【正文】 在最高位置時，≤52176。由于它處在隔離采空區(qū)的位置，故可以起到良好的擋矸作用?？紤]本支架用四立柱，本次設(shè)計底座長度為為2675mm。本次設(shè)計取支架頂梁的最小寬度為1378mm,最大寬度為1450mm,亦即頂梁側(cè)護(hù)板側(cè)推千斤頂?shù)男谐倘?70mm。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(jī)的一節(jié)溜槽相連，因此目前主要根據(jù)刮板輸送機(jī)溜槽每節(jié)長度及槽幫上千斤頂連接塊的位置來確定， m，千斤頂連接位置在刮板槽槽幫中間，本設(shè)計取bc= m 支架寬度是指頂梁的最小和最大寬度。支架的伸縮比系指其最大高度與最小高度之比值。 式（） 式（）式中：——支架最大高度（mm）； ——支架最小高度（mm）； ——最大采高（mm）； ——最小采高（mm）；S1——考慮偽頂冒落的最大厚度。在這次放頂煤液壓支架的設(shè)計過程中，主要以底座、主頂梁、尾梁和立柱等結(jié)構(gòu)件的機(jī)械部分設(shè)計為重點。 小結(jié)本章對放頂煤液壓支架的歷史進(jìn)行了概述，并由此引出液壓支架對整個煤礦行業(yè)的重要意義，使現(xiàn)代采煤工業(yè)更加安全，高效。上述工作過程表明：液壓支架在額定工作阻力值以下工作時，具有增阻性，以保證支架頂板的有效支撐作用；當(dāng)支架支撐力超過額定工作阻力值時，支架隨頂板下沉而下縮，使支架保持恒定的工作阻力，即具有可縮性和恒阻性。工作阻力是液壓支架的一個基本參數(shù)，用來表示支架支撐力的大小。由于安全閥動作壓力的限制，支柱呈現(xiàn)出恒阻特性，此時支柱和支架承受的最大載荷稱為工作阻力。 都使支架能隨頂板下沉?xí)r，有一定的可縮量，但又保持一定的支撐力不敢于使頂板任意下沉而造成破壞冒落。經(jīng)試驗證明，減小支柱的彈性可縮量，對改善頂板管理起著重要的作用。這個縮短量可用下式計算 式（）式中：－支柱由初撐力起到達(dá)工作阻力時，支柱內(nèi)壓力得增值（公斤/l厘米2）－乳化液的體積壓縮系數(shù)，近似取水的壓縮系數(shù)＝－支柱內(nèi)壁壓縮液柱的高度（厘米）－鋼材的彈性系數(shù)（公斤/l厘米2）－剛才的泊松比 ＝D－支柱缸體外徑（厘米）d－支柱缸體內(nèi)徑（厘米）這個縮短量是有彈性的，如果作用在支柱上的載荷，反過來從工作阻力減小到初撐力時，支柱仍會恢復(fù)到原來的長度。支柱初撐力 式（） 支架初撐力 式（）式中：－泵站的工作壓力（公斤/l厘米2）D－支柱缸體徑經(jīng)（厘米）n－每架支架的支柱數(shù)－支撐效率（垜式支架＝1）支架初撐力的大小，取決于泵站的工作壓力，支架支柱數(shù)和支柱缸體的內(nèi)徑以及架型等。在實際生產(chǎn)中，對于具體支架的動作，根據(jù)該支架的結(jié)構(gòu)和需要來確定。運輸機(jī)靠相鄰的推移千斤頂來固定，千斤頂由液控單項閥緊鎖。容積式液壓傳動可最大限度的滿足這些要求，因此，所有液壓支架均采用這種傳動（1）液壓支架自動移設(shè)的原理：液壓支架以高壓液體為動力，通過各種動力油缸的伸縮，使支架完成升起、降落、行走和推移運輸機(jī)等各種動作，以便支架隨工作面不斷推進(jìn)而反復(fù)支撐、前移和調(diào)整。其四連桿機(jī)構(gòu)的作用：通過四連桿機(jī)構(gòu)，使支架頂梁端點的運動軌跡呈近似雙紐線，從而使支架前端頭離煤距離大大減小，提高了管理頂板性能；能承受較大的水平力。四．掩護(hù)梁用途：1．掩護(hù)梁承受頂梁部分載荷和掩護(hù)梁背部載荷并通過前后連桿傳遞給底座；2．掩護(hù)梁承受對支架的水平作用力及偏載扭矩；3．掩護(hù)梁和頂梁（包括活動側(cè)護(hù)板）一起 ，構(gòu)成了支架完善的支撐和掩護(hù)體，完善了支架的掩護(hù)和擋矸能力。要求：頂梁應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，即使在接觸應(yīng)力分布不均勻的情況下也不致被壓壞；頂梁應(yīng)有足夠的剛度，以承受扭力；頂梁對頂板的覆蓋率高；頂梁能適應(yīng)頂板的起伏變化。