【正文】 P=PA?cosα1+Pb?cosα2=cos5176。計算結果要與理論要求支護強度（）計算結果比較，誤差應在177。將= kN，=，=：q3=23103= 支架的結構設計結束后，其結構尺寸已定。則x≤Lg3時，載荷分布為三角形。=0 （513） 聯(lián)立式51513可得： →Fn=將已知數(shù)值代入式58并化解可得：（515） 將Fn、W、Pa、Pb的數(shù)值代入式515可得：X= 在把頂梁所受頂板的載荷求出后，就可以進一步計算出載荷在頂梁上面的分布情況。；取掩護梁分離體做受力分析，建立補充方程，受力分析如圖56所示a圖56 掩護梁分離體受力分析圖中O點為前、后連桿的運動瞬心，通過對O點取距，建立平衡方程：ΣMoF=0 ?！?．通過分析和計算可知，掩護梁頂矸石的作用力只能使液壓支架的實際支護阻力降低。在頂板下沉過程中，支架頂梁與頂板有相對滑動現(xiàn)象，支架不僅受垂直于頂梁的力，還承受平行于頂梁的力。此時立柱以“工作阻力”支護頂板。圖53 支撐式液壓支架在中硬以上穩(wěn)定頂板條件下的受力情況液壓支架的結構和液壓系統(tǒng)必須保證液壓支架具有完全適應頂板變化的性能。如果直接頂比較完整，在工作面煤壁上方的直接頂呈懸臂狀態(tài)，則Q1由工作面煤壁和支架共同承受。 (54)得立柱初撐力為：P1=π18241030=安全閥選用YF1B型調正壓力Pa=40 MPa。表52 立柱缸徑缸、活塞柱徑配合關系表 外缸內徑/mm活塞外徑/mm工作阻力/KN額定工作壓力/MPa250240235250220210196020018517641801701372160150980140130784查表52選取配合尺寸為：外缸內徑180mm，活柱外徑170mm，工作阻力1372kN， MPa。其中，YF1B型Pa=40 MPa；YF2B型Pa=30~60 MPa；αm—立柱最大傾角(5176。采煤機選用MLS3170型；輸送機采用DGWD180型；配套尺寸為1972mm，底座長度=2500mm，e =30mm，掩護梁與頂梁鉸點至頂梁后端點之距=100mm其它參數(shù)可從上述中得：頂梁長度=(1972+2500+1350cos60176。也是為防止采煤機截割煤壁不齊，給推移輸送機留有一定距離。設計中采用及時支護方式。17) 過c點向HH作垂線，交與點d，則線段Oa、ab、bc、cd和dO為液壓支架四連桿機構（cd長度為380mm）。14) 連接e’’a’ 、e’’’a’’，并以a’點位圓心，ab長為半徑作圓弧，交a’’e’’’上于b’點；以a’’點位圓心，ab長為半徑作弧，交與a’’e’’’上于b’’點。10) 取e’e’’’線中間某點e’’，為液壓支架降到此高度時掩護梁與頂梁的鉸點（液壓支架由高到低變化時，頂梁前端點運動軌跡為近似雙紐線，中間這一點的位置直接影響頂梁前端活動軌跡的形狀、變化寬度等）。 Q1=60176。6) 過e‘點作HH線的平行線FF線,則HH線與FF線的距離為H1（設計要求為2620mm，實際作圖得2663mm），為液壓支架最高位置時的計算高度。3) 過O點作與HH線夾角為Q1的斜線。= A==對G、A進行圓整，?。? G=1950mm A=1350mm3．幾何作圖作圖過程。