【正文】 0～ 500mm，薄煤層支架取下限，大采高支架取上限。 圖 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 折頁式活動側(cè)護(hù)板如圖 所示。固定側(cè)護(hù)板即是梁 的邊筋板，可增加梁體強度，減輕支架重量。在支架移架時起導(dǎo)向作用； 防倒、調(diào)架。 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 圖 底分式剛性底座 圖 鉸接分體式底座 根據(jù)以上的分析，結(jié)合這次設(shè)計的實際，采用整體剛性底座，它的整體剛度和強度好，底座接底面積大，有利于減小對底板的比壓 ， 具體結(jié)構(gòu)見圖 。 （ 3） 鉸接分體式底座 如圖 所示，鉸接分體底座分為左右相對獨立的兩部分，從中檔處鉸接，左右底座在垂直方向可相對錯動，無剛性約束。 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 圖 整體剛性底座 （ 2） 底分式剛性底座 底分式剛性底座如圖 所示。 （ 1） 整體剛性底座 整體剛性底座如圖 所示，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。 圖 本文前連桿 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 圖 本文后連桿 底座 用途 (1)為支架的其他結(jié)構(gòu)件和工作機構(gòu)提供安設(shè)的基礎(chǔ)。 支架前連桿設(shè)計成雙單連桿連接成整體的形式，后 連桿設(shè)計成單連桿 ?；顒觽?cè)護(hù)板裝在掩護(hù)梁的一側(cè)。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，下部焊有與前后連桿鉸接的耳座。這種結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，但要求活塞桿外徑與缸體內(nèi)徑之間有比較大的空間，這種固定 方式使用較多。 活塞的軸向固定方式由三種：用螺帽加防松螺釘固定；用壓盤和螺釘固定；用半圓環(huán)加彈性擋圈固定。 蕾型密封圈是一個 U 型夾布橡膠圈和唇內(nèi)夾橡膠壓制而成的單向?qū)嵭拿芊馊?。在不承受橫向力或橫向力很小的情況下，可以用保護(hù)密封圈的尼龍擋圈兼做導(dǎo)向環(huán)。 活塞是立柱的關(guān)鍵元件，對它的主要要求是保證密封性能良好，運動表面能承受外力的沖擊。 圖 本文單伸縮式機械加長立柱 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 立柱的結(jié)構(gòu)由缸體、活塞、缸口 、活柱和機械加長 桿等組成。而前梁則采用挑梁的型式，以起到即時支護(hù)的作用 ， 結(jié)構(gòu)如圖 。由于擺動范圍較鉸接頂梁小，因 此這種頂 梁又具有鉸接頂梁的靈活性。楔形梁 1 和后梁 4 通過銷軸鉸接，楔形梁的楔臂與頂粱間夾有楔塊 2，楔塊 2 后端與楔形千斤頂鉸接，而千斤頂 則鉸接于頂梁上。前梁千斤頂必須有足夠的支撐力和連接強度，前梁上不宜設(shè)置側(cè)護(hù)板。為改善接頂效果和補償焊接變形，整體頂梁前端 (800～ 1000mm)，一般上翹 1~3 。鉸接頂梁的前段稱為前梁，后段為主梁，一般簡稱頂梁。 本文所設(shè)計液壓支架為支撐掩護(hù)式后四連桿低位放頂煤液壓支架。根據(jù)安 全 規(guī)程規(guī)定，工作面風(fēng)速應(yīng)小于 5m/s。