液壓支架畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　由于地下煤層的地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，這就要求在不同的煤層環(huán)境中使用不同的與之適應(yīng)的液壓支架。本論文主要闡述了一般掩護(hù)式液壓支架的設(shè)計過程。設(shè)計內(nèi)容包括：選架型、總體設(shè)計、主要零部件的設(shè)計、主要零部件的校核和液壓系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　由于該煤層厚度適中，選用掩護(hù)式液壓支架，支架采用四連桿機(jī)構(gòu)，以

2、改善支架受力狀況。頂梁、掩護(hù)梁、底座均做成箱體結(jié)構(gòu)；立柱采用雙伸縮作用液壓缸，以增加工作行程來滿足支架調(diào)高范圍的需要。推移千斤頂采用浮動活塞式結(jié)構(gòu)，以減少推溜力和增大移架力。為了提高移架速度，確保對頂板的及時支護(hù)，采用錐閥液壓系統(tǒng)。</p><p>　　整個液壓支架的設(shè)計都源于煤層厚度這一初始條件，這很好的說明了不同煤層需要不同的液壓支架，于是液壓支架的更新?lián)Q代對于提高采煤效率和增加井下安全性顯得十分重要。<

3、;/p><p>　　關(guān)鍵詞：液壓支架；液壓；四連桿機(jī)構(gòu)；采煤；支架選型；推溜；移架</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As the coal underground geological environment more complex, which requires coal in different en

4、vironments with different to the hydraulic pressure support.The article mainly elaborated the general shield type hydraulic pressure support design process. The design content includes: Chooses, the system design, the ma

5、in spare part design, the main spare part examination and the hydraulic system design.</p><p>　　Because this coal bed thickness is moderate, selects the shield type hydraulic pressure support. The support us

6、es four-bar linkage, improves the support stress condition. The top-beam, caving shield, the foundation makes the packed in a box body structure; The column uses the double expansion and contraction function hydraulic cy

7、linder, increases the power stroke to satisfy the support to adjust the high scope the need. Passes the hoisting jack to use the fluctuation plunger type, reduces pushes</p><p>　　The design of the hydraulic

8、pressure support from all seam thickness of the initial conditions, which is very good description of the different needs of different coal hydraulic pressure support, and therefore the upgrading hydraulic pressure suppo

9、rt for improving efficiency and increasing the underground mining safety it is extremely important.</p><p>　　Key word: The hydraulic support; hydraulic; four-bar linkage; coal mining; support type choice; pu

10、sh forwards the conveyer; advancing the powered support</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　目錄I</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p><b&g

11、t;　　1 緒論2</b></p><p>　　1.1 液壓支架發(fā)展歷史2</p><p>　　1.2 我國液壓支架的發(fā)展4</p><p>　　1.3 液壓支架的組成和分類5</p><p>　　1.3.1 液壓支架的組成5</p><p>　　1.3.2 液壓支架的分類及特點6</p&

12、gt;<p>　　1.4 液壓支架的工作原理8</p><p>　　1.5 液壓支架的支護(hù)方式11</p><p>　　1.6 支架選型的基本參數(shù)12</p><p>　　1.6.1 對液壓支架的基本要求12</p><p>　　1.6.2 設(shè)計液壓支架必需的基本參數(shù)12</p><p>　　2

13、 液壓支架的總體設(shè)計14</p><p>　　2.1 液壓支架參數(shù)的確定14</p><p>　　2.1.1 初撐力14</p><p>　　2.1.2 移架力與推溜力14</p><p>　　2.1.3 支架調(diào)高范圍14</p><p>　　2.1.4 中心距和寬度的確定15</p><

14、;p>　　2.1.5 底座長度15</p><p>　　2.2 四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計16</p><p>　　2.3 頂梁長度的確定17</p><p>　　2.3.1 支架工作方式對支架頂梁長度的影響17</p><p>　　2.3.2 配套尺寸對頂梁長度的影響18</p><p>　　2.3.3 頂梁長度

15、計算18</p><p>　　2.4 立柱及柱窩位置的確定20</p><p>　　2.4.1 立柱數(shù)20</p><p>　　2.4.2 支撐方式20</p><p>　　2.4.3 立柱的設(shè)計21</p><p>　　2.4.4 立柱柱窩位置的確定22</p><p>　　2.5

16、 平衡千斤頂位置的確定26</p><p>　　2.5.1 平衡千斤頂安裝位置的確定原則26</p><p>　　2.5.2 平衡千斤頂在頂梁上位置的確定27</p><p>　　2.6 主要軸銷間隙及其影響31</p><p>　　3 液壓支架的主要部件的設(shè)計33</p><p><b>　　3.

17、1 頂梁34</b></p><p>　　3.2 掩護(hù)梁34</p><p>　　3.3 前、后連桿35</p><p><b>　　3.4 底座35</b></p><p><b>　　3.5 立柱36</b></p><p>　　3.6 千斤頂36

18、</p><p>　　3.6.1 推移千斤頂36</p><p>　　3.6.2 平衡千斤頂37</p><p>　　3.6.3 側(cè)推千斤頂37</p><p>　　3.7 側(cè)護(hù)板38</p><p>　　4 液壓支架受力分析和計算40</p><p>　　4.1 液壓支架基本技術(shù)參數(shù)

19、的確定40</p><p>　　4.1.1 立柱的初撐力和泵站額定工作壓力40</p><p>　　4.1.2 千斤頂技術(shù)參數(shù)確定41</p><p>　　4.2 支架受力分析與計算42</p><p>　　4.2.1 鉸接式頂梁掩護(hù)支架43</p><p>　　4.2.2 頂梁載荷分布44</p&g

20、t;<p>　　4.2.3 支護(hù)強(qiáng)度計算45</p><p>　　4.2.4 底座接觸比壓計算46</p><p>　　4.2.5 支護(hù)效率47</p><p>　　5 主要零、部件的強(qiáng)度校核48</p><p>　　5.1 校核的基本要求48</p><p>　　5.2 強(qiáng)度校核49<

21、/p><p>　　6 液壓支架的液壓系統(tǒng)設(shè)計56</p><p>　　6.1 液壓支架的液壓系統(tǒng)簡介56</p><p>　　6.2 液壓支架的液壓系統(tǒng)擬訂57</p><p>　　6.2.1 立柱系統(tǒng)57</p><p>　　6.2.2 千斤頂系統(tǒng)58</p><p>　　6.2.3 控

22、制閥的選擇59</p><p><b>　　7 結(jié)論61</b></p><p><b>　　致謝62</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)63</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　

23、　煤炭是我國常規(guī)能源的主體，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤炭的需要量越來越大。為了加速我國煤炭工業(yè)的發(fā)展，必須實現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤。在綜采工作面，液壓支架是中國綜采工作面最主要的技術(shù)裝備之一，也是國產(chǎn)綜采工作面裝備中生產(chǎn)量最大的產(chǎn)品 。因此，正確、合理地設(shè)計液壓支架，以適應(yīng)不同地質(zhì)條件的采煤工作面需要就成為十分重要的環(huán)節(jié)。</p><p>　　從采煤設(shè)備的發(fā)展過程和趨勢來看，采用液壓支架管理頂板是當(dāng)代采煤技術(shù)史上的一次重要

