【正文】 ? ?? ? cpDdp ????? ??? （ 53） 式中： p —— 缸內(nèi)工作壓力， 24dPp D?? aMP 。 支柱及相關(guān)液壓系統(tǒng)參數(shù)確定 立柱的缸體內(nèi)徑按下式進(jìn)行計(jì)算： anp FD ad cos40?? （ 52） 式中： dD —— 立柱缸體內(nèi)勁， mm F —— 支架承受的理論支護(hù)阻力， kN n —— 每架支架立柱數(shù)； aP —— 安全閥的正壓力， MPa a —— 立柱最大傾角。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求：初撐力 = 工作阻力 = ?? kN 移駕力和推溜力 移駕力和推溜力都是有推移千斤頂來決定的，所以要正確地選擇推移千斤頂，一般而言， 移架力與支架結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、煤層厚度、頂板性質(zhì)有關(guān)。 將數(shù)據(jù)代入（ 51）式得： 3 ????q MPa 初撐力 初撐力大小對支架的 支護(hù)性能和成本都有很大的影響。整個(gè)插板的具體 形式見裝配圖。由于這兩種放煤機(jī)夠都有自己配套的支架結(jié)構(gòu)形式， 本次設(shè)計(jì)采用了支撐掩護(hù)式液壓支架的結(jié)構(gòu)，因此這里設(shè)計(jì)成在掩護(hù)梁后鉸接一個(gè)插板的放煤結(jié)構(gòu)。在千斤頂活塞腔油路上加液控單向閥鎖緊，并加安全閥進(jìn)行保護(hù)。挑梁可以使前梁上下擺動(dòng)，加大前梁端部的支撐力。 側(cè)推千斤頂 作用：側(cè)推千斤頂伸出時(shí)，使活動(dòng)側(cè)護(hù)板外移，可密閉架間間隙，起到防矸、導(dǎo)向、防倒和調(diào)架的作用；側(cè)推千斤頂縮回時(shí)，使活動(dòng)側(cè)護(hù)板縮回，可以減少移駕阻力。支架常用的活動(dòng)側(cè)護(hù)板形 式有 3 種，即直角式單側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板、直角式雙側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板和折頁式單側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板。則 AO、 AB、 BC、CD 為液 支架的 的 四連桿機(jī)構(gòu)。即 B、 B B2 三個(gè)點(diǎn)為液壓支架在三個(gè)位置時(shí)的前 23 連桿的上鉸點(diǎn)。 (13) 以 E2 點(diǎn)為圓心，以掩護(hù)梁長 L 為半徑作圓，與圓弧相交于 A1 點(diǎn)，此點(diǎn)為液壓支架在降到中間位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。假設(shè)在液壓支架升降過程中，E1 點(diǎn)近似在 此直線上滑動(dòng)。 (6) 以 A 點(diǎn)為圓心，以 L 為半徑作圓，與該直線相交于 E1 點(diǎn)，即為掩護(hù)梁、與頂梁的鉸點(diǎn)。 (2) 過 O 點(diǎn)作水平線 H－ H 線與底座相平行。6002020101?? ?? QP QP 圖 41 掩護(hù)梁和后連桿計(jì)算示意圖 將數(shù)據(jù)代入（ 43）得： ? ? ? ?? ? ? ?80c o s25c o s/60c o s22c o sc o sc o s/c o sc o s/000012121??????? PPLL 支架在最高位置時(shí)的值為： QLPLh 1111 sinsin ?? 因此掩護(hù)梁的長度為： 21 ? ?? ?? ?1 6 0 080s in/2 3 0 0s in/s in/001111?????? QLLPhL 取： L= 1 6 0 0 mm 后連桿長度為： ? ?mm928/11???? LLLL 一般， ? ?39。本文取 450mm。 2 支架在最高位置時(shí)和最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的夾角 P 和后連桿與底平面的夾角 Q， 應(yīng)滿足以下要求： 支架在最高位置時(shí)， 520?P ~ 620 ， 750?Q ～ 850 ；支架在最低位置時(shí)，考慮矸石便于下滑，以防矸石停留在掩護(hù)梁上，根據(jù)物理學(xué)摩擦理論可 知， ,如果按 鋼和矸石 的摩擦系 數(shù)為 ?f ,即： ,求得?P ；為了安全可靠在最低工作位置時(shí)，應(yīng)使 25oP? 為宜，而 Q 19 角主要考慮掩護(hù)梁 底部距底板要有一定的距離，防止支架后部冒落的巖石卡住后連桿，使支架 不能降下來 ，一般取， 在特殊情況下需要角度較小時(shí)，可提高后連桿下鉸點(diǎn)的高度。 