在過風(fēng)量一定時，采煤工作面的通風(fēng)斷面積不應(yīng)過小。立柱間距的選擇原則為：有利于操作、行人和部件合理布置。該液壓支架采用單伸縮機械加長立柱，為支撐掩護(hù)式，故立柱數(shù)目取為 4。 這里取 頂梁 寬度為： 1390mm（不包括活動側(cè)護(hù)板）。 圖 液壓支架尺寸關(guān)系 （ 1） 掩護(hù)式與支撐掩護(hù)式支架頂梁長度的計算 頂梁長度 =[配套尺寸 +底座長度 +A*cos（ Q1） ][G*cos（ P1） +300+e]+掩護(hù)梁與頂梁鉸接點至頂梁后端點之距（ mm） 式中： 配套尺寸 — — 670+435+764+210=2079mm（ MG200/475W 采煤機配套尺寸，詳見圖） 底座長度 —— 底座前端至后連桿下鉸點之距 2400mm e—— 支架由高到低頂梁前端點最大變化距離 39mm Q1， P1—— 支架在最高位置時，分別為后連桿和掩護(hù)梁與水平面的夾角 故頂梁長度為： 2 0 9 7 2 4 0 0 1 2 0 1 c o s 7 0 1 7 1 6 c o s 5 9 3 0 0 3 9 2 0 0 3 8 8 2? ? ? ? ? ? ? ? ? 取為 4000mm。 本文所設(shè)計的支架要適應(yīng)各種復(fù)雜的頂板情況，采用先推溜后移架的方式，但在推溜之前，挑梁要伸出，起到即時支護(hù)的作用，挑梁伸出 的長度為 800mm。 頂梁長度的確定 根據(jù)支架工作方式和設(shè)備配套尺寸來確定頂梁長度。 按以上步驟作圖，結(jié)果如圖 所示。 (16)、連接 A1O、 A2O，為液壓支架 降到中間位置和最低位置時，后連桿的位置。 (14)、以 E3點為圓心，以掩護(hù)梁長 L 為半徑作圓，與圓弧相交于 A2點，此點為液壓支架在最高位置時，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點。 (10)、在垂線上作液壓支架在最低位置時，頂梁與掩護(hù)梁的鉸點為 E3。 （ 7） 、 過 E1點作一條直線與水平線 H－ H 平行的 F－ F 直線，則 H－ H 線與 F－ F 線的距離為 h1，即為液壓支架最高位置的計算高度。 （ 3）、過 O 點作一條直線與水平線 H－ H 線相交其交角為 1Q 。 02 22P? ； 02 22Q? 。 02 28P? ； 02 30Q? 。 后連桿下鉸點與底座底面之距根據(jù)支架最小高度確定， 薄煤層支架取 150～ 250mm，中厚煤層支架取 250～ 450mm，大采高支架取 450～ 600mm。只要找到這個圓弧軌跡的曲率半徑和曲率中心，就可以 找到前連桿的位置和長度了。 由圖 可知，掩護(hù)梁與頂梁鉸點 E1 和瞬時中心 O 之間的連線與水平線的夾角為θ，設(shè)計時，要使 tan ?? 范圍內(nèi)，主要原因是 θ 角直接影響附 加力 Qy 的數(shù)值大小 。 本文設(shè)計支架為支撐掩護(hù)式，估取底座長度為 2400mm， 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中根據(jù)結(jié)構(gòu)要求修改為 3000mm。本文取 。目前國內(nèi)外液壓支架中心距大部分采用 和 。 max min1minLLK L?? ( ) 1K —— 單 位缸長行程 ； maxL —— 活 塞全部伸出時立柱的總長度 ， mm； minL —— 活 塞全部縮回時立柱的總長度 ， mm； max minLL? —— 活 塞行程 ， mm。一般范圍是 至 ，煤層較薄時選大值。 