24、的變革，也是煤礦現(xiàn)代化的主要標(biāo)志。液壓支架作為綜合機(jī)械化采煤的關(guān)鍵設(shè)備之一，其重量約占綜采設(shè)備總重量的80%~90%，其費用約占綜采設(shè)備總費用的70%左右。因此，為了降低成本，提高采煤的經(jīng)濟(jì)效率，世界各主要產(chǎn)煤大國都一直在積極地開展液壓支架的研究。</p><p>　　為了適應(yīng)煤層厚度1.5~2米，老頂Ⅱ級,直接頂1級，設(shè)計了ZY1679∕13∕23型掩護(hù)式液壓支架。</p><p>&l

25、t;b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 液壓支架發(fā)展歷史</p><p>　　在過去的半個世紀(jì)中，煤礦井下開采支護(hù)設(shè)備的設(shè)計和使用發(fā)生了巨大的變化。其中，最引人注目的是，世界范圍內(nèi)廣泛采用液壓支架作為長壁開采支護(hù)工程（Longwall Mining Support Engineering）的主要設(shè)備。</p><p>　　歷史地來

26、看，大約在四五十年前回采工作面還是使用木支柱。隨著刨煤機(jī)、鉆削式和滾筒式采煤機(jī)等快速采煤機(jī)械的使用，木支柱既不能對頂板提供足夠大的支護(hù)阻力，其支設(shè)和回收亦很難滿足連續(xù)采煤的要求。于是，剛性木支柱被可壓縮性摩擦和液壓支柱所代替，并以支柱加鉸接頂梁的結(jié)構(gòu)形式支護(hù)回采工作面。</p><p>　　大約在同一時期，為了支護(hù)工作面及其端頭的冒落頂板，英國研制出垛式支架。它主要由安裝在矩形整體底座上的立柱和頂梁組成。1954

27、年5月，幾套四柱垛式液壓支架安裝在英國奧爾蒙德（Ormonde）煤礦的低主煤層（Low Main Seam），工作效果很好。幾個月后，該煤層的整個工作面都裝備的這種支架。這就是世界上首個裝備液壓支架的采煤工作面。從此，開辟了煤炭工業(yè)的新時代。</p><p>　　1958年，法國試驗成功了節(jié)式支架。節(jié)式支架類似于支柱加橫梁的支護(hù)系統(tǒng)。它由底座上并排二根或三根液壓支柱支撐一個頂梁組成。一個液壓千斤頂連接在工作面輸送

28、機(jī)上，用來隨工作面的推進(jìn)而推移輸送機(jī)。</p><p>　　五十年代末，為開采煤層厚度超過2m的松散和破碎頂板條件下的褐煤，前蘇聯(lián)開始研制掩護(hù)式液壓支架，并于1961年在阿爾斯—科拖（Earls Court）舉辦的貿(mào)易展覽會上展出了OMKT型掩護(hù)式支架。這種支架頂梁很短，僅0.8m，并與掩護(hù)梁鉸接，單根朝前傾斜液壓立柱連接著掩護(hù)梁和底座。當(dāng)支架在其工作高度范圍內(nèi)升降時，頂梁端點相對于煤壁做圓弧運(yùn)動。這樣，不僅影響

29、支架的承載能力，而且端面距變化很大，不利于頂板的維護(hù)。但比起垛式和節(jié)式支架，掩護(hù)式液壓支架能有效的控制頂板，防止開采過程中矸滲入工作面，工作性能很好。</p><p>　　為了保持頂梁端點相對于煤壁作近似的直線運(yùn)動，在OMKT型掩護(hù)式支架的基礎(chǔ)上作了許多改進(jìn)：</p><p>　　利用支座滑架，即把支撐掩護(hù)梁的支座利用千斤頂沿滑架向前移動一個位置，以補(bǔ)償由于立柱升高時端面距加大的差值。&l

30、t;/p><p>　　利用伸縮頂梁，即當(dāng)立柱升高時，在頂梁里利用千斤頂將頂梁伸出，以保持端面距基本不變。</p><p>　　將四連桿機(jī)構(gòu)引入支架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，研制出具有四連桿機(jī)構(gòu)的液壓支架，不僅從根本上解決了端面距變動大和支架不能承受水平力的問題，而且開辟了液壓支架設(shè)計的新時代。</p><p>　　1964年，英國國家煤炭局（NCB:National Coal Boa

31、rd）實施的液壓支架試驗規(guī)范；1965年，F(xiàn)C Dobson等人研制的剛性底座都促進(jìn)了液壓支架的進(jìn)一步發(fā)展。</p><p>　　60年代末和70年代初，隨著液壓支架在歐洲使用經(jīng)驗的日益增加，支架結(jié)構(gòu)也發(fā)生了巨大變化。長頂梁、二柱、三柱、四柱以及多柱四連桿機(jī)構(gòu)的液壓支架相繼問世。并且，為適應(yīng)底板不平，底座采用分離鉸接式結(jié)構(gòu)；對于松軟底板，為減小底板比壓，采用了接觸面積較大的底座；為防止碎矸竄入采區(qū)，采用了各種防

32、竄矸的掩護(hù)裝置。1974年，NCB實施的“高科技采煤工程（Advanced Technology Projects）”推動了液壓支架及采煤設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展。這項工程要求在選擇工作面綜合采煤設(shè)備時，必須采用最先進(jìn)的設(shè)備和開采工藝，以提高煤炭產(chǎn)量和改善作業(yè)環(huán)境。</p><p>　　進(jìn)入70年代和80年代，液壓支架又有了新的發(fā)展。頂梁不僅實現(xiàn)了“立即前移支護(hù)（IFS）”，而且整個支架安裝了電液控制系統(tǒng)實現(xiàn)微機(jī)控制與操

33、作。1981年杜塞爾多夫采礦展覽會上，展出了液壓連桿式液壓支架和具有液壓調(diào)高機(jī)構(gòu)的掩護(hù)式支架，并研制出采高為6m的大采高支架及放頂煤支架；對于堅硬巖層設(shè)計了強(qiáng)力液壓支架等。</p><p>　　1.2 我國液壓支架的發(fā)展</p><p>　　我國研制液壓支架起步不算晚。1959年10月，原北京礦業(yè)學(xué)院設(shè)計了三種液壓支架。1961年設(shè)計了“本溪-Ⅱ型”支架，并制造出樣機(jī)進(jìn)行井下試驗。1965

34、年，北京煤炭科學(xué)院和鄭州煤礦機(jī)械廠協(xié)作制造出仿英支架。1967年，太原煤炭研究所首先研制出四組邁步式支架，經(jīng)修改后于1972年由鄭州煤礦機(jī)械廠制造，并進(jìn)行井下試驗。1970年又為大同礦務(wù)局設(shè)計了TZ-140型支架，在此基礎(chǔ)上研制出TZ-1支架，開發(fā)了TZ-IB、TZ-Ⅱ、TZ-Ⅲ、TZ-Ⅳ和TZ-Ⅴ型等液壓支架。1973年，北京煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)出第一套BZZ垛式支架，在陽泉礦務(wù)局使用。中國煤機(jī)行業(yè)從六十年代末開始進(jìn)行液壓支架的研究和開發(fā)工

