【正文】 The early support force ...................................................27 Shift driving force and pushing force .............................28 Pillar and the related parameters in the hydraulic system ..................................................................................................28 Hydraulic support pillar strength calculation .........................31 know n parameters ..................................................31 cylinder stability calculation ..................................32 strength of the piston rod is calculated ..................33 The strength of the cylinder block ...............................37 technical parameters of hydraulic support ...........37 Hydraulic support force analysis ............................................38 the overall stress analysis ...............................40 Before the beam force analysis ....................................41 Top beam force analysis ..............................................41 Cover the beam stress analysis ....................................43 Support base of stress analysis ....................................44 Chapte r 6 ste nt stre ngth calculation .................................................47 VIII Strength condition ...................................................................47 Hydraulic support intensity .....................................................49 Liang Liang intensity ...........................................49 beam intensity ...........................................................53 strength of the base respectively ..............................59 beam intensity .......................................................65 Conclusion ...........................................................................................72 Acknowle dge me nts ..............................................................................73 Bibliography ......................................................................................74 1 第 1 章 緒論 放頂煤綜采法的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 1 生產(chǎn)集中化程度高，大大減少采區(qū)數(shù)目與工作面的巷道掘進(jìn)量，以及相應(yīng)的支護(hù)，維護(hù)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(jìn)速度也受一定的限制。這三種型式的支架在不同的開(kāi)采條件下取得良好的效果，為放頂煤技術(shù)的發(fā)展提供了裝備技術(shù)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(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn) 1 一般采用整體性，穩(wěn)定性及掩護(hù)性好的支撐掩護(hù)式和掩護(hù)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(duì)于松軟和易碎裂煤層，厚度為 5~8m 左右時(shí)，可選用掩護(hù)式支架，采用天窗式結(jié)構(gòu)，如單輸送機(jī)放頂煤支架；對(duì)于煤層較大，煤質(zhì)較硬，但節(jié)理發(fā)育，易碎裂的煤層，可用支撐掩護(hù)式支架，采用插板式或天窗插板式等結(jié)構(gòu)。、頂板，底板允許比壓 的地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)低位放頂煤液壓支架，通過(guò)尾梁的控制實(shí)現(xiàn)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(dòng)有利于落煤，插板伸縮值大，放煤口調(diào)節(jié)靈活，對(duì)于大煤塊的破碎能力強(qiáng)，可顯著提高頂煤的采出率。 6 底座對(duì)底板比壓分配合理，前端比壓較小，能適應(yīng)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(dòng)式放煤支架） 擺動(dòng)式放煤機(jī)構(gòu)如下圖所示，由放煤千斤 頂、小插板千斤頂、放煤擺動(dòng)板組成，主體是放煤擺動(dòng)板。 [ 22 ] 7 圖 23 擺動(dòng)式放煤機(jī)構(gòu) 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(hù)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(hù)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(jī)。 綜合以上三種方案，本次設(shè)計(jì)選取后四連桿低位放頂煤液壓支架形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。 