【正文】 The early support force ................................................ 27 S hift driving force and pushing force ........................... 28 5 . P illar and the related parameters in the hydraulic system .............................................................................................. 28 Hydraulic support pillar strength calculation ....................... 31 The known parameters ............................................... 31 il cylinder stability calculation ................................ 32 strength of the piston rod is calculated ................ 33 The strength of the cylinder block ............................. 37 Main technical parameters of hydraulic support .......... 37 Hydraulic support force analysis ......................................... 38 upport the overall stress analysis ............................. 40 Before the beam force analysis .................................. 41 Top beam force analysis ............................................ 41 Cover the beam stress analysis .................................. 43 S upp ort base of stress analysis .................................. 44 Chapter 6 ste nt s trength calculation .............................................. 47 VIII S trength condition ................................................................ 47 Hydraulic support intensity .................................................. 49 Before Liang Liang intensity......................................... 49 Top beam intensity ........................................................ 53 The strength of the base respectively ............................ 59 beam intensity .................................................... 65 Conclusion ....................................................................................... 72 Ack nowle dge ments .......................................................................... 73 Bibliog raphy ................................................................................. 74 1 第 1 章 緒論 放頂煤綜采法的優(yōu)缺點 優(yōu)點： 1 生產集中化程度高，大大減少采區(qū)數目與工作面的巷道掘進量，以及相應的支護，維護等工作量與材料消耗。 4 受頂板和煤層特性的限制，工作面推進速度也受一定的限制。這三種型式的支架在不同的開采條件下取得良好的效果，為放頂煤技術的發(fā)展提供了裝備技術的保證。 低位放頂煤液壓支架的放煤口位置低，尺寸大，而且是連續(xù)的，多為插板式。 [1 ][4 ] 放頂煤液壓支架結構的基本特點 1 一般采用整體性，穩(wěn)定性及掩護性好的支撐掩護式和掩護式液壓支架。為使操作，行人等比較方便，支架高度一般為 2~3m。 3 對于松軟和易碎裂煤層，厚度為 5~8m 左右時，可選用掩護式支架，采用天窗式結構，如單輸送機放頂煤支架；對于煤層較大，煤質較硬，但節(jié)理發(fā)育，易碎裂的煤層，可用支撐掩護式支架，采用插板式或天窗插板式等結構。、頂板，底板允許比壓 a的地質條件，設計低位放頂煤液壓支架，通過尾梁的控制實現性能優(yōu)良的放頂煤要求。分別為中（反）四連桿放頂煤液壓支架﹑中 (正 )四連桿放頂煤液壓支架、后四連桿放頂煤液壓支架。尾梁搬動有利于落煤，插板伸縮值大，放煤口調節(jié)靈活，對于大煤塊的破碎能力強，可顯著提高頂煤的采出率。 6 底座對底板比壓分配合理，前端比壓較小，能適應軟底板條件，移架阻力小，有利于順利移架。 