35、作。七十年代，在原國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)同志關(guān)于 “引進(jìn)、消化、吸收、提高”方針的指導(dǎo)下，和科研院所一起，共同研究國外液壓支架的設(shè)計與制造技術(shù)，并結(jié)合中國煤層地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多樣性，和煤礦企業(yè)一起，先后研制了：適用于中厚煤層開采 的ZY、QY系列產(chǎn)品；適用于堅硬頂板的ZZ系列支架。隨著放頂煤技術(shù)在煤礦推廣應(yīng)用，鄭州煤機(jī)廠、北京煤機(jī)廠和煤科總院北京開采所、太原分院及其他科研單位，又共同研制和開發(fā)了ZFS、ZFD系列放頂</p><

36、;p>　　1.3 液壓支架的組成和分類</p><p>　　1.3.1 液壓支架的組成</p><p>　　液壓支架是綜采工作面支護(hù)設(shè)備，它的主要作用是支護(hù)采場頂板，維護(hù)安全作業(yè)空間，推移工作面采運(yùn)設(shè)備。</p><p>　　液壓支架的種類很多，但其基本功能是相同的。液壓支架按其結(jié)構(gòu)特點和與圍巖的作用關(guān)系—“般分為三大類，即支撐式、掩護(hù)式(圖1-2)和支撐掩護(hù)

37、式，根據(jù)支架各部件的功能和作用，其組成可分為4個部分：</p><p>　　1) 承載結(jié)構(gòu)件，如頂梁、掩護(hù)梁、底座、連桿、尾梁等。其主要功能是承受和傳遞頂板和垮落巖石的載荷。</p><p>　　2) 液壓油缸，包括立柱和各類千斤頂。其主要功能是實現(xiàn)支架的各種動作，產(chǎn)生液壓動力。</p><p>　　3) 控制元部件，包括液壓系統(tǒng)操縱閥、單向閥、安全閥等各類閥，以及

38、管路、液壓、電控元件等。其主要功能是操作控制支架各液壓油缸動作及保證所需的工作特性。</p><p>　　4) 輔助裝置，如推移裝置、護(hù)幫(或挑梁)裝置、伸縮梁(或插板)裝置、活動側(cè)護(hù)板、防倒防滑裝置、連接件等。這些裝置是為實現(xiàn)支架的某些動作或功能所必需的裝置。</p><p>　　1.3.2 液壓支架的分類及特點</p><p>　　按液壓支架在采煤工作面的安置位

39、置來劃分，有端頭液壓支架和中間液壓支架。端頭液壓支架簡稱端頭支架，專門安裝在每個采煤工作面的兩端。中間液壓支架是安裝在除工作面端頭以外的采煤工作面所有位置的支架。</p><p>　　中間液壓支架按其結(jié)構(gòu)形式來劃分，可分為三種基本類型，即：支撐式、掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式。</p><p><b>　　1) 支撐式支架</b></p><p>　　支

40、撐式支架是出現(xiàn)最早的一種架型，按其結(jié)構(gòu)和動作方式的不同，支撐式支架又分為垛式支架（圖1-1 a）和節(jié)式支架（圖1-1 b）兩種結(jié)構(gòu)型式。垛式支架每架為一整體，與輸送機(jī)連接并互為支點整體前移。節(jié)式支架由2~3個框節(jié)組成，移架時，各節(jié)之間互為支點交替前移，輸送機(jī)用于支架相連的推移千斤頂推移。節(jié)式支架由于穩(wěn)定性差，現(xiàn)已基本淘汰。支撐式支架的結(jié)構(gòu)特點是：頂梁較長，其長度多在4m左右；立柱多，一般是4~6根，且垂直支撐；支架后部設(shè)復(fù)位裝置和擋矸裝

41、置。以平衡水平推力和防止矸石竄入支架的工作空間內(nèi)。</p><p>　　(a) (b) 圖1-1支撐式支架結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　支撐式支架的支護(hù)性能是：支撐力大，且作用點在支架中后部，故切頂性能好；對頂板重復(fù)支撐的次數(shù)多，容易把本來完整的頂板壓碎；抗水平載荷的能力差，穩(wěn)定性差；護(hù)矸能力差，矸石易竄入工作空間；支架的的工作空間和通風(fēng)斷面大。</p

42、><p>　　由上可知，支撐式支架適用于直接頂穩(wěn)定、老頂有明顯或強(qiáng)烈周期來壓，且水平力小的條件。</p><p>　　此種支架在現(xiàn)階段的綜采工作面的生產(chǎn)時都已基本不再采用。</p><p>　　2 ) 掩護(hù)式支架（如圖1-2）</p><p>　　其主要由前梁、主梁、掩護(hù)梁和側(cè)護(hù)板、底座、前后連桿、前梁千斤頂、推移千斤頂、操縱閥等組成。</

43、p><p>　　圖1-2掩護(hù)式液壓支架結(jié)構(gòu)</p><p>　　它的結(jié)構(gòu)特點是：有一個較寬的掩護(hù)梁以擋住采空區(qū)矸石進(jìn)入作業(yè)空間，其掩護(hù)梁的上端與頂梁鉸接，下端通過前后連桿與底座連接。底座、前后連桿和掩護(hù)梁形成四連桿機(jī)構(gòu)，以保持穩(wěn)定的梁端距和承受水平推力。立柱的支撐力間接作用與頂梁或直接作用與頂梁上。掩護(hù)式支架的立柱較少，除少數(shù)掩護(hù)式支架1根立柱外，一般都是一排2根立柱。這種支架的立柱都為傾斜布

44、置，以增加支架的調(diào)高范圍，支架的兩側(cè)有活動側(cè)護(hù)板，可以把架間密封。通常頂梁較短，一般為左右。</p><p>　　掩護(hù)式支架的支護(hù)性能是：支撐力較小，切頂性能差，但由于頂梁短，支撐力集中在靠近煤壁的頂板上，所以支護(hù)強(qiáng)度較大、且均勻，掩護(hù)性好，能承受較大的水平推力，對頂板反復(fù)支撐的次數(shù)少，能帶壓移架。但由于頂梁短，立柱傾斜布置，故作業(yè)空間和通風(fēng)斷面小。</p><p>　　由上可知，掩護(hù)式支

45、架適用于頂板不穩(wěn)定或中等穩(wěn)定、老頂周期來壓不明顯、瓦斯含量少的破碎頂板條件。</p><p>　　3 ) 支撐掩護(hù)式支架</p><p>　　其主要由防片幫千斤頂、前梁、頂梁、掩護(hù)梁、底座、推移千斤頂、立柱等組成。</p><p>　　支撐掩護(hù)式支架是在吸收了支撐式和掩護(hù)式兩種支架優(yōu)點的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種支架。因此，它兼有支撐式和掩護(hù)式支架的結(jié)構(gòu)特點和性能，可適應(yīng)

