920-ZY32001535液压支架立柱、液压系统的设计
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毕业实习报告书系 (部) 机电工程系专业班级 学生姓名 完成日期 山 东 大 学实习报告书实习名称 毕业实习 实习地点 煤矿机械厂姓名 组别 2同组实习者指导教师 实习日期指导教师评语指导教师签名:_年 _ 月_日 实习成绩实习报告书一、毕业实习目的本次毕业实习的目的是将在学校学习的理论知识与生产实际相结合,也是在学校的最后一次实践性锻炼。通过本次实习熟悉井下采煤系统的全部工作过程,特别是液压支架的工作过程和工作原理。为毕业设计收集实践资料.针对自己的毕业题目,了解液压支架各个部件以及液压系统中各液压缸的动作顺序和动作原理。收集相关的技术资料及原始素材,并与现场技术人员进行技术咨询。为设计液压支架做好充分的技术准备。二、实习内容公司简介:山东机械厂,位于风景秀丽的泰山脚下,始建于 1958 年,具有40 余年的历史。初期属煤炭部矿井设备专用厂,现隶属于临沂矿务局,国家中一型企业,是原煤炭部生产矿井专用设备、选煤设备和支护设备的重点企业之一,现有固定资产原值 6804 万元,年销售收入 2.6 亿元,企业占地面积 24.6万平方米,厂房建筑面积 2.65 万平方米。我厂是煤炭系统生产矿井专用设备、选煤设备最全的厂家,可生产各种:(1)矿井专用设备:井架、罐笼、箕斗,操车设备、排矸设备、装卸载设备;(2)选 煤 设 备:X 系列跳汰机、液压动筛跳汰机、浮选机、真空过滤机、离心脱水机、浓缩机、振动筛、斗式提升机、给煤机、破碎机、压滤机等。(3)支护设备:掩护式综采液压支架、大倾角掩护式综采液压支架、支撑掩护式液压支架、悬移放顶煤液压支架、ZFTL-3 型液压滑移支架、单体液压支柱等;ZZ10000/32/62 支撑掩护式非机采自移支架。(4)大型钢结构产品:快速定量装车站等设备。并且可为大、中、小型煤矿进行主机配套,我厂是中直国有企业,现有职工 1600 余人,各类工程技术人员 450 人,其中高级工程师 82 人,教授级高工 4 人,技师 28 人,有先进的加工工艺,完善的测试手段,科学的管理体系和完备的质量保证体系。全厂共设有:矿井设备分厂、液压支架分厂、铸锻分厂,矿井设备二分厂等四个专用分厂,拥有各类生产设备 1000 余台,特别是:大型通过式抛丸除锈机、大型多头数控切割机、液压支架试验台、500 吨四柱压力机、12 米刨边机、120 吨龙门吊、11 辊平板机、5 米双柱大立车、大型落地镗铣床、T68 镗床、8 米深孔镗、5 吨钢炉、大型箱式热处理炉、4000 吨摩擦压力机、315 吨矫直机、1000 吨摩擦压力机、埋弧自动焊机、616M 大型数控切割机、二氧化碳气体保护焊机、等离子切割机、实习报告书大型开闭式压力机、支柱打压机、阀类试验台、精密万能工具显微镗、数字三校验仪、超声波探伤仪、等精、大、稀设备。它们是制造各种大、中型矿井、选煤设备和钢结构产品的关键设备,也是保证产品质量的前提。同时对各种产品有着先进的生产工艺和完善的检测手段,科学的管理及质量保证体系和良好的售后服务,特别是本厂焊工全部经中国焊接学会按德国 DIN8560 标准进行全面的技术培训,并获得合格证书,从而使产品质量一直保持优势。40 多年来,我公司坚持为用户服务的宗旨,充分发挥本公司优势,竭诚为全国基本建设和生产提供优质产品,产品遍布全国各地。在指导老师的带领下我们到了山东煤机有限公司进行参观实习首先我们参观了公司的各个车间,然后就进行完成我们这次来的主要认务:参观液压支架。液压支架有许多类型,按围岩的相互作用和维护回采空间的方式,可分为支撑式、掩护式和支撑式三类;按移架方式可分为整体自移式和迈步前移式两类;按使用地点不同可分为工作面支架和端头支架两类;工作面支架按煤层厚度和开采方法不同可分为铺联网支架和放顶煤液压支架。