【正文】 第 19 頁 接頂梁較小，所以該梁又具有鉸接頂梁的靈活性。 按動作方式分立柱可分為單作用式和雙作用式；按支架種類分立柱可分為活塞式和活柱式；按伸縮方式分立柱可分為單伸縮式和雙伸縮式。一般選用 27SiMn 的無縫鋼管制造。制作活塞時如果選用鋼，為了與缸體內(nèi)徑配合可在活塞上安裝導(dǎo)向環(huán)。蕾型密封圈是一個由唇內(nèi)夾橡膠和 U型夾布橡膠圈壓制而成的單向?qū)嵭拿芊馊?。在工作壓力小? 時，可以不加擋圈。表面要鍍鉻，并要注意保護，防止外部硬傷以防止在礦井條件下表面生銹和腐蝕。 用來固定鋼絲和鋼絲擋圈的連接方式，不能耐高壓。 掩護梁和四連桿機構(gòu) 掩護梁是掩護式液壓支架和支撐掩護式液壓支架的掩護構(gòu)件，防止采空區(qū)冒落、矸石涌入工作面，還承受冒落矸石的壓力和頂梁分解的水平力。低位放頂煤支架的掩護梁還連接支架的尾梁與插板，安裝尾梁千斤頂，具體結(jié)構(gòu)見圖 331。整體連桿是由兩根單連桿組焊而成，銷軸與銷孔最大配合間隙控制在 1mm 以內(nèi)，抗扭轉(zhuǎn)能力強，以增強支架的穩(wěn)定性，用在前連桿。 (2)與前、后連桿和掩護梁一起組成四連桿機構(gòu)。整體剛性底座的整體剛度和強度好。底座對底板不平的適應(yīng)性好，減少了底座的偏載載荷和扭轉(zhuǎn)，但支架的整體剛性低。由于底分式剛性底座中擋底板分體，推移裝置處的浮煤、碎矸隨支架移架從后端排到采空區(qū)，不需要人工情理．適應(yīng)高產(chǎn)高效。 側(cè)護板 頂梁的側(cè)護板裝置一般由側(cè)護板、側(cè)護千斤頂、彈簧套簡、連接銷軸和導(dǎo)向桿等組成。起導(dǎo)向作用在支架移架時。 直角式單側(cè)活動側(cè)護板 圖 351 直角式單側(cè)活動側(cè)護板 直角式單側(cè)活動側(cè)護板如圖 所示，一側(cè)為活動側(cè)護板，一側(cè)為固定側(cè)護板。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 圖 352 直角式雙側(cè)可調(diào)的活動側(cè)護板 ．折頁式活動側(cè)護板 折頁式活動側(cè)護板如圖 353 所示．它結(jié)構(gòu)簡單，千斤頂可布置在梁體的外側(cè)，便于維修和拆裝，但擋矸、密封性差，矸石易漏泄，移架時導(dǎo)向性差。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 圖 353 折頁式活動側(cè)護板 綜上所述，本次設(shè)計選取直角式單側(cè)可調(diào)的活動側(cè)護板。 （ 3）框架連接式推移千斤頂?shù)奶攸c：移架力大于推溜力，可用于掩護式及支撐掩護式。 側(cè)推千斤頂 側(cè)推千斤頂?shù)幕钊麠U固定于活動側(cè)護板上，缸體固定于固定側(cè)護板上。為使活動側(cè)護板與活塞桿相連，改換工作面的時侯，側(cè)推千斤頂需要調(diào)轉(zhuǎn) 180○ 。前梁千斤頂活塞腔液路上，裝有安全閥和液控單向閥，保證前梁的工作阻力與初撐力。在千斤頂?shù)幕钊?腔液路上用液腔單向閥鎖緊，加安全閥進行保護。 短推移桿 短推移桿的一般結(jié)構(gòu)如圖 371所示，是由鋼板組焊而成的箱型結(jié)構(gòu)件，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單可靠，被廣泛采用。既影響移架速度，又會使長框架彎曲，造成采面推進速度減慢，推移步距減少，頂板穩(wěn)定性變差。它的可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單、防止輸送桿和支架下滑的性能好。 圖 373 整體箱式長推移桿 框架式長推移桿由前后兩段組成，前段為箱式結(jié)構(gòu)，后段為導(dǎo)向塊和雙桿式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖 374所示。長推移桿采用倒拉式，千斤頂活塞桿伸出為移架，收回為推溜 ,推溜力小于拉架力，其布置圖如圖 376 所示。 中四連桿結(jié)構(gòu)的放煤機構(gòu)設(shè)計 支架的掩 護梁由鉸接在底座上的千斤頂或鉸接在頂梁上的平衡千斤頂支撐。