【正文】 伸縮式機(jī)械加長立柱。缸體內(nèi)表面是活塞的密封表面，所以要求很高的加工精度。導(dǎo)向環(huán)多用塑料制品，也有用銅合金制成。它可用于各種活塞上的雙向密封。以上兩種密封圈的使用，簡化了活塞結(jié)構(gòu)，裝配方便，但密封圈本身加工較復(fù)雜。缸口用鋼絲擋圈固定，是在導(dǎo)向套外側(cè)裝有鋼絲擋圈，內(nèi)側(cè)裝有密封圈和防塵圈。 掩護(hù)梁和四連桿機(jī)構(gòu) 掩護(hù)梁是掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架的掩護(hù)構(gòu)件，除防止采空區(qū)冒落矸石涌入工作面外，并承受冒落矸石的壓力和頂梁分解的水平力。掩護(hù)梁上端與頂梁鉸接，下部與前、后連桿或直接與底座鉸接。對四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行合適的設(shè)計(jì)（長度和角度），能使支架在整個(gè)高度范圍內(nèi)梁端距的變化在50～100mm之內(nèi)。 本文前連桿 本文后連桿 底座(1)為支架的其他結(jié)構(gòu)件和工作機(jī)構(gòu)提供安設(shè)的基礎(chǔ)。（1）整體剛性底座，中擋前部一般有一高度50～100mm的小箱形結(jié)構(gòu)，中擋后部上方為箱形結(jié)構(gòu)，推移千斤頂一般安裝在箱形體之下。 整體剛性底座（2）底分式剛性底座。（3）鉸接分體式底座，鉸接分體底座分為左右相對獨(dú)立的兩部分，從中檔處鉸接，左右底座在垂直方向可相對錯(cuò)動，無剛性約束。 底分式剛性底座 鉸接分體式底座根據(jù)以上的分析，結(jié)合這次設(shè)計(jì)的實(shí)際，采用整體剛性底座，它的整體剛度和強(qiáng)度好，底座接底面積大，有利于減小對底板的比壓。在支架移架時(shí)起導(dǎo)向作用； 防倒、調(diào)架。固定側(cè)護(hù)板即是梁的邊筋板，可增加梁體強(qiáng)度，減輕支架重量。 直角式雙側(cè)可調(diào)的活動側(cè)護(hù)板 。 折頁式活動側(cè)護(hù)板 頂梁側(cè)護(hù)板高度一般取250～500mm，薄煤層支架取下限，大采高支架取上限。（1）直接連接方式推移千斤頂?shù)奶攸c(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，但移架力小于推移力，一般用于支撐式支架。側(cè)推千斤頂?shù)幕钊麠U固定在活動側(cè)護(hù)板上，缸體固定在固定側(cè)護(hù)板上。為使活塞桿與活動側(cè)護(hù)板相連，在改換工作面時(shí)，側(cè)推千斤頂要調(diào)轉(zhuǎn)180○。 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。當(dāng)千斤頂伸出時(shí)，護(hù)幫板支撐在煤壁上。推移桿的常用形式有正拉式短推移桿和倒拉式長推移桿兩種。由于巖塊的堵塞，使得推移千斤頂行走通道不流暢，不但影響了移架速度，而且會使長框架發(fā)生彎曲，造成推移步距減少，采面推進(jìn)速度減慢，頂板穩(wěn)定性變壞。 框架式長推移桿整體箱式長推移桿，一般是由鋼板組焊而成的整體箱式結(jié)構(gòu)。它解決了整體箱式長推移桿不便更換的缺點(diǎn)，兼有短推桿和長推移桿的雙重特點(diǎn)。 放煤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)低位放頂煤液壓支架的放煤口是由掩護(hù)梁和插板或尾梁及其千斤頂和插板形成。這種結(jié)構(gòu)能夠滿足放煤工藝、放煤口及工作空間的要求。向下轉(zhuǎn)動尾梁時(shí)收回插板進(jìn)行放煤，可視情況反復(fù)多次進(jìn)行放煤。尾梁長度的確定應(yīng)滿足工作空間要求，插板千斤頂?shù)男谐虘?yīng)滿足擋矸要求，插板應(yīng)盡可能加寬，以減小架間間隙。而頂板冒落是有一定的過程的，一般可分為三個(gè)階段：開始時(shí)頂板處于無壓狀態(tài)，此時(shí)頂板較完整，而且沒有下沉，稱為無壓狀態(tài)；但經(jīng)一定時(shí)間后，頂板就會下沉，通常稱為老頂來壓，此時(shí)頂板并不破裂，而且這種下沉是有一定周期性的，所以稱為老頂板來壓狀態(tài)；如果不及時(shí)支護(hù)，頂板就會破裂而冒落，此時(shí)叫冒落狀態(tài)。2. 金屬結(jié)構(gòu)件按材料力學(xué)上的直梁理論來計(jì)算。6. 