5 米； 23 米，取 3 米g gLNwqWgdzh 19.870cos)( Lk 46（4）胶带张力计算用逐点计算列出各点的张力关系：（按输送带的张力增加 5%计算）太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书12zhkzhk WSWS05.1.34 2221neM1式中： n-摩
25、擦力备用系数 n=1.15-1.2 取 n=1.2-胶带在滚筒上的围包角，420 -胶带和滚筒之间的摩擦系数，0.25M解得： 17363.531S428823.47（5）胶带强度校核用下式算出胶带断裂安全系数maxSBd式中 ：B-胶带宽度（mm）-胶带断裂强度（N/mm）d-胶带的最大张力（N）maxSm-安全系数，最小安全系数要求大于 7=17.37maxSGB(6)胶带最大允许悬垂度校核 1in 807cos)(5 Sglqdzh 1452miSgk-重段拖辊组的间距，m,取 1000-1500mmgl太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书13-空段拖辊组的间距，m,取重段拖辊组的间距的
26、两倍gl故满足要求。若根据摩擦条件计算所得的 值不能满足按下垂确定的最小张力值时，则必须加大 ，使其满足下垂条件的要求。再重新用逐点计算法算出胶带其他各点的张力。（7）电机功率校核考虑到胶带在滚筒处的弯曲阻力，胶带机所需的总牵引力 NWwkzh 81.3670)2.419.2870(.)(1.0 胶带所需的总功率210vN式中： k-电机容量备用系数（1.15-1.20）-减速器的传动效率（取 0.85）1-液力联轴器的传动效率（取 0.95）2 kwvkwN1504.95.08113675.102 满足功率要求第四节 上山输送机选型设计随着我们煤炭工业的迅速发展，矿井运输量日益增大，在大型矿
27、井主要水平及倾斜巷道，如条件适当，采用大运量、长距离的胶带运输机是非常有利的。但普通型胶带输送机的胶带强度有限，为了实现长距离无转载的运输，现采用钢绳芯胶带机。预选 DX4-G1000 的钢绳芯胶带机，其带宽 B=1000mm，带强 =1000kg/cm,dS带速 v=2.5m/s，胶带机长度 mL50一、胶带运行阻力的计算胶带机重段运行阻力，空段运行阻力分别为 sin)(cos)( LgqwLgqWddzh 太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书14sincos)( LgqwLgqWddk 因 )/(69.15.236. mkvQmkd/4（查表可知）(kg/m) (kg/m)67.15. g
28、LGq 67.531 gLGq04w035.w则 NqLgqWddzh92.87 sin)(cos)(gdgdk6.34i)(二、计算牵引力、电机功率（1）牵引力053.487)3.419258(1.)(.0 kzhWw说明输送机以发电方式运行。（2）电机功率当输送机以发电方式运行时，其电机发电时的反馈功率 1)(0| kwvN式中： -电机超速同步转速时，胶带的运行速度，取 1.05vv-减速器的传动效率 0.85液力联轴器的传动效率 0.95)(10| kwvN=133.77(kw)上山胶带输送机空载运行时，仍以电动机方式运转。 2空载时重段运行阻力 NLgqwLgqWddzh9.145s
29、incos)( 太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书15NWwkzh40.219738)(.0空载运转时电机所需功率 )(07.95)(1|kwv比较 、 ,取二者之中较大者N作为上山输送机所需功率,采用单滚筒单电机驱动型式。故可选到合适的电动机，上述所选合适。第五节 电机车选型设计机车运输是矿井运输中极为重要的部分，是矿井水平巷道长距离运输的主要方式。机车按其动力不同，分为柴油机车，压气机车和电机车。电机车具有更好的性能，按运行速度快，效率高，维护简单，运转可靠，外形尺寸小，成本低。当矿井产量和运距发生变化时，只需增加机车台数即可满足新的要求，适应于弯道和支线较多的运输巷道，可以作多种运输工
30、作。电机车按其供电方式不同，可分为架线式机车和蓄电池机车，两者比较，架线式电机车更为便利，成本低，效率高，因此，得到广泛应用。蓄电池机车只是矿井瓦斯、煤尘比较严重的情况下，不能使用架线式机车时才使用。选用架线式电机车（根据矿井瓦斯、煤尘情况）一、电机车及矿车的初选目前一般采用如下经验：当年产量大于 120 万吨矿井，选用 10 吨或 14 吨重机车。对于架线式电机车的额定电压，一般采用 550 伏，当年产量较小，运距较短的矿井可采用 250 伏。根据本题矿井年产量 145 万吨，选用 10 吨电机车，型号 ZK-10-600/550 ，762/550，900/550 型。项 目 ZK-10-