支架的伸縮比是指支架的最大與最小高度值之比，即： max minm H H? ( ) 支架的最大高度與最小高度之差為支架的調(diào)高范圍。的 工 作面上取得了成功。有的低位放頂煤液壓支架采取強化四連桿及聯(lián)接銷 軸 ，把擺動掩護(hù)梁的千斤頂一端布置在底座上，而不是布置在頂梁上，盡管這種架型尚無滿意的效果，但這種探索無疑是很有意義的。 前四連桿式支架和后四連桿式支架相比，前四連桿式支架穩(wěn)定性及抗扭性較差，但其后部空間較大，且重量也輕。尾梁中間有一個液壓控制的放煤插板，用以放煤和破 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 碎大塊頂煤，具有連續(xù)的放煤口。低位放頂煤液壓支架比較適合急傾斜特厚煤層綜放工作面。 （ 3） 在保證對 底 板合理比壓的前提下，適當(dāng)加大初撐力，有利于端面頂煤的維護(hù)。 3． 對“三軟”厚煤層放頂煤液壓支架安全性和適應(yīng)性的要求 （ 1） 在緩傾斜“三軟”條件下，因為頂梁上方是已破碎的頂煤，斷裂線前傾已深入到煤壁上方，頂梁太短，冒空區(qū)可能達(dá)到煤壁附近的上方。 2．對傾斜厚煤層放頂煤液壓支架安全性和適應(yīng)性的要求 （ 1）傾斜厚煤層放頂煤液壓支架的技術(shù)關(guān)鍵在于提高其穩(wěn)定和抗扭性能，提高掩護(hù)梁的抗扭能力，保 證在大傾角下支架能正常工作。 （ 2）保證放落煤的運輸空間。 1. 對緩傾斜中硬煤層放頂煤液壓支架安全性和適應(yīng)性的要求 緩傾斜條件下的放頂煤工作面約占綜放工作面總數(shù)的 70％ 以上，而且地質(zhì)條件差別 大，所以架型選擇余地大。顯而易見，要采用放頂煤綜采，其中重要的一項工作是正確選擇放頂煤液 壓支架的架型。北京開采所在研究各種支架特點和使用經(jīng)驗基礎(chǔ)上研制出一種反向四連桿低位放頂煤液壓支架，其結(jié)構(gòu)更加合理，用途更加廣泛 。這種支架比單輸送機高位放頂煤液壓支架有所改進(jìn)，有兩部輸送機，放煤與割煤可以平行作業(yè)，提高了效率，放煤口比高位放頂煤支架有所降低。 1987 年平頂山礦務(wù)局引進(jìn)了匈牙利 VHP732 型放頂煤支架，該支架在緩傾斜工作面試驗，最高月產(chǎn)達(dá) 萬 t，獲得了成功。經(jīng)過我國煤炭科技工作者的努 力，研制成功了數(shù)十種放頂煤液壓支架。機采煤 炭與放落煤炭均采用單輸送機運輸，在實際應(yīng)用中取得了良好效果。這兩類支架都配有雙輸送機運煤，滾筒采煤機采煤，然后由掩護(hù)梁上的窗口或插板放出頂煤。掩護(hù)梁無四連桿機構(gòu)，而直接與支架底座的尾端相鉸接。 MB1728S 放頂煤液壓支架為四柱掩護(hù)式，掩護(hù)梁通過液壓千斤頂控制進(jìn)行伸縮，便于頂煤冒落裝煤。 圖 “ 香蕉 ” 型放頂煤液壓支架 自 70 年代開始，法國、前西德、英國等國家陸續(xù)成功研制成功了 “ 開天窗 ” 的支撐掩護(hù)式或帶 插板的支撐式放頂煤液壓支架。該放頂煤工作面為預(yù)先開采頂層煤鋪設(shè)人工假頂，然后再采底煤。近年來，綜采放頂煤技術(shù)在我國得到了迅速的發(fā)展和廣泛的普及，綜采放頂煤正成為一種高產(chǎn)高效的采煤方法。由于工作面由液壓支架實現(xiàn)可靠、快速的支護(hù)，采用采煤機或刨煤機采煤，放頂煤作業(yè)在安全可靠的工作條件下進(jìn)行，從而使工作面產(chǎn)量有明顯提高。～18176。放落的煤由第二臺輸送機運輸 ，結(jié)構(gòu)如圖 。 