支撑掩护式液压支架是在支撑式液压支架的基础上,吸取掩护式液压支架的特点而设计的。液压支架的前探梁和顶梁是箱体焊接结构,支撑着工作面顶板,起着防止漏矸冒顶的作用。前探梁千斤顶操纵着前探梁向上和向下摆动,可以较好适应顶板的起伏不平,改善其接顶性能。四根立柱(双作用单伸缩油缸)支撑在顶梁与底座之间,立柱与顶梁、底座接触处为球面铰,可以改善立柱受力。为了适当增大支架的支撑高度,扩大适用范围,根据需要可在立柱上端加接机械加长杆。掩护梁是由钢板焊接而成的箱型结构,下端通过前、后连杆与底座铰接成四连杆机构,起着稳定支架重心和防止采空区岩石涌入工作面的作用,既能保证支架前梁顶端与煤壁的间距基本恒定,又承担了支架在工作过程中的水平分力,以保证支架的工作稳定性;底座是钢板焊接的箱型结构,它与底板直接接触,将立柱传来的顶板压力传递给底板。底座的后部与前后连杆铰接,前端焊接有安装推移千斤顶的联结耳,推移千斤顶的另一端与工作面运输机连接,通过推移千斤顶的伸缩,实现推溜和移架行走动作。乳化液泵站是液压支架的心脏,是乳化液泵、乳化液箱和其他附属设备的总实习报告书称;液压胶管构成支架的“动脉”和“静脉”;操纵阀、安全阀和液控单向阀按规定的采煤工艺要求实现各部件的动作,以满足综合机械化采煤的需要。我们对液压支架的工作原理有了一定的了解,了解到液压支架在煤矿开采过程中的作用:有效地支撑和控制工作面顶板;保证工人操作和机器运转所必须的安全空间;随着工作面推进而实现推移工序的机械化;并提供足够的通风断面。液压支架在采煤工作面构成了一条钢铁长廊,为提高工作面的产量和其他各项经济技术指标、改善工作面劳动条件、减轻工人的笨重体力劳动、确保安全创造了良好的条件。通过在车间的观察和回来翻阅一些资料更清楚的认识了里面的内部结构。对各个重要组成部分的结构特点以及它们的类型有了进一步的了解,使在以后的设计过程中能够更加清楚和容易的进行相关的分析,尤其是在受力分析过程中,可以更加明确的分析出各个部分主要受来自哪一方向的力,从而容易的对各部分进行校核,也重新认识了液压系统中的一些部件,例如操纵阀,千斤顶,液控单向阀以及安全阀的作用等。三、液压支架的类型与基本特点迄今为止,全国使用的液压支架已有几百种型号,但其基本型式是相同或相似的。对液压支架型式的分类应把握其本质特征,按照不同的分类原则进行分类。这些分类原则互相联系又存在矛盾,同一个支架按照不同的分类原则可划分在不同类,把这些不同分类结果,按照一定的主次关系联系起来,就能较全面的反映该支架的基本特征。1.按架型结构及与围岩关系分1.1 支撑式液压支架 支撑式支架是早期发展的液压支架架型。其中又分为节式支架和垛式支架。这种支架的基本特点是:1)立柱靠简单的复位装置垂直支撑于支架的顶梁与底座之间,支撑效率高(1)。2)支架是一个不稳定机构,基本不能承受顶板的水平力,支架的稳定性差。3)设有完善的掩护防漏研装置。实习报告书4)支撑力的集中作用点离煤壁较远,支架切顶力强。5)结构简单,重量轻,成本低。1.2 掩护式液压支架1)单排立柱支撑。支架支撑力集中作用点离煤壁较近,加之平衡千斤顶的作用,对端面顶板的支撑力较大,可以有效防止端面顶板的早期离层和破坏。2)控顶距小。顶梁较短,对顶板的反复支撑次数少,减少了对直接顶板的破坏。3)具有掩护梁、连杆等机构,可以承受顶板的水平力,支架稳定性好。4)挡研掩护性能好。一般都有掩护梁、活动侧护板等挡研掩护部件,能可靠地使工作面和采空区隔离,阻止窜研。5)平衡式顶梁,即工作时以支撑点(支掩式掩护支架即顶梁与掩护梁铰接点,支顶式则为立柱与顶梁的铰点)附近一个窄小的范围为中心,必须保持前后支撑力矩的平衡来维持顶梁的正常工作状况。这个窄小的范围一般称为受载平衡区。6)立柱一般呈倾斜布置,支掩式支架的立柱支在掩护梁上,支撑效率较低。但是,支架的调高范围化较大。7)支架切顶能力一般较小,尤其是支掩型掩护支架。但是,支顶型掩护支架的切顶能力较高。8)由于控顶距等原因,支掩型掩护支架的通风断面较小,而支顶型支架则较大。