31、600/550 762/550 900/550 架线式电机车太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书16机车粘着重量（t） 10牵引电动机额定电压（v） 550牵引电动机型号 ZQ-24牵引电动机数量（台） 2轮缘牵引力（kg） 15.11小时制速度（km/h） 11牵引电动机电流（A） 19.6长时制牵引电动机功率（kw） 9.6传动比 6.92滚动圆直径（mm） 680 4500固定轴距（mm） 1100 1060/1360轨距（mm） 600、762、900 1550轨道最小曲率半径（m） 7制动方式 机械/电气长（mm） 4500宽小/大(mm) 1060/1360外形尺寸 高（mm） 1
32、550二、列车组成的计算1、根据原始条件算出下列诸参数（1）矿井每班的总运煤量 bQ321Qb式中： -矿井每班的总运煤量（吨/班） 321b=1360（t）（2）电机车运输加权平均距离太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书172.45(km)321 QllL（3）取电机车在每个运输循环中的休止时间 （分）202、以电机车牵引重车组沿上坡起动时所需的牵引力不超过粘着条件所允许的极限值为依据，采用 MOC3.3-6 型底卸式矿车（自重 1.7t,载重 3t）)1.0(0aiGPnpzh式中： -电机车重量（10 吨）G-矿车载重的质量，t-矿车自重的质量，t0n-列车中的矿车数-粘着系数，一般按撒
33、砂起动取 0.24-重列车起动时的阻力系数， 0.0105zhzh-巷道平均坡度，pi 3i-列车起动加速度，一般取 =0.04m/saa将以上诸值代入公式26)1.0(0aiGPnpzh3、根据电机车牵引电动机的发热条件对上述结果进行校核。（1） )()(0pzhczh ignF5288)()(00pkck iGP7932式中： 、 -分别为电机车牵引重列车和空列车时的牵引力zhFk-重列车运行时的阻力系数， 0.007zzh-空列车运行时的阻力系数， 0.009k k太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书18（2）每台牵引电动机的牵引力2644N2zhzF3966Nk（3）查牵引电动机的特性
34、曲线可由牵引力 F 找出相应的电流 I 值。查曲线图得 =18A =21AzhIkI（4）查牵引电动机的特性曲线可由电流 I 找出相应的 V 值smkVzh/39.4/8.15k2（5）计算列车运行一个循环电动机的均方根电流值 TtItIIkzhx22式中： - 调车系数取 1.15（运距超过 2000 米）-两个循环间的休上时间,取 20 分kpmzhpmkzh VLtT601式中 sVpzh /2934750k15.，为最大运输距离mL3则 kpmzhpkzh VLtT60将诸值代入，即得15.5600m 时，取上限值。mpVV)9.075.(根据上述规定，按照具体条件，应首先预选提升机速
35、度，在选择提升速度时，应注意经济效果。目前，国产提升机标准提升速度有 2.5 米/秒，3.14 米/秒，3.3 米/秒，3.7 米/秒，4.7 米/秒，5.0 米/秒等系列。选 =3.3 米/秒。mV2、井上，下车场运行速度 （平车场）pcV由技术口径上统一取 1.5m/s0.3m/spca3、在井筒中加减速度 、 的确定13规程规定，对于斜井升降人员（物料）时，主加减速度 、 0.5m/s 这里1a3 是为了（）操作方便（）简化电控。1a3三、估算一次提升持续时间 zT对于平车场 )(2sVLTpcpz 式中： -井口平车场长度，即从井口至摘钩地点的距离cLmlncp)97(5.1太原理工大
36、学阳泉学院-毕业设计说明书24pcpzVLT2= 5.193.9058=240（s）四、小时提升量1、小时提升量车出矸率 htACtbArns /103% 式中：C-不均衡系数，取 1.252、计算一次提升量 Q)(7.630tTzs考虑矿车在斜坡上运行，减少装载相应的装载系数取 0.95，则一次提升量应不小于 )(795.0 tQ五、确定列车组矿车数 cn.6qgnc（个）圆整 =7 个c六、验算车钩强度60)cos)(sin( cq式中： -矿车运行阻力系数，采用滚动轴承时， 05.1.-井筒倾角 1760)cos)(sin( cq=4（10000+6100） （sin17+0.015cos17）=4161000.307=3456760000 ，满足车钩强度。故决定串车组每次由 7 辆 1 吨的矿车组成。第三节 提升钢丝绳选择计算为了满足经常摘挂钩工作的需要及斜井提升时间钢丝绳磨损严重的特点，用时考虑供货方便，价格便宜等因素，一般多选用 67 线接触交叉捻钢丝绳为宜，若有条