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 圖 “開天窗”式放頂煤液壓支架 法國針對“香蕉”尾梁式放頂煤液壓支架存在的問題，先后研制成功 MB1728S、FB2130S 型放頂煤液壓支架。掩護(hù)梁上還有圓孔，用以通過此孔將管子伸向采空區(qū)，以便輸送氮或泡沫。 圖 MB1728S 放頂煤液壓支架 圖 FB2130S 型放頂 煤液壓支架 MB1728S 和 FB2130S 型放頂煤液壓支架分別代表了插板式和“開天窗”式放頂煤液壓支架的結(jié)構(gòu)特點。 80 年代初 期，匈牙利研制成功單輸送機前開“天窗”式放頂煤掩護(hù)式支架 ， 其結(jié)構(gòu)如圖 。雖然沒有取得預(yù)期的效果，但人們看到了這種新型支架的前景，從此拉開了設(shè)計、研制放頂煤液壓支架的序幕。最初的放頂煤支架采用的是低位放煤，代表架型是 FY40014/28 型放頂煤液壓支架，結(jié)構(gòu)如圖 。 圖 FY40014/28 型放頂煤液壓支架 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 圖 高位放頂煤液壓支架 80 年代末 90 年代初，我國研制出中位放頂煤液壓支架，結(jié)構(gòu)如圖 。早期的低位放頂煤液壓支架是由鋪網(wǎng)液壓支架演變而來，其基本結(jié)構(gòu)和鋪網(wǎng)支架類似，只是尾梁上加上了插板，用于放煤，低位放頂煤液壓支架是目前使用效果較好的架型。其中前兩個條件是基礎(chǔ)，后者是保證。）有了一些放頂煤綜采成功的實例，對于合理選擇放頂煤液壓支架提供了寶貴經(jīng)驗。保證放煤效果，首 先是選擇放煤的形式，低位放頂煤支架的放煤口是連續(xù)的，而且放煤口面積大，有利于大塊煤放出，無脊背損失，適用于緩傾斜綜放工作面。同時，空間太小，也影響設(shè)備維修，人員通行和安全。 （ 4） 提高支架防倒、防滑性能。除了頂梁外，應(yīng)注意掩護(hù)梁和尾梁的密封性能。由于急傾斜特厚煤層礦壓小、工作 面短，因此，選擇的支架應(yīng)具有工作阻力小、體積小、重量輕、推進(jìn)速度快等優(yōu)點。左右） 用以松動頂煤，并維持一個落煤空間。在后輸送機與千斤頂之間增加了結(jié)構(gòu)件推桿，以避免后輸送機與千斤頂活塞桿彎曲并防止輸送機和支架下滑。仔細(xì)研究各類放煤支架，就會發(fā)現(xiàn)，只有前四連 桿 式支架具備大幅度擺動掩護(hù)梁破煤的條件。如石炭井礦務(wù)局烏蘭礦將這種支架與過渡支架、端頭支架配套使用，在傾角為 24176。 本次設(shè)計給定支架最大高度 3200mm，最小高度 1700 mm。在采用雙伸縮立柱時，垛式支架的 伸縮比為 ；支撐掩護(hù)式支架為 ；掩護(hù)式支架可達(dá) 3。 經(jīng)計算，該支架的伸縮比 m a x m in 3 .2 1 .7 1 .8 8m H H? ? ?。 支架間距（支架中心距） 支架中心距一般等于工作面 刮板輸送機 一節(jié)溜槽 的 長度。 支架間距 bc 要根據(jù)支架型式來確定，但由于每架支架的推移千斤頂都與工作面輸送機的一節(jié)溜槽相連，因此目前主要根據(jù)輸送機溜槽每節(jié)長度及 槽 幫上千斤頂聯(lián)結(jié)塊的位置來確定，我國刮板輸送機溜槽每節(jié)長度為 、 ,千斤頂聯(lián)結(jié)塊位置在溜槽 長度 的中間，所以除節(jié)式和邁步式支架外，支架間距一般為 或 。 通常掩護(hù)式支架的底座長度取 倍的移架步距 （一個移架步距為 ） ， 即 左右，支撐掩護(hù)式支架的底座長度取 4 倍的移架步距，即 左右。 四連桿機構(gòu)的幾何特征 支架從最高高