我國于1964年開始研制液壓支架，到目前已經(jīng)取得可較好的效果。也就是說，采用滾筒式或刨削式等采煤機(jī)械落煤與裝煤；工作面重型可彎曲運輸機(jī)，以及與之適應(yīng)的順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮皮帶運輸機(jī)等運煤；自移式液壓支架支護(hù)和管理頂板。 “香蕉”形放頂煤支架 英國“天窗”式放頂煤支架 匈牙利“天窗”式放頂煤支架 FY400—14/28型放頂煤支架 低位小插板放頂煤支架隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)對煤炭需要量的日益增加，煤礦開采，特別是采煤工作面的生產(chǎn)技術(shù)面貌發(fā)生了巨大的變化。這種支架由于采用后四連桿短尾梁結(jié)構(gòu)，因此支架的穩(wěn)定性好，強(qiáng)度大，工作可靠。20世紀(jì)80年代初，匈牙利研制成功放頂煤掩護(hù)式支架，采、放頂煤均用單一的輸送機(jī)運輸。此后，法國研制出尾梁呈“香蕉”形的用于放頂煤開采的支撐掩護(hù)式放頂煤液壓支架。放頂煤液壓支架是綜合機(jī)械化放頂煤開采最重要的機(jī)械設(shè)備。綜放工作面的產(chǎn)量不僅取決于煤層、采運設(shè)備、綜放支架，而且還取決于知己控制頂板、頂煤的能力和效果。前蘇聯(lián)研制的KTY型掩護(hù)式放頂煤液壓支架是世界上最早的放頂煤液壓支架之一[1]。掩護(hù)梁上還鉆有眼孔，在煤硬不落時鉆空爆破。鄭州煤礦機(jī)械廠在鋪底網(wǎng)支架基礎(chǔ)上，首創(chuàng)的新一代四柱、四連桿、雙輸送機(jī)、短尾梁、低位放煤支架使用的成功，標(biāo)志著我國放頂煤支架研制工作走上了獨立創(chuàng)新的道路。兗州礦物局東灘煤礦使用國產(chǎn)放頂煤液壓支架，創(chuàng)造了年產(chǎn)550萬噸的高產(chǎn)紀(jì)錄，標(biāo)志著我國放頂煤液壓支架技術(shù)已處于世界先進(jìn)水平。就是工作面采煤、運輸和支護(hù)三大主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)都是現(xiàn)機(jī)械化。液壓支架技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理，安全上可靠，當(dāng)前世界各國都在不斷地提高采煤工作面的綜合機(jī)械化水平。1立柱；2底座；3頂梁；4掩護(hù)梁；5伸縮放煤板；6尾梁7前四連桿；8后四連桿；9尾梁千斤頂；10放煤板千斤頂一、頂梁用途：用于支撐維護(hù)控頂區(qū)的頂板；承受頂板的壓力；．將頂板載荷通過立柱、掩護(hù)梁、前后連桿經(jīng)底座傳到底板。三．立柱用途：支撐頂梁，承受載荷的作用；調(diào)節(jié)支架的高度，使支架的高度滿足工作面的要求；立柱設(shè)置有大流量安全閥，以避免頂板沖擊壓力造成支架過載較大。七．連桿 前后連桿是四連桿機(jī)構(gòu)中重要的運動和承載部件，與掩護(hù)梁和底座的一部分共同組成四連桿機(jī)構(gòu)，使支架能承受圍巖載荷、水平作用力和保持穩(wěn)定[5]。對于液壓支架的操縱控制系統(tǒng)傳動裝置，應(yīng)具有以下基本要求：采用結(jié)構(gòu)比較簡單，設(shè)備外形尺寸小，能遠(yuǎn)距離的傳送大的能量；能承受較大載荷；沒有復(fù)雜的傳動機(jī)構(gòu)；在爆炸危險和含塵的空氣里保證安全工作；動作迅速；操作調(diào)節(jié)簡單；過載及損壞保護(hù)簡單。：液壓支架卸載后，操縱閥轉(zhuǎn)到移架位置，打開供液閥時，高壓液體由主進(jìn)液管經(jīng)操縱閥和油管進(jìn)入到推壓千斤頂?shù)幕钊麠U腔，同時也進(jìn)入液控油路，打開液控單向閥，而活塞腔的油液經(jīng)油管、液控單向閥和操縱閥流回主回液管，推移千斤頂收縮，以運輸機(jī)為支點，拉架前移。