1.3 支撑掩护式液压支架1)通常为两排立柱(少数为三排)垂直或倾斜支撑。支架支撑力的集中作用区(或称力平衡区)离煤壁较远,总支撑力高,切顶能力强。2)具有掩护梁、连杆等稳定机构,可以承受顶板水平力,支架稳定性好。3)挡研、掩护性能好。一般都有掩护梁、活动侧护板等挡研掩护部件,能可靠地使工作面与采空区隔离,阻止窜研。4)控顶距较大,顶梁较长,对顶板的反复支撑次数相对较多,易使直接顶破坏,作业空间和通风断面较大。2.按适用采煤方法分实习报告书2.1 缓倾斜中厚煤层一次采全高的液压支架。通常可按使用条件,选用前述的三种标准液压支架。2.2 特殊用途的液压支架放顶煤液压支架放顶煤综采法是近 20 年兴起的特厚煤层机械化开采的新技术。放顶煤液压支架是这种综采法的主要配套设备之一。通过多年的实践,越来越多的国家采用了这种技术,并且认为在适宜的条件下,是解决厚及特厚煤层开采的一种经济、有效的方法。其基本特点:(1)一般采用整体性、稳定性及掩护性较好的支撑掩护式和掩护式液压支架。(2)有较宽敞、便于控制的放煤口以及松动、破碎煤块的辅助装置。(3)支架受上部顶板和顶煤放落时的动载影响较大,因此要求支架纵向和侧向稳定性较高。(4)支架调高范围要求不严。为使操作、行人等比较方便,支架高度一般为23m。铺网液压支架铺设金属网分层假顶是分层综采的重要工序。在专门的铺网支架研制使用之前大多采用一般液压支架,或稍加修改的支架,并在支架的前部铺顶网。这种方法操作繁琐且与采煤工序干扰,影响工作面产量和效率,而且铺设的网经过支架顶梁,掩护梁后才与底板重合,容易扯网或砸坏,影响铺设质量。铺网支架除具有一般综采工作面支架所具有的功能之外还有以下三个特点:1)提供独立的铺网作业空间;2)能自动将金属网铺设于底板,3)用机械或用手工方式连网。铺网液压支架用的金属网有经纬网与菱形网。实践表明,两种网相比菱形金属网的优点是在相同材料消耗情况卜菱形网承力大,强度高,承力平均值比经纬网高 31%;菱形网抗冲击能力好于经纬网;卷网和展网时菱形网比经纬网容易,特别是网丝较粗时;菱形网自锁能力强,一但局部破网,破口周边仍相互勾联,编网劳动强度低,易实现机械化编网。实习报告书大倾角液压支架当工作面倾角增大到 3555左右时,除了工作面设备和支架本身的防倒防滑问题变得严重以外,工作面煤壁不稳定性及端面顶板的及时维持问题、煤炭运输与人行空间的安全隔离问题、操作人员的行走和安全保护等问题要求支架只有不同于一般缓倾斜煤层支架的特殊性能和结构。这些要求主要是:1)可靠的防倒防滑装置。支架在大倾角下工作,除自身不能发生倒架和下滑以外,工作面输送机的锚固和下滑以后的上调,也必须以支架作依托,因此支架本身的防倒防滑装置必须可靠。2)为作业人员行走,应设置有扶手的人梯,并有挡护装置防止上部飞块滚落伤人。3)支架应设有保护挡板,将人行空间与采煤机道隔离。在煤壁与保护挡板之间形成溜煤通道。保护挡板也可开启,以便处理支架前部和煤壁处的事故。4)支架应有好的横向稳定性。5)支架应设有超前支护的伸缩梁,对端面顶板有较大的支撑力。6)工作面支架应有可靠的导向和调架装置和机构(即三点式导向),保证支架在降架前移时平稳导向无整卡,并能可靠的扶正和调整支架的位置。7)加大活动侧护板的宽度和高度,增加支架在降移情况下侧护板的重合量,改善支架的密封和调整性能。8)为增加煤壁稳定性,有时工作面需伪斜布置(工作面上端超前)。支架应能适应在俯伪斜工作面使用的需要。由于支架仍与走向方向平行,支架的中心距要比正常时(多为 1.m)缩小,因此要求支架的固定宽度要变窄,而活动侧护板的伸缩行程要大。9)为解决输送机下滑频繁问题,要求防滑装置不仅能锚固输送机,而且还能组合动作,需要时将输送机向倾斜上方牵引。10)支架应有足够的初撑力。在液压系统中应采取初撑力保证阀,提高泵站工作压力或加大立柱缸径等措施。一般要求初撑力达到额定阻力的 75%82%以上。