由式45可得：將HPQA= 代入式46可得： 2620=Gsin50176。由已知參數(shù)計算： H1=Hm280500=3400280500=2620mm H2=Hn280500=2300280500=1520mm設定：P1=50176。用解析法來確定掩護梁和后連桿的長度，如圖43所示。一般同一類型的支架采用歐冠類比法來確定。其原因是當頂板來壓時，立柱讓壓下縮使頂梁有向前移的趨勢，可防止巖石向后移動， 有可以時作用在頂梁上的摩擦力指向采空區(qū)。為了安全可靠，最低工作位置應是P≥25176。～62176。 液壓支架四連桿機構確定四連桿機構是支撐掩護式支架最重要的部件之一。千斤頂連接塊位置在中部槽中間位置，所以除節(jié)式和邁步式液壓支架。根據(jù)式41可得： Hm≥3200mm＋200mm=3400mm根據(jù)式42可得：Hn≤2500mm－100mm－50mm－50mm=2300mm所以初步選定：Hm=3400mmHn=2300mm支架的伸縮比指最大與最小支架高度之比值為： （33）代入數(shù)據(jù)得m=。4．防滑防倒裝置：液壓支架在移架過程中，由于支架自重在傾斜方向的分力會使支架沿傾斜下滑，所以煤層傾角越大，下滑力也越大。正常情況下，護幫板伸出緊貼煤壁，防止片幫，或在片幫時起緩沖作用，防止硬傷工作人員。移架和推溜的動作就是通過推移千斤頂及其附屬裝置來完成的，但隨著礦山地質條件、液壓支架結構和工作過程不同，推移方式和推移千斤頂?shù)牟贾靡膊灰粯?。把支架降至原來高度，拆下另兩根機械加長桿的卡環(huán)，用同樣的方法使這兩根機械加長桿達到與前兩根相同的高度為止。降柱時如圖310c、d所示。單伸縮雙作用活塞式立柱，靠液壓力伸柱和降柱。在整體式底座后部中間去掉一塊鋼板，減少底座后部與底板的接觸面積，增加底座后部的比壓，同時有利于排矸。它的結構簡單，動作靈活，對地板的不平整適應性強，但剛性差，與地板接觸面積小，穩(wěn)定相差，一般用于節(jié)式支架上。如圖38c、d所示為前、后兩個底座的對分式，兩者通過銷軸與彈簧鋼板鉸接而成。如圖38a所示的底座用于支撐式液壓支架，箱體高度大便于安裝復位裝置。他克服了以上兩種側護板的缺點，但由于架間側護板造成的三角帶容易填入矸石，影響架間密封效果。通常有兩種類型。但當改換工作面開采方向時，活動側護板便位于傾斜方向的上方，給調架、防倒等帶來不便，所以很少采用。1．側護板的種類頂梁和掩護梁的側護板有兩種：一種是一側固定另一側活動的側護板。其中，如圖a所示為折線型，圖b為直線型。掩護梁的結構為鋼板焊接成的箱式結構，在掩護梁上上端與頂梁鉸接，下部焊有與前、后連桿鉸接的耳座（有的支架在掩護梁上焊有立柱柱窩）。在頂梁下面含有鑄鋼柱窩，柱窩兩側有孔，孔用鋼絲繩或銷軸不立柱和頂梁連接起來。4．頂梁的斷面形狀各類頂梁都為箱式結構，一般由鋼板焊接而成。平衡千斤頂調節(jié)頂梁的接觸面積。為此，在頂梁后部加設擋矸板。如圖f所示為不帶伸縮前梁的剛性頂梁，伸縮千斤頂式頂梁伸縮，由于前梁可以及時伸出支護暴露的頂板，從而允許固定頂梁減小長度，也可以用前梁千斤頂和伸縮千斤頂配合使用，使前梁既可以伸縮，也可以上下擺動。