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 32 頁 圖 381 中四連桿結(jié)構(gòu)的大插板放煤機構(gòu) 后四連桿結(jié)構(gòu)的放煤機構(gòu)設(shè)計 在該支架后部由前后連桿、掩護梁、尾梁和底座形成工作空間，用以布置后輸送 機和放煤。 尾梁由尾梁體、插板千斤頂、插板、側(cè)護板及其千斤頂組成。下擺 33176。不支護時間越長，危險就越大。當周期來壓時，頂板下沉，立柱下腔的壓力增加，當壓力增加到大于安全閥調(diào)整壓力時，安全閥打開，立柱下腔壓力下降，此時稱為立柱讓壓狀態(tài)，使支架以工作阻力支護頂板。 支架在工作面受力是由于頂板下沉 ,又有向采空區(qū)移動的趨勢 ,使底座受底板反力和頂梁受合力 ,其中頂板合力的垂直分力 F由支架的工作阻力來克服，所以計算支架的工作載荷時按支架的工作阻力確定。 4. 通過分析計算可知，掩護梁上矸石的作用力，只能使支架實際支護阻力降低，故在進行強度計算時不計，使掩護梁偏安全。 7. 支架的各部件受力大小按不同支護高度時受力的最大值進行校核。 FPq ??? （ ） 式中： p — 支架總工作阻力， N； ?— 支護效率； 不同的架型可選擇以下數(shù)據(jù)： 支撐式支架 ? = 1 支撐掩護式支架 ? = 支頂掩護式支架 ? = ， .... 支掩掩護式支架 ? =， ..... 本設(shè)計為支撐掩護式支架，取 F—— 支架的支護面積， 2m 。一般取初撐力為 — 倍的工作阻力。 根據(jù)設(shè)計要求，取移架力為 300KN，推溜力為 150KN。 MPaPb 35? a3239。 代入數(shù)據(jù)得 KNF 1 2 0 55c o s4 4 8 0 0z ??? ? 1 2 0 5402a MPP ???? 即 aP 取 40MPa 合理。 （ 1）在承受同心最大軸向載荷時，油缸的初始撓度 1? 為： ? ?? c o s22 2121211 PllGlal ll ????。油缸的穩(wěn)定性條件為 : PJJPP ????????????121kk () 式中： kP — 油缸穩(wěn)定的極限力； 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 38 頁 P— 最大工作阻力； 1J — 活塞桿斷面慣性矩（設(shè)加長桿為活塞桿進行驗算）； 44411 305864 cmdJ ???? ?? 2J — 缸體斷面慣性矩 444442 1 3 5 2 264 )(64 )( cmDDJ a ?????? ?? 30581352212 ??JJ 9812870 98112 ???ll 1l — 活塞桿端部銷孔至油缸限位處間距； 2l — 缸底銷孔至油缸限位處間距； 由以上條件查極限力計算圖 ，得 161k ?JP 立柱穩(wěn)定性的極限力為 MNJJPP k 2121k?????????????? 立柱最大工作阻力小于極限力，故滿足穩(wěn)定條件。21 104 bd PDP ??? ? （ ） 式中： 39。 支架立柱為單伸縮機械加長式，根據(jù)液壓缸推薦相關(guān)鋼材最終確定尺寸如下： 外徑（ mm) 內(nèi)徑 (mm) 缸體 273 230 活柱 210 180 加長桿 179 支架立柱的壁厚 ）（ mm? 一般為 ?? ?dD ,即中等壁厚，按下式計算： ? ? m a xm a x pDp d?? ?? （ ） 式中： p— 缸內(nèi)工作壓力，2d4DPp ??? Pa； P— 單個立柱的工作阻力，取 P=4800/4=1200 KN 則： 23 1012 0044 232d ?? ????? DPp ? MPa ??? — 缸體材料許用應(yīng)力， MPa，缸體選用 27SiMn， ??? =980MPa dD — 立柱缸體內(nèi)徑。一般薄煤層支架的移架力為 100— 150KN，中厚煤層支架為 150— 300KN，厚煤層支架為 300— 400KN。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 35 頁 帶入以上數(shù)據(jù)可得： 8 0 0 3 MPq ???? 初撐力 初撐力的大小對支架的成本和支護性能 有很大的影響。超過額定工作阻力 10%的超載試驗，由安全系數(shù)保證。 6. 