由于不同采煤工作面的頂?shù)装鍡l件、煤層厚度、煤層傾角、煤層的物理機(jī)械性質(zhì)等的不同，對(duì)液壓支架的要求也不同。由此可見(jiàn)，研制和開(kāi)發(fā)新型液壓支架是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。 3 放矸性能要好。 7 調(diào)高范圍大，照明和通信方便。 11 要易于拆卸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diào)高范圍。一般范圍是 至 ，煤層較薄時(shí)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(shí)立柱的總長(zhǎng)，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(yīng)中小煤礦工作面快速搬家的要求，中心距可采用 。在設(shè)計(jì)支架底座的長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮如下方面 ：支架對(duì)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；保證支架保持穩(wěn)定性。同時(shí)為了防止當(dāng)采煤機(jī)向支架內(nèi)傾斜時(shí)，采煤機(jī)滾筒不截割頂梁，又考慮到采煤機(jī)截割時(shí)，不一定把煤壁截割成一個(gè) 平面，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，要求頂梁前端距煤壁最小距離為 300mm，這個(gè)距離叫空頂距。 頂梁的長(zhǎng)度計(jì)算 掩護(hù)式與支撐掩護(hù)式液壓支架頂梁長(zhǎng)度計(jì)算公式： ? ? ? ?? ?后端點(diǎn)之距掩護(hù)梁與頂梁鉸接點(diǎn)至 底座長(zhǎng)度配套尺寸頂梁長(zhǎng)度 ?? ????? ePGQA 300c os)(c os 11 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(cè)確定； 底座長(zhǎng)度 —— 底座前端至連桿下鉸點(diǎn)的距離； e—— 支架由高到低頂梁前端點(diǎn)最大變化距離； 11,PQ —— 如圖所示，支架在最高位置時(shí)，分別為后連桿和掩護(hù)梁與水平面的夾角。其中寬面頂梁一般為 ～ 。 此設(shè)計(jì)的頂梁覆蓋率： %?δ 立柱位置的確定 支架立柱數(shù)的確定 目 前國(guó)內(nèi)支撐式液壓支架立柱數(shù)為 2～ 6 根，常用為 4 根；掩護(hù)式液壓支架為 2 根；支撐掩護(hù)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(jù)前后連桿間行人的要求，對(duì)支撐掩護(hù)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(yùn)輸時(shí)可以將前梁放下與頂梁垂直，以減小運(yùn)輸尺寸。 立柱 立柱是支架的承壓構(gòu)件，它長(zhǎng)期處于高壓受力狀態(tài)，它除應(yīng)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(qiáng)度，良好的密封性能，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，并能適應(yīng)支架的工作要求。掩護(hù)梁采用整體箱形鋼板焊接結(jié)構(gòu)，在掩護(hù)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(dòng)側(cè)護(hù)板裝在掩護(hù)梁的一側(cè)。 2 能承 受較大的水平力。本文取 250mm。 圖中： L—— 掩護(hù)梁長(zhǎng)度； L1 —— 后連桿長(zhǎng)度； L2 —— 過(guò) E1 點(diǎn)的垂直線到后連桿下鉸點(diǎn)之距； h1 —— 支架最高位置時(shí)的計(jì)算高 度； 130070030001 ???h mm h2 —— 支架最低位置時(shí)的計(jì)算高度； 90070016002 ???h mm 從幾何關(guān)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(lián)立解得： 20 )c o s/ ( c o s)c o s( c o s/12121 PPLL ??? (43) 按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征所要求的角度，選定： 25。 ???L mm 根據(jù)掩護(hù)梁長(zhǎng)度 L 和后連桿長(zhǎng)度 1L 重新計(jì)算出： 圖 42 液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)幾何關(guān)系圖 作圖步驟如下： 22 (1) 確定后連桿下鉸點(diǎn) O 點(diǎn)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(diǎn)為圓心，以 L1 為半徑作圓 ，與該直線相交于 A 點(diǎn)，即為后連桿與掩護(hù)梁的上鉸點(diǎn)。 (8) 以 A 點(diǎn)為圓心，以 倍的 L 為半徑作圓，即為前連桿的上鉸點(diǎn)。 (11) 取 E1E3 中點(diǎn)為 E2 點(diǎn)，為液壓支架在降到中間位置時(shí)，掩護(hù)梁與頂梁的鉸點(diǎn)。 (15) 以 A1 點(diǎn)為圓心，以 倍的 L 為半徑作圓，與 E2A1相交于 B1 點(diǎn)。 (17) 分別作 B B1 和 B1 B2 的垂直平分線交于 C 點(diǎn)，即為前連桿的下鉸點(diǎn)， BC 為前連桿的長(zhǎng)度。通過(guò)比較和對(duì)本次設(shè)計(jì)任務(wù)的環(huán)境適應(yīng)性分析，最終決定本次設(shè)計(jì)采用整體式剛性底座，它的整體性剛度和強(qiáng)度好，底座接觸面積大，有利于減小對(duì)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(dòng)活塞式。 前梁千斤頂 前梁千斤頂?shù)母左w用圓柱銷固定在主梁下的耳座上，活塞桿與前梁相連。護(hù)幫千斤頂?shù)母左w用銷軸固定在前梁上，活塞桿固定在護(hù)幫板上。 后推移輸送機(jī)千斤頂 后推移千斤頂主要用于放頂煤開(kāi)采后輸送機(jī)的調(diào)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(jié)構(gòu)，插板千斤頂耳座放在插板內(nèi)部，在插板下部開(kāi)以窗口方便插板千斤頂?shù)陌惭b。 FPq ??? (51) 式中 P—— 支架總工作阻力， N； ? —— 支護(hù)效率；本次設(shè)計(jì)取支護(hù)效率為 因此架的支護(hù)面積， m2。但對(duì)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(shù)據(jù)代入 （ 52） 式得： 29 400040c os40 ???? ??? aPan FD d ? ?。? mm2 0 0cm20 ??dD 支架立柱的壁厚 ? （ mm） 一般為 16 ???,即中等壁厚，按下式計(jì)算：