其中，b為全鉸式，它能適應支架頂梁上方前后頂板的變化，但當頂板出現(xiàn)凹坑時，頂梁易成人字形，影響支撐效果和切頂性能。圖31 支撐掩護式液壓支架1護幫；2防片幫千斤頂；3前梁；4頂梁；5掩護梁；6四連桿機構；7底座；8推移千斤頂；9立柱；10機械加長桿108169754321．支撐式液壓支架的頂梁結構21支撐式液壓支架頂梁結構形式如圖32所示。表22 老頂級別 類 別指 標ⅠⅡⅢⅣ不穩(wěn)定頂板中等穩(wěn)定頂板穩(wěn)定頂板堅硬頂板主要指標強度指數(shù)D1l=3l≤8l=～7 l=9～18l=～12 l=19～25l＞12l＞25 無直接頂，巖層厚度在2～5m以上σ＞60～80參照指標直接頂初次垮落步距l(xiāng)/m表中按右式計算： D1=σc1c2σ=巖石單向抗拉強度（Mpa）c1= 節(jié)理裂隙影響系數(shù)；c2=分層厚度影響系數(shù)。三．穩(wěn)定頂板即完整頂板：不易發(fā)生局部冒落?；荆ɡ希╉敿墑e:三級直接頂級別:三級采高:～ 1．確定直接頂和基本頂類別1)頂板分類（1）直接頂分類我國將緩傾斜煤層回采工作面的直接頂分為四類：一．不穩(wěn)定頂板即破碎頂板，很容易冒落，冒落能基本充滿采空區(qū)。6．對瓦斯涌出量大的工作面，應符合《煤礦安全規(guī)程》要求，并優(yōu)先選擇通風面積大的支撐式或支撐掩護液壓支架?！?5176。176。2．，頂板有側向推力和水平推力時，應選用抗扭能力強的支架，一般不宜選用支撐式支架。圖27 掩護式液壓支架在中等穩(wěn)定以上頂板的受力情況 3．支撐掩護式液壓支架支撐力分布與承載的關系及適用范圍 圖28 支撐掩護式液壓支架支撐力分布支撐掩護式液壓支架是為了改善支撐式液壓支架和掩護式液壓支架的性能和對頂板的適應性而設計的，主體部分接近垛式，支架后部有四連桿機構和掩護梁，增強了支架的支撐力和承載能力。圖25掩護式液壓支架支撐力分布圖圖26 掩護式液壓支架在破碎不穩(wěn)定頂板條件下的受力情況2）掩護式液壓支架在中等穩(wěn)定以上頂板的受力情況。而在煤壁附近的主要工作空間的頂板則處于無立柱狀態(tài)，僅靠支護力較小的前梁來維護。通常由砂巖、石灰?guī)r或砂礫巖等構成。2．直接頂：是指位于偽頂或直接位于煤層上方的一層或幾層巖層，厚度一般不大，不很堅硬，常由泥質頁巖、頁巖、沙質頁巖等組成。具體分類方法及及型式如圖23所示圖23支撐掩護式液壓支架的類型a．四柱平行支在頂梁上的支架 b．四柱交叉支在頂梁上的支架c．兩支柱支在頂梁上，兩柱支在掩護梁上的支架回采工作面的頂板，根據(jù)巖層和煤層的相對位置及特征，可以分三類：1．偽頂：直接位移煤層上方使極易垮落的一層巖石。而且，采用堅實的掩護梁以及側護板，將工作空間與采空區(qū)完全隔開；并采用前后連桿連接掩護梁和底座，組成四連桿機構，使梁端距幾乎不變，防止了架前漏矸。如圖22所示，其頂梁較短，對頂班的作用力均勻；結構穩(wěn)定，抵抗直接頂水平運動能力強；防護性能好，調高范圍大，對煤層厚度變化適應性強；但整架工作阻力小，通風阻力小，工作空間小。因此底座較堅固，它靠支柱和頂梁的支撐作用控制工作面頂板，維護工作空間。中間液壓支架是安裝在除工作面端頭以外的采煤工作面上所有位置的支架。