【正文】 d guide rod mechanism 四連桿機(jī)構(gòu)尺寸的確定 a)掩護(hù)梁和后連桿長度的確定 用解析法來確定掩護(hù)梁和后連桿的長度。 支撐掩護(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計 10 圖 26 掩護(hù)梁和后連桿計算圖 Fig. 26 caving beam and guide rod calculation 圖 26中： L2e’ 點(diǎn)垂直線到后連桿下鉸點(diǎn)之距，（ mm） G掩護(hù)梁長度（ mm） A— 后連桿長度（ mm） H1— 支架最大計算高度，由下式求得 ]1[ H1=H大 － 220－ 160=3870－ 220－ 160=3490（ mm） 其中： 220（ mm）是后連桿下鉸點(diǎn)與底平面之距； 160（ mm）是掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)與頂梁上平面之距 了 2H — 支架最小計算高度。由下式求得 ]1[ 2H = 小H 220－ 160=2750－ 220－ 160=2370（ mm） P P2 — 支架最高與最低下位置時，掩護(hù)梁與頂梁夾角 (度 ) Q1 Q2 — 支架最高與最低位置時，后連桿與底平面夾角（度） 從幾何關(guān)系可以列出如下兩式： ]1[ － =L (2— 5) 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 =L (2— 6) 將以上兩式聯(lián)立可得： ]2[ 1212 c osc os c osc os ppGA ??? （ 2— 7） 對于支撐掩護(hù)式支支架， A/G 值應(yīng)滿足如下范圍： A/G=～ 支架在最高位置時有： ]2[ 111 s ins in QAPGH ?? （ 2— 8） 因此掩護(hù)梁長度為： ]2[ 111 s in)./(s in QGAp HG ?? （ 2— 9） 后連桿長度為： ]2[ A=G(A/G) (2— 10) 按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何 特征所要求的角度支撐掩護(hù)式支架要求的 A/G 值的范圍，選取兩組P1 ,Q1 ,P2 ,Q2 數(shù)據(jù)，由式（ 2— 7） ,(2— 9),(2— 10)可求 出 A,G 具體結(jié)果見表 2— 2 b)四連桿機(jī)構(gòu)其它各部分尺寸的確定 用幾何作圖法來確定四連桿機(jī)構(gòu)其它各部分尺寸。如圖 2— 7 具體作圖步驟如下： 1).確定后連桿下鉸點(diǎn) O點(diǎn)的位置，使它比底座面略高 200～ 250mm（或類比同類型支架確定） 2).過 O 點(diǎn)作與底座面平行的水平線 H— H 線。 3). 過 O點(diǎn)作與 H— H 線的夾角為 Q1的斜線。 4). 在此斜線截取線段 oa ， oa 長度等于 A,a 點(diǎn)為支架在最高位置時后連桿與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)。 5). 過 a 點(diǎn)作與 H— H 線有交角 P1的斜線，以 a 點(diǎn) 為圓心，以 G 點(diǎn)為半徑作弧 交些斜線一點(diǎn) e′ 此點(diǎn)為掩護(hù)梁與頂梁的鉸點(diǎn)。 支撐掩護(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計 12 6). 過 e′點(diǎn)作 H— H 線的平行線，則 HH 線與 F— F 線的距離為 H1，為液壓支架的最高位置時的計算高度。 7） . 以 a 點(diǎn)為圓心，以 （ ～ ） G 長度為半徑作弧，在掩護(hù)梁上交一點(diǎn) b,為前連桿上鉸點(diǎn)的位置。 8） . 過 O點(diǎn)作與 H— H線夾角為 Q2 的斜線。 9） . 在此斜線上截取線段 oa 〞 . oa 〞的長度等于 A， a〞點(diǎn)為支架降到最低位置時，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。 10） . 過 a〞點(diǎn)作與 H— H 線有交角 P2的斜線，以 a〞點(diǎn)為圓心，以 G 為半徑作弧交些斜線一點(diǎn) e〞，此點(diǎn)為支架在最低位置時，頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)。 11） . 以 a〞為圓心 以（ ～ ） G 長度為半徑作弧，在掩護(hù)梁上交一點(diǎn) b〞，為支架在最低位置時前連桿上鉸點(diǎn)的位置。 12） . 取 ee 〞線之間一點(diǎn) e〞為液壓支架降到此高度時掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)。 13） . 以 O 為圓心 ， oa 為半徑圓弧。 14） . 