46、各種頂?shù)装鍡l件。</p><p>　　此種支架的優(yōu)點是：支撐力大，切頂性能強(qiáng)，防護(hù)性能好，通風(fēng)斷面大，穩(wěn)定性好，應(yīng)用范圍廣。</p><p>　　它的缺點是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。</p><p>　　4 ) 特種液壓支架</p><p>　　特種液壓支架是為了滿足某些特殊的要求而發(fā)展起來的液壓支架，在結(jié)構(gòu)形式上仍屬于以上某種液壓支架。包括放頂

47、煤支架等。</p><p>　　1.4 液壓支架的工作原理</p><p>　　液壓支架在工作過程中必須具備升、降、推、移四個基本動作，這些動作是利用泵站供給的高壓乳化液通過工作性質(zhì)不同的幾個液壓缸來實現(xiàn)完成的。如圖1-3示</p><p><b>　　1）升柱</b></p><p>　　當(dāng)需要支架上升支護(hù)頂板時。高壓

48、乳化液進(jìn)入立柱的活塞腔，另一腔回液，推動活塞上升，使與活塞桿相連接的頂梁接觸頂板。</p><p><b>　　2）降柱</b></p><p>　　當(dāng)需要降柱時，高壓液進(jìn)入立柱的活塞桿腔，另一腔回液，迫使活塞桿下降，于是頂梁脫離頂板。</p><p>　　圖1-3 液壓支架工作原理</p><p>　　-頂梁 -立柱

49、-底座 -推移千斤頂 -安全閥 -液控單向閥</p><p>　　、-操縱閥 -輸送機(jī) -乳化液泵 -主供液管 -主回液管</p><p>　　3）支架和輸送機(jī)前移</p><p>　　支架和運(yùn)輸機(jī)的前移，都是由底座上的推移千斤頂來完成的。當(dāng)需要支架前移時，先降柱卸載，然后高壓液進(jìn)入推移千斤頂?shù)幕钊麠U腔，另一腔回液，以輸送機(jī)為支點，缸體前移，把整個支架拉向煤壁；當(dāng)需

50、要推運(yùn)輸機(jī)時，支架支撐頂板后，高壓液進(jìn)入推移千斤頂?shù)幕钊?，另一腔回液，以支架為支點，是活塞桿伸出，把運(yùn)輸機(jī)推向煤壁。</p><p>　　支架的支撐力與時間曲線，稱為支架的工作特性曲線，如圖1-4所示：</p><p>　　支架立柱工作時，其支撐力隨時間的變化過程可分為三個階段。</p><p>　　-初撐階段； -增阻階段； -恒阻階段； -初撐力； -工作阻力

51、</p><p><b>　　a. 初撐階段</b></p><p>　　支架在升柱時，高壓液進(jìn)入立柱下腔，立柱升起使頂梁接觸頂板，立柱下腔壓力增加，當(dāng)增加到泵站工作壓力時，泵站自動卸載，支架的夜控單向閥關(guān)閉，立柱下腔壓力達(dá)到初撐力，此階段為初撐階段。</p><p>　　圖1-4 支架的工作特性曲線</p><p>&

52、lt;b>　　t</b></p><p><b>　　b. 增阻階段</b></p><p>　　支架初撐后，隨頂板下沉，立柱下腔壓力增加，直到增加到支架的安全閥調(diào)正壓力，立柱下腔壓力達(dá)到工作阻力。此階段為增阻階段。</p><p><b>　　c. 恒阻階段</b></p><p&g

53、t;　　隨著頂板壓力繼續(xù)增加，使立柱下腔壓力超過支架的安全閥壓力調(diào)正值時，安全閥打開而溢流，立柱下縮，使頂板壓力減小，立柱下腔壓力降低，當(dāng)?shù)陀诎踩y壓力調(diào)整之后，安全閥停止溢流，這樣在安全閥調(diào)整壓力的限制下，壓力曲線隨時間呈波浪形變化，此階段為恒阻階段。</p><p>　　支架的工作阻力標(biāo)志著支架的最大承載能力。</p><p>　　對于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架，其初撐力和工作阻力的計算還

54、要考慮到立柱傾角的影響因素。</p><p>　　支架的工作阻力是支架的一個重要參數(shù)，它表示支架支撐力的大小。但是，由于支架的頂梁長短和間距大小不同，所以并不能完全反映支架對頂板的支撐能力。因此，常用單位支護(hù)面積頂板上所受支架工作阻力值的大小，即支護(hù)強(qiáng)度來表示支架的支護(hù)性能。即</p><p>　　式中 —支架的支護(hù)面積，。</p><p>　　1.5 液壓支架的

55、支護(hù)方式</p><p>　　綜采工作面的主要生產(chǎn)工序有采煤、移架和推溜。 3個工序的不同組合順序，可形成液壓支架的3種支護(hù)方式，從而決定工作面“三機(jī)”的不同配套關(guān)系。</p><p><b>　　1) 即時支護(hù)</b></p><p>　　—般循環(huán)方式為：割煤一移架一推溜，工作面“三機(jī)”的配套關(guān)系。即時支護(hù)的特點是，頂板暴露時間短，梁端距較小

56、。適用于各種頂板條件，是目前應(yīng)用最廣泛的支護(hù)方式。</p><p><b>　　2) 滯后支護(hù)</b></p><p>　　一般循環(huán)方式為：割煤一推溜一移架。滯后支護(hù)的特點是，支護(hù)滯后時間較長，梁端距大，支架頂梁較短。可用于穩(wěn)定、完整的頂板。</p><p><b>　　3) 復(fù)合支護(hù)</b></p><

57、;p>　　—般循環(huán)方式為：割煤一支架伸出伸縮梁一推溜一收伸縮梁一移架。</p><p>　　復(fù)合支護(hù)的特點是：支護(hù)滯后時間短，但增加了反復(fù)支撐次數(shù)?？蛇m用于各種頂板條件，但支架操作次數(shù)增加，不能適應(yīng)高產(chǎn)高效要求，目前應(yīng)用較少。</p><p>　　1.6 支架選型的基本參數(shù)</p><p>　　1.6.1 對液壓支架的基本要求</p><p

58、>　　1) 為了滿足采煤工藝及地質(zhì)條件的要求，液壓支架要有足夠的初撐力和工作阻力，以便有效地控制頂板，保證合理的下沉量。</p><p>　　2) 液壓支架要有足夠的推溜力和移架力。推溜力一般為100左右；移架力按煤層厚度而定，薄煤層一般為100~150,中厚煤層一般為150至250,厚煤層一般為300~400。</p><p>　　3) 防矸性能要好。</p><