3 對液壓支架結構形式的選擇，受力分析，強度設計，其中包括力學模型，受力簡圖，剪力圖，彎矩圖，剪力方程，彎矩方程。當需要支架前移時，先降柱卸載，然后高壓液進入推移千斤頂?shù)幕钊麠U腔，另一腔回液，以輸送機為支點，缸體前移，把整個支架拉向煤壁；當需要推移輸送機時，支架支撐頂板后，高壓液進入推移千斤頂下腔，另一腔回液，以支架為支點，使活塞桿伸出，把輸送機推向煤壁。 保證操作人員和其他設備的安全液壓支架在工作過程，必須具備升、降、推、移四個基本動作，這些動作是利用泵站提供的高壓乳化液通過工作性質不同的幾個液壓缸來完成的，如圖所示。用途：216。我國液壓支架技術水平與國際上液壓支架先進水平相比，與進一步發(fā)展我國高產(chǎn)高效礦井的要求相比較，仍有一下幾方面的差距：設計理念與設計方法、產(chǎn)品標準、產(chǎn)品可靠性、控制系統(tǒng)技術水平、液壓元件技術與工藝。華北科技學院畢業(yè)設計(論文)中厚煤層支撐掩護式支架總體設計分析及頂梁設計畢業(yè)論文第1章 液壓支架的概述 液壓支架的發(fā)展趨勢液壓支架是中國煤礦綜合機械化采煤工作面最主要技術之一，也是綜采工作面裝備中裝備數(shù)量最大的產(chǎn)品。國產(chǎn)液壓支架以其低廉的價格，同時又以較好的技術性能滿足了煤礦用戶的基本要求而廣受國內外煤礦企業(yè)的歡迎和信賴。定義：以液壓為動力實現(xiàn)升降、前移等運動，進行頂板支護的設備、負責支護工作面頂板、維護工作面安全工作空間、能自移、能推動刮板輸送機以實現(xiàn)工作面前進。 實現(xiàn)工作面設備的推進216。支架和輸送機前移：支架和輸送機的前移都是由底座上的推移千斤頂來完成。2 液壓支架整體結構設計，包括對頂梁，底座，掩護梁以及四連桿尺寸的確定和設計。端頭液壓支架簡稱端頭支架，專門安裝在每個采煤工作面的兩端。如圖21所示，圖21 支撐式液壓支架的類型前梁較長，支柱較多并呈垂直分布，支架的穩(wěn)定性由支柱的復位裝置來保證。2．掩護式液壓支架：掩護式液壓支架有插腿式和非插腿式兩種形式。它保留了支撐式支架支撐力大、切頂性能好、工作空間寬敞等優(yōu)點，采用雙排立柱支撐；同時又吸取掩護式支架擋矸掩護性能好，抗水平力腔結構穩(wěn)定等長處。不同結構形式的支撐掩護式液壓支架，其主要區(qū)別是立柱的布置方式不同。為頂對支護設備的使用一般沒影響。3．老頂：是指位于直接頂之上厚而堅實、節(jié)理裂隙和層理都不發(fā)育的整體巖層。因此，支撐力也相應集中在控頂區(qū)的后半部分，以阻止上部巖層的移動，實現(xiàn)切頂。所以，此種支架能在破碎不穩(wěn)定頂板下工作。所以，此種支架不能在中等穩(wěn)定以上頂板下工作。一般情況下可根據(jù)頂板的級別直接選出架型。在地板較軟條件下，應選用抬地板裝置的支架或插腿掩護式支架。傾角在10176。以上時，應選用同時帶有防滑防倒裝置的液壓支架。支撐式液壓支架最便宜，其次是掩護式液壓支架，最貴為支撐掩護式液壓支架。砂質頁巖、粉砂巖等直接頂屬于這一類頂板。表21 基本頂級別基本頂級別ⅠⅡⅢⅣ基本頂來壓不明顯明顯強烈極強烈指 標N=3～5＜N≤3～5LP=25～500,3＜N≤3～5LP＞50N≤LP=25～50N≤LP＞50注：。反之，周期來壓越強烈