以 e〞點(diǎn)為圓心，掩護(hù)梁長 ae ˊ為半徑 作弧，交前圓弧上一點(diǎn) aˊ，以點(diǎn)為液壓支架降到中間某一位置時，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。 15） .以 ea ˊ連線，并以 aˊ點(diǎn)為圓心， ab 長為半徑作弧，交 ae 〞上一點(diǎn) bˊ點(diǎn) 。則 b， bˊ ,b〞三點(diǎn)為液壓支架在三個位置時 ，前連桿上鉸點(diǎn)。 16） .由 b， bˊ ,b〞三點(diǎn)確定的圓心 C，為前 連桿下鉸點(diǎn)位置。 17） .過 C點(diǎn) H－ H 線作垂線，交點(diǎn) d，則線段 oa ,ab ,bc ,cd ,和 do 為 液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)。 18） .按以上初步求出的四連桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸，再用幾何作圖法畫出液壓支架掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn) eˊ的運(yùn)動軌跡，只要逐步變化四連桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸，便可以畫出不同的曲線，再按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征進(jìn) 行校核，最終選出較優(yōu)的四連桿機(jī)構(gòu)尺寸。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 圖 2— 7液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)的幾何作圖法 Fig. 27 hydraulic support guide rod descriptive geometry 按以上作圖 步驟，作出三 組不同的連桿機(jī)構(gòu)幾何分析圖分別求出相關(guān)的參數(shù)和尺寸。 圖 28 四連桿機(jī)構(gòu)幾何圖（ 1） Fig. 28 descriptive geometry (1) 支撐掩護(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計 14 圖 2— 8四連桿機(jī)構(gòu)幾何圖（ 2） Fig .28 descriptive geometry (2) 圖 2— 8四連桿機(jī)構(gòu)幾何圖（ 3） Fig. 28 descriptive geometry (3) 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 四連桿機(jī)構(gòu)幾何圖見 2— 8 各尺寸參數(shù)見表 2— 2 表 2— 2 tab22 項(xiàng)目 組數(shù) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 支架在最高位置時 P1 580 590 590 Q1 800 790 790 支架在最低位置時 P2 250 230 240 Q2 380 330 340 1212 c osc os c osc os ppGA ??? 111 s in)./(s in QGAp HG ?? （ mm） 2423 2390 2390 前后連桿在掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)之距 ab （ mm） 567 626 627 瞬心角 θ 190 170 前后連桿在底座上鉸點(diǎn)水平之距 do (mm) 720 935 860 前后連桿下鉸點(diǎn)到 底座平面之距 cd (mm) 644 570 640 前連桿長 bc (mm) 1372 1600 1500 A=G(A/G) (mm) 1478 1457 1457 前后連桿長比值 支架頂梁前端運(yùn)動雙紐線最大寬度 e（ mm） 30 60 38 注：通過比較，本設(shè)計選取方案Ⅰ。 c）．四連桿機(jī)構(gòu)方案選優(yōu) 由上述方法求出四組連桿機(jī)構(gòu)尺寸，從中優(yōu)選一組。優(yōu)選的方法是按約束條件進(jìn)行篩選，從中選出一組最優(yōu)值。 約束條件是根據(jù) tgθ值的要求和支架的結(jié)構(gòu)尺寸關(guān)系定出來的 前后 連桿的比值范圍。根據(jù)現(xiàn)有支架調(diào)查統(tǒng)計，前后連桿的比值 C/A=～ 范圍 1).前連桿機(jī)構(gòu)高度不宜過大，一般應(yīng)使 D＜ H1/5。 支撐掩護(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計 16 2).前后連桿下鉸點(diǎn)的水平距離 E的長度，一般應(yīng)使 E＜ H1/。 3).對掩護(hù)式支架應(yīng) tgθ＜ 。 