端头液压支架工作面端头位于工作面和顺槽的连接处,是行人、运输和通风的必经之地,实习报告书多种设备的会集处,也是工作面支护和巷道支护的交叉地带。端头处条件复杂,位置重要。目前国内研制的端头支架主要用在下端头,主要功能是维护好巷道和回采工作面交叉口处的顶板,协调该处排头支架、工作面输送机、顺槽转载机等设备之间的位置和配套关系;除端头支架能自移以外,要为转载机和输送机机头的移动提供动力,支架本身应有防倒,调架或适应工作面倾角变化的能力,能适应左右工作面,换向方便,前梁伸入巷道,起一定的超前支护作用。此外,液压支架尚可按适用的煤层厚度、倾角和支架的控制方式来进行分类,但这些分类法均未反应出液压支架的基本特征。因此,目前国内外均按架型结构与围岩关系,将液压支架分为支撑式、掩护式、支撑掩护式三大类。四、液压支架的应用及意义随着工业技术的不断发展,国民经济对煤炭需要量的日益增加,煤矿开采,特别是采煤工作面的生产技术面貌发生了巨大的变化。自 1945 年英国装备了世界上第一个液压支架工作面开始,采煤技术实现了综合机械化。综合机械化采煤,就是工作面采煤、运输和支护三大主要环节都实现机械化。也就是说,采用滚筒式或刨削式等采煤机械落煤与装煤,工作面重型可弯曲运输机,以及与之适应的顺槽转载机和可伸缩皮带运输机等运煤,自移式液压支架支护和管理顶板。这几种设备相互配合,组成了综合机械化采煤设备。液压支架是以高压液体为动力,由若干液压元件(油缸和阀件)与一些金属结构件组合而成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备,能实现支撑、降落移架和推移运输机等一整套工序。液压支架技术上先进,经济上合理,安全上合理,当前世界各国都在不断的提高采煤工作面的综合机械化水平。液压支架具有强度高、支护性能高、移设速度快、安全可靠等优点,能使采煤工作面达到高质量、高回采率和高工效,能大大减轻劳动强度,降低成本和掘进率,实现安全生产。 五、液压支架的发展趋势21 世纪是以网络信息为代表高科技迅猛发展的新时期。就煤炭综采而言,国外主要产煤国家从未停止过依靠更大的技术投入取得采煤更高经济效益的努力。现在世界上已经有 70 多个电液自动化控制工作面。工作面的技术设备又正实习报告书在以迅猛之势向前发展。我国液压支架经过 20 多年的发展,尽管取得了显著成绩,但总体水平与世界先进采煤国家仍存在一定差距。今后 10 年,我国的液压支架将朝技术含量大、钢板强度高、移架速度快(68 s/架)和电液控制系统的方向发展,对有破碎带和断层的工作面将加大支架的移架力,尽量采用整体可靠推杆和抬底座机构,并减少千斤顶的数量。另外,将普遍采用额定压力为 40MPa、额定流量为 400 L/min的高压大流量乳化液泵站,以适应快速移架的需要,系统采用环形或双向供液,保证支架有足够的压力达到初撑力,保证支架接顶位置准确。ZY 两柱掩护式支架的比重将大大增加,缸径将增至 360 mm,端头支架、轻放多用途支架将被广泛使用。所以,今后除应继续针对我国国情和煤层具体条件,开发一些新架型、新品种外,还应在改进支架控制系统和提高支架的工作可靠性方面下功夫。六、总结与体会通过这次参观实习让我们进一步了解液压支架的功用、工作原理、应用与意义,还有液压支架在井下的工作环境,液压支架、采煤机、输送机等几部分系统的组成,及其它们之间相互协调工作机理。 熟悉了液压支架的组成,使我们在以后的设计过程中更加清晰的对各个结构进行设计,根据毕业设计任务书中的设计参数、支架的工作条件,可以对本次设计的支架制定合理的工作流程。最后,非常感谢指导老师的耐心指导和深切关怀,让我们在紧张的实习中学到了许多东西,让我们在今后走向工作岗位和步入社会奠定了坚实的基础。由于自己的所学知识有限,在今后的成长过程中要更加积极进取,刻苦努力。
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