四連桿機(jī)構(gòu) 由于考慮放頂煤后鉸接插板擺動(dòng)千斤頂?shù)母缮鎲栴}，本次設(shè)計(jì)前后四連桿都采用單獨(dú)鉸接。配置單向活動(dòng)側(cè)護(hù)板，減少架間漏矸和防止大采高支架橫向傾倒。本次設(shè)計(jì)采用單伸縮機(jī)械加長立柱。為順利移架，前梁間一般要留有 100～ 150mm 間隙，從而增加了破碎頂板漏矸的可能性。 支架常用頂梁形式有 3 種：整體頂梁、鉸接頂梁和楔形結(jié)構(gòu)頂梁。本支架立柱間距選 1m。故前排立柱取，后排立柱垂直布置。 頂梁覆蓋率 頂板覆蓋率按下式計(jì)算： 15 ? ? ? ?? ? ? ?%01500300360036001500%100????????????kBbLLBδ 式中： ? —— 頂梁覆蓋率； B —— 頂梁寬度（包括側(cè)護(hù)板伸出寬度） ， mm； L —— 頂梁總長度 ， mm； b —— 梁端距 ， mm； k —— 相鄰頂梁間間隙。 頂梁寬度 由 于 取中 心 距 為 ，有活動(dòng)側(cè)護(hù)板頂梁寬度取值范圍為 ~ ，本次設(shè)計(jì)取支架頂梁的最小寬度為 1420mm,最大寬度為1590mm,選取 雙 側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板，亦即頂梁側(cè)護(hù)板側(cè)推千斤頂?shù)男谐倘?170mm。一般為 135～ 150mm，也是為了防止采煤機(jī)截割煤壁不齊，給推移輸送機(jī)留有一定距離。 本文設(shè)計(jì)支架為支撐掩護(hù)式，估取底座長度為 2400mm。本文取 。 12 支架間距的確定 支架中心距一般等于工作面刮板輸送機(jī)一節(jié)溜槽的長度。一般根據(jù)單位缸長行程 1K 來確定，當(dāng) ?K 范圍內(nèi)可采用單伸縮。由于液壓支架的使用壽命要 求較長，并可能被安裝在不同的采煤工作面，所以，支架應(yīng)具有較大的伸縮比。 液壓支架的參數(shù)確定 支架高度 支架高度的確定原則，一般應(yīng)首先確定支架適用煤層的平均采高，應(yīng)根據(jù)所采煤層的厚度，采區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)條件的變化等因素來確定，然后確定支架高度對于大采高支架，按下式確定計(jì)算高度，即： annnm aShH ShH ????? ??21 式中 mH —— 支架最大高度 , mm； nH —— 支架最小高度 , mm； mh —— 煤層最大厚度 , mm； nh —— 煤層最小厚度 , mm； 1S —— 考慮偽頂、煤皮冒落后仍有可能初撐力所需要的支撐高度，一般取 mm； 2S —— 頂板最大下沉量，一般取 mm； a—— 移架時(shí)支架的最小可縮量，一般 mm； a? —— 浮矸石、浮煤厚度，一般取 mm。 9 要去支架有足 夠的剛度，能夠承受一定的不均勻載荷和沖擊載荷。 5 要求液壓支架能保證采煤工作面有足夠的通風(fēng)斷面，從而保證人員呼吸、稀釋有害氣體等安全方面的的要求。 2 液壓支 架要 有足 夠的 的推 溜力 和移 架力 。因此，液壓支架的設(shè)計(jì)工作時(shí)很重要的。為了滿足對煤炭日益增長的需要，必須大量生產(chǎn)綜合機(jī)械化 采煤設(shè)備，迅速增加綜合機(jī)械化采煤工作面。向下轉(zhuǎn)動(dòng)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。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。 在放煤擺動(dòng)板內(nèi)裝有可伸縮的小插板，小插板前端設(shè)有用于插煤的齒條，齒條下部有耳坐，與插板千斤頂聯(lián)接。 [ 14] 6 圖 22 中四連桿低位放頂煤液壓支架（正向） 通過比較，在放煤機(jī)構(gòu)相同的情況下，因?yàn)楣ぷ鞯装遢^軟，因此反向四連桿低位放頂煤液壓支架比正向四連桿低位放頂煤液壓支架更為適合所給的條件。 5 4 頂梁相對較長，掩護(hù)空間較大，通風(fēng)斷面大，而且對頂板的反復(fù)支撐可使較穩(wěn)定的頂煤在礦壓作用下預(yù)先斷裂破碎，利于 放煤。 2 大插板使尾梁放煤機(jī)構(gòu) ，其尾梁千斤頂可雙位安裝，既可支設(shè)在頂梁上，也可只設(shè)在底座上，一般狀態(tài)是只設(shè)在頂梁上。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，本次設(shè)計(jì)的液壓支架的頂板為 2 類Ⅱ級(jí)，查《支護(hù)手冊》選用四柱支撐掩護(hù)式液壓支架。 5 工作面傾角一般不大于 300。 放頂煤液壓支架適用范圍 1 煤層厚度一般為 5~12m 左右，或者厚度變化比較大。 3 支架受上部頂板和頂煤放落時(shí)的動(dòng)載影響較大，因此要求支架縱向和側(cè)向穩(wěn)定性較高。支架尾梁還可以擺動(dòng)，提高頂煤的回收率。 我國放頂煤液壓支架的研究始于 20 世紀(jì) 80 年代初， 20 年來，得到了迅速發(fā)展。