59、;p>　　4) 排矸性能要好。</p><p>　　5) 要求液壓支架能保證采煤工作面有足夠的通風(fēng)斷面，從而保證人員呼吸、稀釋有害氣體等安全方面的要求。</p><p>　　6) 為了操作和生產(chǎn)的需要，要有足夠?qū)挼娜诵械馈?lt;/p><p>　　7) 調(diào)高范圍要大，照明和通訊方便。</p><p>　　8) 支架的穩(wěn)定性要好，底座最大比壓

60、要小于規(guī)定值。</p><p>　　9) 要求支架有足夠的剛度，能夠承受一定得不均勻載荷和沖擊載荷。</p><p>　　10) 滿足強(qiáng)度條件下，盡可能的減輕支架重量。</p><p>　　11) 要易于拆卸，結(jié)構(gòu)要簡單。</p><p>　　12) 液壓元件要可靠。</p><p>　　1.6.2 設(shè)計液壓支架必需的

61、基本參數(shù)</p><p><b>　　1) 頂板條件</b></p><p>　　根據(jù)老頂和直接頂?shù)姆诸?，對支架進(jìn)行選型。</p><p>　　給定參數(shù)：老頂Ⅱ級直接頂1級</p><p>　　2) 最大和最小采高</p><p>　　根據(jù)最大和最小采高，確定支架的最大和最小高度，以及支架的支護(hù)強(qiáng)

62、度。</p><p><b>　　3) 瓦斯等級</b></p><p>　　根據(jù)瓦斯等級，按保安規(guī)程規(guī)定，驗算通風(fēng)斷面。</p><p>　　給定條件：瓦斯等級1級</p><p>　　4) 底板巖性及小時涌水量</p><p>　　根據(jù)底板巖性和小時涌水量驗算底板比壓。</p>

63、<p>　　5) 工作面煤壁條件</p><p>　　根據(jù)工作面煤壁條件，決定是否用護(hù)幫裝置。</p><p><b>　　6) 煤層傾角</b></p><p>　　根據(jù)煤層傾角，決定是否選用防倒防滑裝置。</p><p>　　給定條件：煤層傾角8º</p><p><

64、b>　　7) 井筒罐籠尺寸</b></p><p>　　根據(jù)井筒罐籠尺寸，考慮支架的運(yùn)輸外形尺寸。</p><p><b>　　8) 配套尺寸</b></p><p>　　據(jù)配套尺寸及支護(hù)方式來計算頂梁長度。</p><p>　　2 液壓支架的總體設(shè)計</p><p>　　2.1

65、 液壓支架參數(shù)的確定</p><p><b>　　2.1.1 初撐力</b></p><p>　　初撐力的大小是相對于支架的工作阻力而言的，并與頂板的性質(zhì)有關(guān)。較大的初撐力可以使支架較快地達(dá)到工作阻力，防止頂板過早的離層，增加頂板的穩(wěn)定性。對于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定頂板，為了維護(hù)機(jī)道上方的頂板，應(yīng)取較高的初撐力，約為工作阻力的80%。</p><p>

66、;　　2.1.2 移架力與推溜力</p><p>　　移架力與支架結(jié)構(gòu)、噸位、支撐高度、頂板狀況是否帶壓移架等因素有關(guān)，一般薄煤層支架的移架力為。</p><p>　　2.1.3 支架調(diào)高范圍</p><p><b>　　支架最大結(jié)構(gòu)高度</b></p><p><b>　　支架最小結(jié)構(gòu)高度</b>

67、</p><p><b>　　m</b></p><p>　　式中 、—煤層最大、最小采高；</p><p>　　—偽頂冒落的最大厚度，一般取m，這里可取0.25m；</p><p>　　—頂板周期來壓時的最大下沉量、移架使支架的下降量和頂梁上、底座下的浮矸、煤層厚度之河，一般取0.1~0.2m，這里取0.1m。<

68、;/p><p>　　確定支架的最低高度時還應(yīng)考慮到井下的允許運(yùn)輸高度</p><p><b>　　支架的伸縮比</b></p><p>　　值的大小反映了支架對煤層厚度變化的適應(yīng)能力，其值越大，說明支架適應(yīng)煤層厚度變化的能力越強(qiáng)，采用雙伸縮立柱，值可取1.9左右。若進(jìn)一步提高伸縮比，需采用帶機(jī)械加長桿的立柱。</p><p>

69、;　　2.1.4 中心距和寬度的確定</p><p>　　支架中心距（）一般等于工作面一節(jié)溜槽長度。大采高支架為提高穩(wěn)定性中心距可采用1.75m，輕型支架為適應(yīng)中小煤礦工作面快速搬家的要求，中心距可采用1.25m。目前國內(nèi)外液壓支架中心距大部分采用1.5m，因此設(shè)計中預(yù)取=1500mm。</p><p>　　頂梁總寬度（）的確定應(yīng)考慮支架的運(yùn)輸、安裝和調(diào)架要求。支架頂梁一般裝有活動側(cè)護(hù)板，

70、側(cè)護(hù)板行程一般為170~200mm。這里可取=1500mm，=1300mm。</p><p>　　2.1.5 底座長度</p><p>　　底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。在設(shè)計支架的底座長度時，應(yīng)考慮如下諸方面：</p><p>　　支架對底板的接觸比壓要??；支架內(nèi)部應(yīng)有足夠的空間用于安裝立柱、液壓控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置；便于人員操作和行走，

71、保證支架的穩(wěn)定性等。通常，掩護(hù)式支架的底座長度取3.5倍的移架步距（一個移架步距為0.6m），即2.1m左右，可取2200mm。</p><p>　　2.2 四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　四連桿機(jī)構(gòu)是掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架的最重要部件之一。其作用概括起來主要有兩個：其一是當(dāng)支架由高到低變化時，借助四連桿機(jī)構(gòu)使支架頂梁前端點的運(yùn)動軌跡呈近似雙紐線，從而使支架頂梁前端點與煤壁間距離的

72、變化大大減小，提高了管理頂板的性能；其二是使支架能承受較大的水平力。 </p><p>　　為了掌握四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計方法，必須正確理解四連桿機(jī)構(gòu)的作用。下面通過四連桿機(jī)構(gòu)動作過程的幾何特征進(jìn)一步闡述其作用。這些特征是四連桿動作過程的必然結(jié)果。</p><p>　　1）支架高度在最大和最小范圍內(nèi)變化時，頂梁端點運(yùn)動軌跡的最大寬度mm，最好為30mm以下；</p><

73、p>　　2）支架在最高位置時和最低位置時，頂梁與掩護(hù)梁的夾角P和后連桿與底平面的夾角Q，應(yīng)滿足如下要求：</p><p>　　支架在最高位置時，，；支架在最低位置時，為有利于矸石下滑，防止矸石停留在掩護(hù)梁上，根據(jù)物理學(xué)摩擦理論可知，要求，如果鋼和矸石的摩擦系數(shù)，則。為了安全可靠，最低工作位置應(yīng)使。</p><p>　　3) 掩護(hù)梁與頂梁鉸點和瞬時中心之間的連線與水平線夾角為,設(shè)計時要