作用在頂梁上水平力的產(chǎn)生有兩種情況：一種是由于支架在承載讓壓時(shí)，由于頂梁前端運(yùn)動軌跡為雙紐線，所以頂梁與底板有產(chǎn)生位移的趨勢，水平力為頂梁合力與靜摩擦系數(shù)的乘積，其方向與頂梁產(chǎn)生位移方向趨勢相反；另一種是由于頂板向采空區(qū)方向移動，使支架頂梁受指向煤壁的水平力，最大水平力數(shù)值與第一種相同。支護(hù)強(qiáng)度是指支架對單位面積頂板提供的工作阻力。較大的初撐力能使支架較快達(dá)到工作阻力，減緩頂板的早期下沉速度，增加頂板的穩(wěn)定性。一般薄煤層支架的移架力為100～150 kN；中厚煤層支架為150～300 kN；厚煤層支架為300～400 kN。本支架中，=5400kN，=4，=40MPa， = 10176。因此，取泵站壓力為32MPa?！左w斷面慣性矩——活塞桿端部銷孔至油缸限位處間距，cm；——缸底銷孔至油缸限位處間距，cm；由以上條件查極限力計(jì)算圖，得到 。 立柱受力分析圖由以上數(shù)據(jù)可得： cm（2）油缸的最大撓度： 當(dāng)時(shí)， （）當(dāng)，或時(shí)， （）當(dāng)，時(shí)， （）式中： ——鋼材彈性模量， MPa； ,.，所以由上列各式可得：,；,； cm。故MPa （）式中：——許用安全系數(shù)，；——材料屈服極限，活塞桿采用45鋼MPa。代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得:所以，缸體壁厚滿足強(qiáng)度要求。（3）缸口螺紋處強(qiáng)度驗(yàn)算①缸筒螺紋處強(qiáng)度螺紋處拉應(yīng)力：MPa （）螺紋處剪應(yīng)力：MPa （）合成應(yīng)力：MPa （）安全系數(shù)： 式中：——油缸初撐力，1329kN；——油缸外徑，273mm；——螺紋大徑，250mm；——螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，??；——螺紋預(yù)緊力系數(shù)，?。弧淄膊牧锨O限，MPa；——許用安全系數(shù)，一般取。 MPa（1）卡環(huán)與活柱端部擠壓強(qiáng)度MPa （）式中：——立柱工作阻力；——卡環(huán)與活柱端部擠壓面積,。 液壓支架主要技術(shù)參數(shù)一覽表 液壓支架主要技術(shù)參數(shù)表設(shè)備（部件）名稱項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)附注支架整體性能支架高度mm1700～3200支架寬度mm1420～1590支架中心距mm1500支護(hù)強(qiáng)度MPa對底板比壓MPa初撐力kN5316P=工作阻力kN6644P=40MPa操作方法本架操作泵站壓力MPa35立柱型式單伸縮機(jī)械加長4根缸徑/柱徑mm230/210機(jī)械加長桿直徑mm179初撐力kN1329P=工作阻力kN1661P=40MPa機(jī)械加長調(diào)高mm700液壓行程mm800推移千斤頂型式倒裝差動式1根缸徑/柱徑mm160/105推力/拉力kN361/633行程mm700側(cè)推千斤頂型式內(nèi)進(jìn)液3根缸徑/柱徑mm63/45推力/拉力kN98/48行程mm170護(hù)幫千斤頂型式雙作用單伸縮2根缸徑/柱徑mm100/70推力/拉力kN247／126行程mm240尾梁千斤頂型式雙作用單伸縮2根缸徑/柱徑mm160/105推力/拉力kN633/359行程mm700插板千斤頂型式雙作用單伸縮2根缸徑/柱徑mm63/45推力/拉力kN98/48行程mm650拉后溜千斤頂型式雙作用單伸縮1根缸徑/柱徑mm140/85拉力kN306行程mm700前梁千斤頂型式雙作用單伸縮2根缸徑/柱徑mm160/105推力/拉力kN633/360活塞腔工作阻力kN749（）行程mm180配套設(shè)備采煤機(jī)MG200/475W型前輸送機(jī)SGZ764/320D型后輸送機(jī)SGZ880/800型支架的受力分析與計(jì)算，是按理論力學(xué)中一物體受幾個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，所受力和力矩之和為零的原理來進(jìn)行分析和計(jì)算的。