自 20 世紀(jì) 70 年代以來，我國放頂煤支架經(jīng)歷了從引進(jìn)國外的 高位開天窗式單輸送機(jī)放頂煤支架和中位開天窗式雙輸送機(jī)放頂煤支架，到自行研制的四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤支架的發(fā)展過程，每一次架型的重大改革都帶來了放頂煤技術(shù)的重大進(jìn)步，成為放頂煤技術(shù)發(fā)展階段的標(biāo)志。 缺點(diǎn)： 1 煤的回收率一般較分層開采時(shí)低 2 易使頂板矸石與放落的頂煤相混合，使煤的含矸率增加。 caving agency. III 目 錄 摘 要 .............................................................................................. I Abstract ................................................................................................ II 第 1 章 緒論 ......................................................................................... 1 放頂煤綜采法的優(yōu)缺點(diǎn) ......................................................... 1 放頂煤液壓支架的發(fā)展歷史 ................................................. 1 放頂煤液壓支架結(jié)構(gòu) 的基本特點(diǎn) .......................................... 2 放頂煤液壓支架的分類 ......................................................... 2 放頂煤液壓支架使用條件和適用范圍 ................................... 3 放頂煤液壓支架使用條件 .......................................... 3 放頂煤液壓支架適用范圍 .......................................... 3 第 2 章 支架的總體方案設(shè)計(jì) .............................................................. 4 設(shè)計(jì)任務(wù) ................................................................................. 4 支架結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) ................................................................. 4 中反四連桿放頂煤液壓支架 ....................................... 4 中正四連桿低位放頂煤液壓支架 ............................... 5 中四連桿低位放頂煤液壓支架 ................................... 6 第 3 章 液壓支架的整體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) ............................................. 9 液壓支架設(shè)計(jì)的基本要求和基本參數(shù) ................................ 9 液壓支架的設(shè)計(jì)目的 ................................................... 9 設(shè)計(jì)時(shí)對液壓支架的基本要求 .................................... 9 液壓支架的參數(shù)確定 .............................................................10 支架高度 ....................................................................10 支架的伸縮比 ............................................................. 11 支架間距的確定 .........................................................12 底座長度的確定 .........................................................12 頂梁長度的確定 ....