:當(dāng)液壓支架前移并重新支撐后，操縱閥轉(zhuǎn)到推移位置，打開供液閥時，高壓液體由主進(jìn)液管經(jīng)操縱閥、液控單向閥進(jìn)入到推壓千斤頂?shù)幕钊麠U腔，活塞桿腔的油液經(jīng)油管和操縱閥流回主回液管，推移千斤頂?shù)幕钊麠U伸出，以液壓支架為支點，把運輸機(jī)推移到新的工作位置。此時支柱和支架對頂板產(chǎn)生的支撐力稱為初撐力。這時由于支柱缸徑增大，油液被壓縮而體積縮小，即使乳化液沒有任何漏損，安全閥并未動作卸載，支柱總長度也降縮短。這個彈性可縮量會使支柱工作還未達(dá)到工作阻力之前，就造成頂板的下沉，有可能使巖石離層，對頂板管理是不利的。在實際生產(chǎn)中，由于頂板壓力有時相當(dāng)巨大，想設(shè)計出能抗住巨大頂板壓力，而一點也不讓壓的支架是及困難的，實際上也沒有這種必要。在頂板壓力增大時，支柱活塞腔被封閉的油液壓力就迅速升高，當(dāng)壓力值超過安全閥的動作壓力時，支柱活塞腔的高壓液體經(jīng)安全閥泄出，支柱降縮，支柱活塞腔的液體壓力減小，這就是支架的“讓壓” 特性；當(dāng)壓力小于安全閥的動作壓力時，安全閥又關(guān)閉，停止卸液，支柱活塞腔的液體又被封閉，支架恢復(fù)正常工作。未防止安全閥頻繁動作而失效，應(yīng)使支架的工作阻力大于正常的頂板壓力，也就是說，在工作生產(chǎn)過程中，支架還沒有達(dá)到設(shè)計工作阻力之前，就已前移到新的支撐位置。這種變化過程反應(yīng)了支架的支撐力和時間之間的關(guān)系。通過上述，對液壓支架的工結(jié)構(gòu)和工作原理的分析，可初步確定液壓支架。設(shè)計要遵循支護(hù)性能好、強(qiáng)度高、移架速度快、安全可靠等原則。調(diào)高范圍越大，支架的適用范圍越廣，但過大的調(diào)高范圍會給支架結(jié)構(gòu)設(shè)計造成困難，可靠性降低。按照已給課程設(shè)計的要求，液壓支架型號為ZF5600/22/45綜放液壓支架，故為3200mm；為1700mm。用bc表示。其中寬面頂梁一般為1200mm～1500mm。通常，；支撐掩護(hù)式支架對底座長度取4倍的移架步距。2．擋矸 鑒于組成四連桿機(jī)構(gòu)的掩護(hù)梁既是連接件，又是承載件，為了承受采空區(qū)內(nèi)破碎巖石施加的載荷，掩護(hù)梁一般做成整體箱形結(jié)構(gòu)，具有一定強(qiáng)度。，頂梁端點運動軌跡的最大寬度應(yīng)小于或等于70mm，最好為30mm以下?！?5176。而角主要考慮后連桿底部距底板要有一定距離，防止支架后部冒落巖石卡住后連桿，使支架不能下降。，掩護(hù)梁與頂梁鉸點和瞬時中心O之間的連線與水平線夾角為。同時底板阻止底座向后移，使整個支架產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動的趨勢，從而增加了頂梁前端的支護(hù)力，防止頂梁前端上方頂板冒落，并且使底座前端比壓減小，防止啃底，有利移架。 掩護(hù)梁和后梁桿構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計的主要方法有：直接求解法、解析法、幾何作圖法等。A——后連桿長度（mm）。Q2——支架最低位置時，后連桿與底平面夾角（度）。2. 過O點作與底座面平行的水平線H—H線。6. 過E點作H—H線的平行線，則HH線與F—F線的距離為H1，為液壓支架的最高位置時的計算高度。10. ，在掩護(hù)梁上交一點b2，為支架在最低位置時前連桿上鉸點的位置。14. 以1連線，并以a1點為圓心，交1上一點b1點。17. 按以上初步求出的四連桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸，再用幾何作圖法畫出液壓支架掩護(hù)梁與頂梁鉸點e1的運動軌跡，只要逐步變化四連桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸，便可以畫出不同的曲線，再按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征進(jìn)行校核，最終選出較優(yōu)的四連桿機(jī)構(gòu)尺寸。