中四連桿低位放頂煤液壓支架（擺動式放煤支架） 擺動式放煤機構如下圖所示，由放煤千斤 頂、小插板千斤頂、放煤擺動板組成，主體是放煤擺動板。 [2 2 ] 7 圖 23 擺動式放煤機構 圖 24 后四連桿低位放頂煤液壓支架 中四連桿低位 放頂煤液壓支架，它的掩護梁由鉸接在頂梁的平衡千斤頂或鉸接在底座上的千斤頂支撐。 8 后四連桿低位放頂煤液壓支架，支架后部由掩護梁，前后連桿，底座，尾梁行成工作空間，用以放煤和布置后輸送機。 綜合以上三種方案，本次設計選取后四連桿低位放頂煤液壓支架形式進行設計。 由于不同采煤工作面的頂底板條件、煤層厚度、煤層傾角、煤層的物理機械性質等的不同，對液壓支架的要求也不同。由此可見，研制和開發(fā)新型液壓支架是必不可少的一個環(huán)節(jié)。 3 放矸性能要好。 7 調高范圍大，照明和通信方便。 11 要易于拆卸，結構簡單。 11 支架的伸縮比 支架的伸縮比是指支架的最大與最小高度值之比，即： minmax HHm ? ? ?13? 支架的最大高度與最小高度之差為支架的調高范圍。一般范圍是 至 ，煤層較薄時選大值。 由支架的最大、最小高度，可得活塞的行程為 1500mm；而活塞全部縮回時立柱的總長，暫用支架的最小高度 1700mm。大采高支架為提高穩(wěn)定性中心距可采用 ，輕型支架為適應中小煤礦工作面快速搬家的要求，中心距可采用 。在設計支架底座的長度時，應考慮如下方面 ：支架對底板的接觸比壓要??；支架內部應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；保證支架保持穩(wěn)定性。同時為了防止當采煤機向支架內傾斜時，采煤機滾筒不截割頂梁，又考慮到采煤機截割時，不一定把煤壁截割成一個 平面，所以在設計時，要求頂梁前端距煤壁最小距離為 300mm，這個距離叫空頂距。 頂梁的長度計算 掩護式與支撐掩護式液壓支架頂梁長度計算公式： ? ? ? ?? ?后端點之距掩護梁與頂梁鉸接點至 底座長度配套尺寸頂梁長度 ?? ????? ePGQA 3 0 0c o s)(c o s 11 式中 配套尺寸 —— 參考原煤炭部煤炭科學研究院編制的綜采設備配 套圖冊確定； 底座長度 —— 底座前端至連桿下鉸點的距離； e—— 支架由高到低頂梁前端點最大變化距離； 11,PQ —— 如圖所示，支架在最高位置時，分別為后連桿和掩護梁與水平面的夾角。其中寬面頂梁一般為 ～ 。 此設計的頂梁覆蓋率： %?δ 立柱位置的確定 支架立柱數的確定 目 前國內支撐式液壓支架立柱數為 2～ 6 根，常用為 4 根；掩護式液壓支架為 2 根；支撐掩護式液壓支架為 4 根。立柱間距的選擇原則為：有利于操作、行人和部件合理布置。根據前后連桿間行人的要求，對支撐掩護式液壓支架還要考慮立柱傾角的要求，分配前，后柱窩位置。運輸時可以將前梁放下與頂梁垂直，以減小運輸尺寸。 立柱 立柱是支架的承壓構件，它長期處于高壓受力狀態(tài)，它除應具有合理的工作阻力和可靠的工作特性 外，還必須有足夠的抗壓、抗彎強度，良好的密封性能，結構要簡單，并能適應支架的工作要求。掩護梁采用整體箱形鋼板焊接結構，在掩護梁上端與頂梁鉸接， 18 下部焊有與前后連桿鉸接的耳座。活動側護板裝在掩護梁的一側。 2 能承 受較大的水平力。本文取 250mm。 圖中： L—— 掩護梁長度； L1 —— 后連桿長度； L2 —— 過 E1 點的垂直線到后連桿下鉸點之距； h1 —— 支架最高位置時的計算高 度； 13 0070030 001 ???h mm h2 —— 支架最低位置時的計算高度； 900700160 02 ???h mm 從幾何關系可以列出 : LQPPL 2111 c o sc o s ?? (41) LQPPL 2212 c o sc o s ?? (42) Y 由（ 41）、（ 42）聯立解得： 20 )c o s/ ( c o s)c o s( c o s/12121 PPLL ??? (43) 按四連桿機構的幾何特征所要求的角度，選定： 25。 ???L mm 根據掩護梁長度 L 和后連桿長度 1L 重新計算出： 圖 42 液壓支架四連桿機構幾何關系圖 作圖步驟如下： 22 (1) 確定后連桿下鉸點 O 點的位置，使它大體比底座略高，一般為 200～ 250mm，考慮太低安裝銷子困難，太高底座又笨重。 (4) 以 O 點為圓心，以 L1 為半徑作圓 ，與該直線相交于 A 點，即為后連桿與掩護梁的上鉸點。 (8) 以 A 點為圓心，以 倍的 L 為半徑作圓，即為前連桿的上鉸點。 (11) 取 E1E3 中點為 E2 點，為液壓支架在降到中間位置時，掩護梁與頂梁的鉸點。 (15) 以 A1 點為圓心，以 倍的 L 為半徑作圓，與 E2A1相交于 B1 點。 (17) 分別作 B B1 和 B1 B2 的垂直平分線交于 C 點，即為前連桿的下鉸點， BC 為前連桿的長度。通過比較和對本次設計任務的環(huán)境適應性分析，最終決定本次設計采用整體式剛性底座，它的整體性剛度和強度好，底座接觸面積大，有利于減小對底板的比壓。 24 千斤頂 推移千斤頂 推移千斤頂按連接方式分有直接連接方式、框架連接方式和浮動活塞式。 前梁千斤頂 前梁千斤頂的缸體用圓柱銷固定在主梁下的耳座上，活塞桿與前梁相連。護幫千斤頂的缸體用銷軸固定在前梁上，活塞桿固定在護幫板上。 后推移輸送機千斤頂 后推移千斤頂主要用于放頂煤開采后輸送機的調整，跟推移千斤頂類似，只是不需要較大的拉架力。 本支架插板是由鋼板拼焊的等斷面結構，插板千斤頂耳座放在插板內部，在插板下部開以窗口方便插板千斤頂的安裝。 FPq ??? (51) 式中 P—— 支架總工作阻力， N； ?—— 支護效率；本次設計取支護效率為 因此架的支護面積， m2。但對乳化液和液壓元件的耐壓要求提高。推溜力一般為100～ 150 kN。 將數據代入 （ 52） 式得： 29 o 40 0040c o s40 ???? ??? aPan FD d ? 取： mm2 0 0cm20 ??dD 支架立柱的壁厚 ? （ mm） 一般為 16 ???,即中等壁厚，按下