74、滿足，原因是θ角直接影響支架承受附加力的數(shù)值大小。</p><p>　　4) 應(yīng)取頂梁前端點運(yùn)動軌跡雙紐線向前凸的一段為支架工作段，如圖2—1所示的h段。</p><p>　　圖2-1四連桿機(jī)構(gòu)幾何特征</p><p>　　其原因為當(dāng)頂板來壓時，立柱讓壓下縮，使頂梁有向前移的趨勢，可防止巖石向后移動，又可以使作用在頂梁上的摩擦力指向采空區(qū)。同時底板阻止底座向后移，使

75、整個支架產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動的趨勢，從而增加了頂梁前端的支護(hù)力，防止頂梁前端上方頂板冒落，并且使底座前端比壓減小，防止啃底，有利移架。水平力的合力也相應(yīng)減小，所以減輕了掩護(hù)梁的外負(fù)荷。</p><p>　　2.3 頂梁長度的確定</p><p>　　根據(jù)支架工作方式何設(shè)備配套尺寸來確定頂梁長度。</p><p>　　2.3.1 支架工作方式對支架頂梁長度的影響</p

76、><p>　　支架工作方式對支架頂梁長度影響很大，先移架后推溜方式（及時支護(hù)方式）要求頂梁有較大的長度；先推溜后移架方式（滯后支護(hù)方式）要求頂梁長度較短。只是因為采用先移架后推溜的工作方式，支架要超前輸送機(jī)一個步距，以便采煤機(jī)過后，支架能及時前移，支控新暴露的頂板，做到及時支護(hù)。因此，先移架后推溜時頂梁長度比先推溜后移架時的頂梁長度要長一個步距為600mm。</p><p>　　2.3.2 配

77、套尺寸對頂梁長度的影響</p><p>　　為防止當(dāng)采煤機(jī)向支架內(nèi)傾斜時，采煤機(jī)滾筒不切割頂梁在設(shè)計時要求頂梁前端距煤壁最小距離為300mm。</p><p>　　2.3.3 頂梁長度計算</p><p>　　掩護(hù)式支架頂梁長度計算(如圖2-3)：</p><p>　　1) 頂梁長度=[配套尺寸+底座長度+Acos（）]-[Gcos（）+30

78、0+e]+掩護(hù)梁與頂梁鉸點至頂梁后端點之距（mm）</p><p>　　式中 配套尺寸—參考原煤炭部煤炭科學(xué)研究院編制的綜采設(shè)備配套圖冊確定；</p><p>　　底座長度—底座前端至后連桿下鉸點之距，參照SY3800∕10∕22型掩護(hù)式液壓支架底座長度可取2200mm；</p><p>　　e—支架由高到低頂梁前端點最大變化距離，根據(jù)范圍可取20mm；</

79、p><p>　　、—支架在最高位置時，分別為后連桿和掩護(hù)梁與水平面的夾角；</p><p>　　A、G—分別為后連桿和掩護(hù)梁長度。</p><p><b>　　圖2-3配套尺寸圖</b></p><p>　　2) A和G的長度確定：</p><p>　　一般按同類型支架用類比法來確定掩護(hù)梁上鉸點至頂

80、梁頂面之距和后連桿下鉸點至底座底面之距，參照SY3800∕10∕22型掩護(hù)式液壓支架可選取掩護(hù)梁上鉸點至頂梁頂面之距為130mm，后連桿下鉸點至底座底面之距為220mm。</p><p>　　-130-220=2250-130-220=1900mm</p><p>　　取、，后連桿與掩護(hù)梁的比值I=0.45~0.61，這里I可取0.45。</p><p>　　當(dāng)支架

81、在最高位置時的H1值確定后，掩護(hù)梁長度G為：</p><p><b>　　G=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1451mm</b></p><p><b>　　后連桿的長度為：</b></p>

82、<p><b>　　A=IG</b></p><p><b>　　=0.451451</b></p><p><b>　　=653mm</b></p><p>　　前、后連桿上鉸點之距與掩護(hù)梁的比值為=0.22~0.3，這里可取0.25</p><p>　　前、后連桿

83、上鉸點之距為：</p><p>　　B=G=0.251451=362.8mm</p><p>　　頂梁長度=[配套尺寸+底座長度+Acos（）]-[Gcos（）+300+e]+掩護(hù)梁與頂梁鉸點至頂梁后端點之距=[2422+2200+675cos（）]-[1500cos（）+300+20]+100=3769mm。</p><p>　　式中 配套尺寸參照MG300—A

84、W1型采煤機(jī)、SGZ764型輸送機(jī)來選取</p><p>　　配套尺寸=671+374+764+613=2422mm。</p><p>　　2.4 立柱及柱窩位置的確定</p><p><b>　　2.4.1 立柱數(shù)</b></p><p><b>　　掩護(hù)式支架為二柱。</b></p>

85、<p>　　2.4.2 支撐方式</p><p>　　掩護(hù)式支架為傾斜布置，這樣可克服一部分水平力，并能增大調(diào)高范圍。一般立柱軸線與頂梁的垂直夾角小于300（支架在最低工作位置時），由于角度較大，可使調(diào)高范圍增加。同時由于頂梁較短，立柱傾角加大可以使頂梁柱窩位置前移，使頂梁前端支護(hù)能力增大。</p><p>　　2.4.3 立柱的設(shè)計</p><p>

86、<b>　　1）支護(hù)面積</b></p><p>　　支架的支護(hù)面積按下式計算：</p><p>　　式中 —支護(hù)面積()；</p><p>　　—頂梁寬度，取1.5m；</p><p><b>　　—頂梁長度；</b></p><p>　　—移架后頂梁前端點到煤壁的距離，

87、一般取0.3+e。</p><p><b>　　故：==5.98</b></p><p><b>　　2）支護(hù)強(qiáng)度</b></p><p>　　支護(hù)強(qiáng)度的計算可借助于查表。首先按表根據(jù)老頂級別和直接頂類別確定支架架型，再根據(jù)老頂級別和采高確定支護(hù)強(qiáng)度，。</p><p><b>　　立柱參

88、數(shù)的確定：</b></p><p>　　立柱缸體內(nèi)徑按下式進(jìn)行計算：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中 —立柱缸體內(nèi)徑（cm）；</p><p>　　—支架承受的理論支護(hù)阻力（）； <

89、/p><p><b>　　KN</b></p><p><b>　　—每架支架立柱數(shù)；</b></p><p>　　—立柱最大傾角，可?。?lt;/p><p>　　—安全閥調(diào)正壓力，取。</p><p>　　按照國家標(biāo)準(zhǔn)選取比計算值大的標(biāo)準(zhǔn)值作為內(nèi)徑，選取立柱的基本參數(shù)為：</

90、p><p>　　外缸內(nèi)徑： 180mm</p><p>　　中缸外徑： 170mm</p><p>　　中缸內(nèi)徑： 140mm </p><p>　　活柱外徑： 120mm</p><p>　　工作阻力： 1078KN</p><p>　　外缸額定工作壓力： 44.1&