作用在頂梁上的水平力有兩種情況：一種是支架在承載讓壓時，頂梁前端運動軌跡為雙紐線，所以頂梁與底板有發(fā)生位移 的趨勢，頂梁合力與靜摩擦系數(shù)的乘積為水平力，方向與頂梁產(chǎn)生位移方向的趨勢相反；另一種是頂板向采空區(qū)移動，支架頂梁受指向煤壁的水平力，最大水平力的數(shù)值大小與第一種相同。 2. 金屬結(jié)構(gòu)件按材料力學(xué)上的直梁來計算。這是在設(shè)計和使用中必須注意避免的現(xiàn)象。此時頂板并不破裂，而且這種下沉是具有一定周期性的，所以稱為周期來壓；如果不及時支護，頂板就會因為破裂而冒落，此時稱為冒落狀態(tài)。受上部巖層壓力，會出現(xiàn)裂縫和離層。插板千斤頂?shù)男谐虘?yīng)滿足擋矸要求，尾梁長度的確定應(yīng)滿足工作空間的要求，插板應(yīng)盡可能加寬以減小架間間隙，如圖 382。向下轉(zhuǎn)動尾梁時收回插板進行放煤，可反復(fù)多次進行放煤。 這種結(jié)構(gòu)能夠滿足放煤口、放煤工藝及工作空間的要求。 放煤機構(gòu)設(shè)計 低位放頂煤支架的放煤口是由尾梁及其千斤頂和插板或掩護梁和插板形成?？蚣苁介L推移桿適用于中型以下的液壓支架。所以必須有足夠大的安全系數(shù)。它解決了整體箱式長推移桿更換難的缺點，兼有短推桿和長推桿的雙重特點。實踐證明，在底板松軟和頂板破碎條件下，長框架間經(jīng)常充滿巖塊或煤塊，清理十分困難。 推移裝置設(shè)計 推移裝置由推移桿、連接頭和推移千斤頂?shù)攘慵M成，其中決定推移裝置形式和性能的關(guān)鍵部位是推移桿。 ．護邦千斤頂 護邦千斤頂?shù)母左w使用銷軸固定在前梁上，活塞桿固定在護邦板。 側(cè)推千斤頂其它參數(shù)見計算部分，具體安裝位置見圖紙。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 （ 2） 安裝在掩護梁和頂梁結(jié)構(gòu)的下面，避免在掩護梁和頂梁上開窗口，加強了掩護梁和頂梁的強度，但影響支架的有效空間。 平衡千斤頂 平衡千斤頂為雙作用缸。 （ 1）直接連接式推移千斤頂?shù)奶攸c：千斤頂結(jié)構(gòu)簡單，但移架力小于推移力，一般用于支撐式液壓支架。 頂梁側(cè)護板高度一般為 250～ 500mm，薄煤層時支架取下限，大采高時支架取上限。直角式單側(cè)活動側(cè)護板適用于工作面傾角小于 15 下的緩傾斜煤層或水平煤層，導(dǎo)向性好和擋矸密封性好。其上設(shè)置的彈簧與千斤頂都起防倒與調(diào)架作用，活動側(cè)護板增強了支架側(cè)向穩(wěn)定性?？筛纳祈斄号c掩護梁的防矸、護頂性能，隔離與采空區(qū)控頂區(qū)、防止冒落中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 矸石竄入工作面，減少冒矸形成的粉塵。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 圖 342 鉸接分體式底座 圖 343 底分式剛性底座 綜合以上的分析 ，本次采用整體剛性底座，它的整體剛度和強度更好。目前這種底座結(jié)構(gòu)已較少采用 （ 3）．底分式剛性底座 底分式剛性底座如圖 343 所示。底座的接底面積大，有利于減小對底板的比壓，但中擋推移機構(gòu)處易積存浮碎矸，清理較困難，一般用于軟底板條件下工作面支面支架。 結(jié)構(gòu)形式及特點 支架底座常用形式有 3 種，即整體剛性底座、鉸接分體底座和底分式剛性底座。具體結(jié)構(gòu)見圖 332圖 333。對四連桿機構(gòu)的長度和角度進行合適的設(shè)計能使整個高度范圍內(nèi)梁端距的變化在 50— 100mm 之間。充分考慮了垮落頂板對梁體可能造成的沖擊破壞，以及大采高支架復(fù)雜的三維空間受力，強度高，安全系數(shù)大。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 立柱工作原理： 當高壓液進入中缸的下腔，上腔回 液，使中缸伸出。這種結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，這種固定方式使用較多。 活塞的軸向固定方式有三種：用壓盤和螺釘固定；用螺帽加防松螺釘固定；用半圓 環(huán)加彈性擋圈固定。