液壓支架配套設(shè)備及有關(guān)參數(shù)的確定 采煤機(jī)和運(yùn)輸機(jī)型號的確定 根據(jù)配套尺寸關(guān)系，在設(shè)計中選用采煤機(jī)和運(yùn)輸機(jī)型號為： 運(yùn)輸機(jī)： SGWD180PB型 采煤機(jī)： MLS3PH170 配套圖 .配套尺寸的確定 1)液壓支架配套關(guān)系圖 ,如圖 29所 示。 2)配套尺寸的確定，由圖 28 可知 配套尺寸 ]2[ E=624＋ 233＋ 630＋ 376=1889（ mm） 圖 29 液壓支架配套關(guān)系圖 Fig. 29 hydraulic support interrelation 泵站和各安全閥的選擇 在設(shè)計中選擇泵站型號為 XRB2B型。 泵站的理論工作壓力為 35Mpa,由于供液泵在工作過程中的磨損有等原因，實(shí)際供液壓力為 35Mpa，在立柱初撐階段， 因?yàn)闆]有應(yīng)用液體流動，管路損失為零，取初撐壓力為 32Mpa。 頂梁的設(shè)計及期有關(guān)參數(shù)的確定 頂梁的作用 頂梁是支護(hù)頂板一定面積的直接承 載部件，并為立柱、掩護(hù)梁、護(hù)頂裝置等提供必遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 要的連接點(diǎn)。 頂梁設(shè)計要求 頂梁不但要有一定的剛度和強(qiáng)度，還要保證支護(hù)頂板的需要，如：有足夠頂板覆蓋效率，同時，要求頂梁能適應(yīng)頂板變化，與頂板接觸壓力分布均勻 ，避免因局部應(yīng)力而引起損壞。 頂梁結(jié)構(gòu)型式的確定 支撐掩護(hù)式支架的頂梁較長 ，為了改善頂梁的接頂狀況，增大梁端支撐力，這類支架采用分段組合式頂梁，它有以下幾種組合型式： 1)剛性主 梁＋鉸接前梁 剛性主梁和鉸接前梁，如圖 2— 9所示，該結(jié)構(gòu)頂梁分前后梁并鉸接，在鉸接前梁設(shè)有前梁千斤頂，支撐靠近煤壁處的頂板，同時還可以調(diào)整前梁的上下擺角，以適應(yīng)頂板不平的變化。 2)剛性主梁＋伸縮 前探梁 這種組合方式如圖 2— 9b 所示，此結(jié)構(gòu)前梁有伸縮千斤頂使它伸縮，因此及時伸出支護(hù)剛暴露的頂板，從而可使頂梁長度減小，也可使用前梁千斤頂和伸縮千斤頂，使前梁即可伸縮又可以上下擺動。 3)剛性主梁＋鉸接前梁＋伸縮前探梁 這種結(jié)構(gòu)形式是由剛性主梁，鉸接前梁和在鉸接前梁內(nèi)裝伸縮前探梁組成的，前探梁用來煤壁 片幫后的支護(hù) 。 對以上三種頂梁型式比較，本設(shè)計選用剛性主梁＋鉸接前梁的結(jié)構(gòu)型式。 本設(shè)計支架頂梁采用箱式結(jié)構(gòu)，用鋼板焊接而成，為加強(qiáng)剛性，上下蓋板之間焊接加筋板，構(gòu)成封閉式棋盤型。 支撐掩護(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計 18 (a) (b) 圖 2— 10 支架頂梁的結(jié)構(gòu)形式 Fig. 210 hydropost construction 1— 前梁 2— 后梁 3— 前梁千斤頂 4— 前梁伸縮千斤頂 頂梁主要 尺寸的確定 1)頂梁長度 L1 L1 =配套尺寸＋底座長度＋ AcosQ1GcosP1300 配套尺寸為 1889（ mm） 底座長度為 2380（ mm） Q1=800 P1=580 將以上數(shù)據(jù)代入（ 2— 11）式得 ]2[ L1 =1889＋ 2380＋ 1478 cos800－ 2432 cos50－ 300=（ mm） 取頂梁長度為 3025（ mm） 2)頂梁寬度 目前我國刮板輸送機(jī)溜槽寬每節(jié)長度為 ，頂 梁寬度定為 3)頂梁厚度 通過類比取頂梁厚度為 220mm 4） 頂梁其它有關(guān)尺寸的確定 通過類比，確定立柱上鉸點(diǎn)，前梁千斤頂鉸點(diǎn)，前后梁鉸點(diǎn)，掩護(hù)梁與頂梁鉸 接 點(diǎn)位置（包括水平方向和垂直方向），各尺寸如圖 2— 10 所示 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 頂梁要主參數(shù)的確定 1） .頂梁面積 A]3[ 頂梁面積 A= L— 頂梁長度 取 3026mm B 取 1500mm A=3026 1500= 圖 2— 11支架結(jié)構(gòu)尺寸總圖 Fig. 211 caving shield map 支護(hù)面積 S 頂梁支護(hù)面積按下式計算 ： ]3[ S=(L1＋ 300).B (2— 13) 代入上式得： S=（ 3026＋ 300） 1500= ㎡ 支架名義工作阻力 F F=s xq （ 214） 式中 F— 支架名義工作阻力， KN 待求 支架在最高處名義工作阻力為： 支撐掩護(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計 20 Fm= =827= 頂板 覆蓋率δ 支架頂板覆蓋按下式計算 ]3[ δ