91、lt;/p><p>　　中缸額定工作壓力： 72.8</p><p><b>　　推薦選用鋼材：</b></p><p><b>　　外缸：</b></p><p><b>　　中缸：</b></p><p><b>　　活柱：元鋼 </b&

92、gt;</p><p>　　2.4.4 立柱柱窩位置的確定</p><p>　　1) 上柱窩位置的確定</p><p><b>　　確定的原則：</b></p><p>　　從理論上分析，要使頂梁支撐力分布與頂板載荷分布一致。但頂板載荷復(fù)雜，分布規(guī)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。為了簡化計算，假定頂梁與頂板均勻接觸，載

93、荷沿頂梁長度方向按線性規(guī)律變化，沿支架寬度方向均布。把支架的空間桿系結(jié)構(gòu)簡化成平面桿系結(jié)構(gòu)。同時為偏于安全，可以認(rèn)為頂梁前端載荷為零，載荷沿頂梁長度方向向后越來越大呈三角形分布，并按集中載荷計算。所以，支架支撐力分布也為三角形，以此計算立柱上柱窩位置。此時認(rèn)為支架頂梁承受集中載荷在頂梁處，取頂梁為分離體，受力情況如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 受力分析圖</p><p>&

94、lt;b>　　對A取矩：</b></p><p>　　式中 x—立柱上柱窩至頂梁和掩護(hù)梁鉸點之距（m）；</p><p>　　—支架支護(hù)阻力（KN）；</p><p>　　q—支架最大支護(hù)強(qiáng)度（）；</p><p><b>　　—支護(hù)面積（）；</b></p><p>　　—頂

95、梁長度（不包括頂梁與掩護(hù)梁鉸點至頂梁后端之距）（m）；</p><p>　　—立柱工作阻力之和（KN），1678.6KN；</p><p>　　—頂梁和掩護(hù)梁鉸點至頂梁頂面之距（m）；</p><p>　　—立柱上柱窩中心至頂梁頂面之距（m），參照QY240-10/26型掩護(hù)式支架?。?lt;/p><p>　　—立柱在最高位置時的傾角（度），可根

96、據(jù)立柱在最高位置和最低位置時以及立柱在最低位置的傾角來計算出。</p><p>　　2) 下柱窩位置的確定</p><p>　　立柱下柱窩位置的確定，要有利移架，使底座前端比壓小。同時考慮柱前行人和支架的調(diào)高范圍以及下柱窩與前連桿下鉸點的距離，一般按支架在最低工作位置時立柱最大傾角應(yīng)小于來考慮，具體計算如圖2-5所示。</p><p><b>　　圖2-5

97、受力分析圖</b></p><p>　　按幾何關(guān)系列出的下述諸公式進(jìn)行計算。</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　將（2-2）式代入（2-1）式得：</p><p><b>

98、　?。?-3）</b></p><p><b>　　=1219.9mm</b></p><p><b>　　式中 ；</b></p><p>　　—支架最低位置時，后連桿與水平面夾角，利用幾何作圖法可求出=170；</p><p>　　—支架最低位置時，立柱傾角；</p>

99、<p>　　—支架最低位置時，掩護(hù)梁與水平面夾角，同樣可以利用幾何作圖法求出=31.60；</p><p>　　—立柱上柱窩至掩護(hù)梁與頂梁鉸點之距；</p><p>　　—立柱下柱窩至底座下表面之距，這里參照SY3800∕10∕22型掩護(hù)式液壓支架可選取=0.15m。</p><p>　　由支架的 、、、可計算得出立柱的工作行程L=892mm，查液壓缸活

100、塞行程系列表取L=900mm。</p><p>　　2.5 平衡千斤頂位置的確定</p><p>　　掩護(hù)式支架中平衡千斤頂?shù)耐屏屠τ嬎?，平衡千斤頂位置?yīng)按如下方法計算確定： </p><p>　　2.5.1 平衡千斤頂安裝位置的確定原則</p><p>　　為了保證支架工作的可靠性，支架的支撐力分布（包括立柱的支撐力和平衡千斤頂?shù)耐屏?/p>

101、拉力等）必須適應(yīng)頂板載荷分布。當(dāng)立柱的上、下柱窩位置確定后，就可以根據(jù)頂板載荷分布來確定平衡千斤頂?shù)奈恢?，現(xiàn)按兩種情況進(jìn)行分析。</p><p>　　當(dāng)頂梁前端出現(xiàn)空頂時，頂梁后端載荷加大，頂板載荷合力作用點位置后移，此時平衡千斤頂受拉，為使支架支撐力分布適應(yīng)頂板載荷分布，假設(shè)合力作用點位置在頂梁后端0.27倍頂梁長度出來進(jìn)行計算。</p><p>　　當(dāng)頂梁后端出現(xiàn)空頂時，頂梁前端載荷加

102、大，頂板載荷合力作用點位置前移，此時平衡千斤頂受推，為使支架支撐力分布適應(yīng)頂板載荷分布，假設(shè)合力作用點位置在頂梁后端0.35倍頂梁長度處進(jìn)行計算。</p><p>　　2.5.2 平衡千斤頂在頂梁上位置的確定</p><p>　　1）平衡千斤頂在頂梁上位置的確定</p><p>　　取頂梁為分離體（如圖2-6示）：</p><p><b

103、>　　圖2-6受力分析圖</b></p><p><b>　　由</b></p><p><b>　　得出 </b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　由</b></p><p

104、><b>　　（2-5） </b></p><p><b>　　由</b></p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　將（2-4）代入（2-6）中得到新的方程，此方程再與（2-5）聯(lián)立可解出：</p><p>　　式中 —平衡千斤頂?shù)耐啤⒗Γ?/p>

105、推力取“＋”、拉力取“－”）；</p><p>　　—頂板與掩護(hù)梁之間的摩擦系數(shù)，計算時取0.3；</p><p>　　—支架在最高位置時的立柱傾角；</p><p>　　—支架在最高位置時平衡千斤頂傾角。</p><p>　　為使平衡千斤頂與掩護(hù)梁不發(fā)生干涉，保證支架在不同高度是平衡千斤頂與掩護(hù)梁平行，可以取支架在最高位置時頂梁上平面和掩護(hù)

106、梁的夾角。</p><p>　　—平衡千斤頂活塞桿鉸點至頂梁頂面之距，當(dāng)支架降到頂梁和掩護(hù)梁成時，為使平衡千斤頂不與掩護(hù)梁發(fā)生干涉，所以可以按下式進(jìn)行計算：</p><p>　　式中 —掩護(hù)梁厚度（m），參照SY3800∕10∕22型掩護(hù)式液壓支架可選=0. 5m；</p><p>　　—平衡千斤頂外徑（m），參照SY3800∕10∕22型掩護(hù)式液壓支架可暫選=0

107、.125m；</p><p>　　—平衡千斤頂外徑與掩護(hù)梁間之間隙，一般取m；</p><p>　　—瞬心點至頂梁和掩護(hù)梁鉸點之距（m）；</p><p>　　—立柱柱窩中心至平衡千斤頂上鉸點之距（）；</p><p>　　—平衡千斤頂上鉸點至頂梁和掩護(hù)梁鉸點之距（m）；</p><p>　　—支護(hù)阻力合力作用點位置（