（mm）前梁長度L1(mm)1100前梁千斤頂前絞點(diǎn)與前后頂梁絞點(diǎn)之距L2(mm)235頂梁前絞點(diǎn)與前立柱上絞點(diǎn)之距L3(mm)1011前梁千斤頂后絞點(diǎn)與前立柱之距L4(mm)589前立柱上絞點(diǎn)與頂梁后絞點(diǎn)之距L5(mm)1889后立柱上絞點(diǎn)與頂梁后絞點(diǎn)之距L6(mm)633頂板對頂梁作用力與頂梁后絞點(diǎn)之距L7(mm)待求掩護(hù)梁上絞點(diǎn)與四連桿機(jī)構(gòu)瞬心的水平距離L8(mm)1308前后連桿的下絞點(diǎn)的水平距離L9(mm)739底板對底座作用力與后連桿下絞點(diǎn)距離L10(mm)待求后立柱的下絞點(diǎn)與后連桿的下絞點(diǎn)的水平距離L11(mm)1100前立柱的下絞點(diǎn)與后連桿的下絞點(diǎn)的水平距離L12(mm)2100前梁千斤頂?shù)那敖g點(diǎn)到頂板的距離h1(mm)398前梁與頂梁絞點(diǎn)到頂板的距離h2(mm)123頂梁前梁絞點(diǎn)到頂板的距離h3(mm)135前梁千斤頂后絞點(diǎn)到頂板之距h4(mm)410立柱的上絞點(diǎn)與的頂板之距h5(mm)125頂梁后絞點(diǎn)與頂板之距h6(mm)150四連桿機(jī)構(gòu)掩護(hù)梁瞬心到頂梁后絞點(diǎn)水平之距h7(mm)300立柱下絞點(diǎn)到底板之距h8(mm)110前連桿下絞點(diǎn)到底板之距h9(mm)792后連桿下絞點(diǎn)到底板之距h10(mm)450前立柱在最高位置與垂直線的夾角α(176。 支架前梁受力分析已知:kN、mm、mm、mm、mm求： 、解： ： （）： （）： （）由式（）可得：kN由式（）可得：kN由式（）可得：kN取頂梁為分離體。 支架掩護(hù)梁受力分析已知：。求：， 。設(shè)頂梁長為，頂板的集中載荷為，其作用點(diǎn)距頂梁一端為。由前面計(jì)算可知，屬于第二種情況。底板與底座的接觸面積： （）式中：——底座的長度；——底座的寬度。前面的內(nèi)容已經(jīng)給出了支架主要零部件受力分析和負(fù)荷的計(jì)算方法，但是由于液壓支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、外載荷特點(diǎn)以及其使用條件的特殊性，在強(qiáng)度計(jì)算中的強(qiáng)度條件也是有其特殊性的。（2） 主要銷軸均采用CrMo或40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼，按手冊中的屈服極限取值。4 焊條抗拉強(qiáng)度取，其強(qiáng)度條件為： （）式中： ——計(jì)算出的焊縫許用應(yīng)力；——按焊條類型來定。、剪力圖和彎矩圖，；；。最大彎矩。（2）整個(gè)截面形心至面的距離： （）代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得：（3）每個(gè)零件中心至截面形心之距： （）代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得：。故：前梁的彎曲強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。所以DD截面為危險(xiǎn)截面。以上各式中：：各板截面形心至aa面距離，；：各板截面面積，；：各板厚度。所以，（5）彎曲應(yīng)力和安全系數(shù)的計(jì)算 代入有關(guān)數(shù)據(jù)。（4）截面中心主慣性矩矩形截面的慣性矩為： 式中：——寬度；——高度。 頂梁受力圖、剪力圖和彎矩圖 頂梁危險(xiǎn)截面示意圖（1）各板形心位置板1： （一塊）； 板2： （一塊）；板3： （一塊）； 板4： （兩塊）；板5： （四塊）； 板6： （兩塊）；板7： （一塊）； 板8： （一塊）。（1） 剪力：（從右向左取，向上力為負(fù)，向下力為正）。每個(gè)零件對截面形心的慣性矩為： （）代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得：；；；。 ，；，；，；。對各點(diǎn)左右剪力計(jì)算如下：A、B、C三點(diǎn)處剪力均為。 （2）如果各結(jié)構(gòu)件計(jì)算出來的安全系數(shù)偏大時(shí)，可按標(biāo)準(zhǔn)鋼材厚度減薄，或減少加強(qiáng)筋數(shù)量和筋板高度，以減輕支架重量，降低成本。（4）結(jié)構(gòu)件、銷軸和活塞桿的強(qiáng)度條件為： （）式中： ——危險(xiǎn)斷面計(jì)算出的最大應(yīng)力，MPa；——許用安全系數(shù)。下面簡單介紹我國液壓支架強(qiáng)度計(jì)算中的強(qiáng)度條件：1 強(qiáng)度校核均以材料的屈服極限計(jì)算安全系數(shù)。為了保證它們具有足夠的強(qiáng)度，就必須根據(jù)力學(xué)原理進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于底板巖性不同，含水量不同等因素，使底板具有不同的抗壓強(qiáng)度。 頂梁三角形載荷分布頂梁前端比壓為0，頂梁后端比壓為：