鉸接頂梁的前段稱為前梁，后段稱為主梁，一般簡稱頂梁。在前梁千斤頂?shù)耐评拢傲嚎梢陨舷聰[動，對不平頂板的適應(yīng)性較強(qiáng)。為了順利移架，前梁間一般要留有100～500mm間隙，從而增加了破碎頂板漏矸的可能性。由于楔形梁1與后梁4為鉸接結(jié)構(gòu)，當(dāng)操作楔形梁千斤頂伸出或縮回時帶動楔形塊前后移動，從而使楔形梁1繞鉸軸上下擺動，其擺動范圍取決于楔形塊的行程和楔角的大小。1)支架工作方式對支架頂梁長度的影響支架工作方式對支架頂梁長度的影響很大，從液壓支架的工作原理可以看出，先移架后推溜方式（又稱及時支護(hù)方式）要求頂梁有較大長度；先推溜后移架方式（又稱滯后支護(hù)方式）要求頂梁長度較短。為了防止當(dāng)采煤機(jī)向支架內(nèi)傾斜時，采煤機(jī)滾筒不截割頂梁，同時考慮到采煤機(jī)截割時，不一定把煤壁截割成一垂直平面，所以在設(shè)計時，要求頂梁前端距煤壁最小距離（梁端距）為T=300mm，這個距離叫空頂距。工作面無立柱空間寬度：R=B+E+W+X+d/2式中：B為截深mm；W為工作面輸送機(jī)總寬度mm；X為支架前柱與電纜槽之間的距離，mm；根據(jù)配套尺寸關(guān)系，在設(shè)計中選用采煤機(jī)和運輸機(jī)型號為：采煤機(jī)：MGD150/NW型；前輸送機(jī)：SGZ764/264型；后輸送機(jī)：SGW40T型；配套尺寸與采煤機(jī)截深、輸送機(jī)寬度等有關(guān)。Q1=75。掩護(hù)梁承受對支架的水平作用力及偏載扭矩。活動側(cè)護(hù)板裝在掩護(hù)梁的兩側(cè)。所以本次設(shè)計采用的是整體式、直線型。2對分式為使底座在一定范圍內(nèi)適應(yīng)底板起伏不平的變化，通常把底座制成前、后或左、右對分的形式，（b），兩者用過橋連接。四連桿機(jī)構(gòu)鉸接在底座后部，在兩內(nèi)主筋中間形成較高的鉸點位置，這主要是為了形成足夠的后工作空間，在不影響人行通道的基礎(chǔ)上，前、后連桿鉸接點應(yīng)盡量前移。立柱是支架的承壓構(gòu)件，它長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)要簡單，并能適應(yīng)支架的工作要求。一般立柱軸線與頂梁的垂線夾角小于300（支架在最低位置時），由于角度較大，可使調(diào)高范圍增加。立柱間距的選擇原則為有利于操作、行人和部件合理布置。表21 立柱缸體內(nèi)徑Dd標(biāo)準(zhǔn)值列表506380100110125140145150180200210220230250260表22 立柱缸徑缸、活塞柱徑配合關(guān)系表外缸內(nèi)徑/mm250220200180160140活塞外徑/mm240210185170150130工作阻力/KN2352196017641372980784額定工作壓力/MPa502)立柱初撐力和工作阻力P1= (KN) 式（）式中： —立柱初撐力 KN Pb — 泵站壓力 選用XRB2B型乳化液泵站，壓力Pb=35 Mpa考慮各種損失，按32MPa計算。其推移裝置可使支架及輸送機(jī)產(chǎn)生相互導(dǎo)向的防滑功能。支架卸載后，液壓控制使推移千斤頂活塞桿伸出，此時運輸機(jī)不動，導(dǎo)向塊成為固定支點，推移千斤頂?shù)耐屏Π阎Ъ芤浦列碌墓ぷ魑恢?，這時傳力框架承受拉力。在這里采用長框架推移裝置。其中重點進(jìn)行了支架四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計及計算，由此得到支架各部分的設(shè)計參數(shù)?！谧o(hù)梁與頂梁鉸點與頂梁上表面之距 ， =400mm—前排立柱上鉸點與頂梁后端之距 ， =2590mm—后排立柱上鉸點與頂梁后端之距， =590mm—前排立柱上鉸點與頂梁上表面之距， =257mm