108、m），平衡千斤頂在推力時，取。</p><p><b>　　式中為頂梁長度。</b></p><p>　　2）平衡千斤頂?shù)男谐逃嬎?lt;/p><p>　　為了防止平衡千斤頂?shù)亩h(huán)或平衡千斤頂本身拉壞，對平衡千斤頂?shù)男谐逃腥缦乱螅寒?dāng)支架在最高位置時，頂梁能下擺；支架在最低位置時頂梁能上擺，或頂梁和掩護(hù)梁近似成。為簡化計算，取如下兩種情況：假設(shè)平衡

109、千斤頂?shù)幕钊麠U全部伸出時頂梁和掩護(hù)梁成；平衡千斤頂?shù)幕钊麠U全部縮回時，支架恰好在最高位置。 </p><p>　　當(dāng)支架在最高位置時，平衡千斤頂達(dá)到最小長度為,如圖2-7所示。</p><p>　　圖2-7 支架在最高位置時的</p><p>　　上式中 </p><p><b>　　=204mm</b&

110、gt;</p><p>　　當(dāng)頂梁和掩護(hù)梁成時，平衡千斤頂達(dá)到最大長度為，如圖2-8所示。</p><p><b>　　圖2-8 計算圖</b></p><p>　　行程 =</p><p>　　3）平衡千斤頂在掩護(hù)梁上位置的確定</p><p>　　平衡千斤頂?shù)男谐檀_定

111、后，即可確定它在掩護(hù)梁上的位置</p><p>　　式中 —當(dāng)活塞全部縮回后，缸體上鉸點至活塞上部之距，這里可以取=209mm； </p><p>　　—當(dāng)活塞桿全部縮回時，活塞桿鉸點至活塞腔出油孔中心線之距，這里取=141mm。</p><p>　　通過和的計算，平衡千斤頂在掩護(hù)梁上的位置就確定了。</p><p>　　2.6 主要軸銷間

112、隙及其影響</p><p>　　參照QY240型支架，頂梁和掩護(hù)梁孔為82mm，銷為80mm，間隙為2mm；四連桿孔為102mm，銷為100mm，間隙為2mm。</p><p>　　銷軸間隙大小對支架支護(hù)性能有一定影響，現(xiàn)僅舉例說明之。</p><p><b>　　1）影響梁端距</b></p><p>　　如果銷軸間隙

113、均能保證，當(dāng)頂板對頂梁的摩擦力向后時，使頂梁前端后移2mm，反之當(dāng)頂板對頂梁的摩擦力向前時，使頂梁前端向前移2mm。</p><p>　　2）間隙過小，裝配困難。</p><p><b>　　3）受力影響</b></p><p>　　支架在承載讓壓時，若間隙適當(dāng)，銷軸在銷孔中可轉(zhuǎn)動，阻力矩甚小，在受力計算時忽略不計，否則阻力矩較大，使支架動作不

114、靈活。</p><p>　　3 液壓支架的主要部件的設(shè)計</p><p>　　各部件設(shè)計的基本要求如下：</p><p>　　1）四連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使支架梁端距變化小，支架受力狀態(tài)最佳，結(jié)構(gòu)上既滿足工作空間要求，又能承受足夠的縱向、橫向力及扭矩。</p><p>　　2）頂梁。頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件，并起切頂作用。它可多次反

115、復(fù)支撐頂煤，以利于放煤。頂梁裝有側(cè)護(hù)板，活動側(cè)裝有千斤頂和彈簧，防止架間漏煤、矸石及調(diào)節(jié)支架間距。若四連桿機(jī)構(gòu)與頂梁鉸接，要有可靠的鉸接支座。</p><p>　　3）掩護(hù)梁。它用于承受部分煤、矸載荷，防止其竄入后輸送機(jī)的工作空間，保證支架、后輸送機(jī)正常運(yùn)行。根據(jù)不同的支架類型，掩護(hù)梁有伸縮插板式和在下端鉸接一伸縮尾梁式，它裝有側(cè)護(hù)板．作用與頂梁側(cè)護(hù)板相同。掩護(hù)梁受扭力和橫向載荷力大，是十分重要的部件。</

116、p><p>　　4）底座。其作用是將支架承受的頂板壓力和側(cè)向力傳至底板。它既要有足夠的強(qiáng)度和剛度，又應(yīng)滿足底板比壓不超限。保證支架整體穩(wěn)定性的關(guān)鍵是在底座上鉸接四連桿機(jī)構(gòu)，在底座中間設(shè)置有推移裝置，側(cè)面設(shè)置拉后輸送機(jī)的千斤頂和推移桿。</p><p>　　5) 推移裝置。此機(jī)構(gòu)關(guān)系到支架能否正常推移，由千斤頂和推移桿組成。推移桿結(jié)構(gòu)有長推桿或是由兩部分短推移桿組成。</p>&l

117、t;p>　　6) 尾梁。四連桿機(jī)構(gòu)與掩護(hù)梁鉸接的支架，在掩護(hù)梁下鉸接一可轉(zhuǎn)動的伸縮插板尾梁，用以放煤、保證放煤高度及維護(hù)工作空間。對于大塊煤可利用插板進(jìn)行破碎。尾梁裝有側(cè)護(hù)板，作用與頂梁、掩護(hù)梁的側(cè)護(hù)板相同。</p><p>　　液壓控制系統(tǒng)及立柱、千斤頂。液壓系統(tǒng)由各液壓件、管路系統(tǒng)組成，它應(yīng)保證立柱、千斤頂完成支架要求的各種性能，并達(dá)到設(shè)計技術(shù)參數(shù)。</p><p><b&

118、gt;　　3.1 頂梁</b></p><p>　　頂梁選取不帶前梁的鉸接式頂梁，頂梁后面與掩護(hù)梁鉸接，下面由立柱支撐，上與頂板直接接觸，做成箱體結(jié)構(gòu)，不但要滿足一定的剛度和強(qiáng)度的要求，還要適應(yīng)頂板的不平整性，避免因局部應(yīng)力過大而損壞。頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件，并起切頂作用。一般前、后柱窩斷面為最危險斷面，斷面安全系數(shù)n大于1.1，它可多次反復(fù)支撐頂煤，以利于放煤。頂梁裝有側(cè)護(hù)板，一側(cè)裝有側(cè)推

119、千斤頂和彈簧，防止架間漏煤、矸石及調(diào)節(jié)支架間距。</p><p>　　由于選用的掩護(hù)式支架，頂梁基本尺寸：長度3769mm；側(cè)護(hù)板縮回時1300mm；全部伸出時為1500mm；與掩護(hù)梁連接用銷孔直徑mm。</p><p>　　構(gòu)件材料：16鋼板，厚度有16mm、20mm、30mm三種,這里選用20mm的鋼板。</p><p>　　結(jié)構(gòu)：采用箱式結(jié)構(gòu)，有鋼板焊接而成。