【正文】 ap 求 a點的內力 aX ,Ya ； aX = FmWcos ??kP （ 31） 式中： 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 31 Xa — 前梁 a 梁點所受水平力 ， KN 待求 Pk — 前梁千斤推力。 4)產生作用 在頂梁水平力的原因有兩種：一種是由于支架讓壓回縮，頂梁運動軌跡為近似雙紐線，頂梁與頂板 在產生相對位 移，頂板給予頂梁水平摩擦力；另一種是由于 支架有向煤壁傾倒可能時，受到水平摩擦力。具體工作征如圖 3— 1所示 圖 31支架的工作特征曲線 Fig. 31 line of hydraulic support haracteristic 由上述液壓支架的工作 狀 態(tài)可知 ， 支架承受的外載 荷 是頂板下沉形成的，在頂板下沉過程中，支架頂梁與頂板有相對滑動現(xiàn)象，支架僅受垂直于頂梁的 力 ，還受平行頂梁的力。 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 29 液壓支架的結構和支架液壓系統(tǒng)必須保證液壓支架液具有完全適應頂板變化性能。 缸體內徑和活塞 直徑 本設計內徑 D=100mm 和活塞桿直徑 d=70mm 前梁千斤頂推拉力的確定 ]6[ 1)初撐力階段 b推初 PDP ..4/ 2?? （ 2—25） 式中 Pb 取 32Mpa 代入 b推初 PDP ..4/ 2?? = 2)工作階段 ]7[ b推 PDP ..4/ 2?? （ 2—26） b拉 PdDP )(4/ 22 ??? （ 2—27） b拉 PdDP )(4/ 22 ?? ? =(1002702)29103=(KN) b推 PDP ..4/ 2?? =29103=(KN) 3 支架受力分析計算 液壓支架的支護性能與外載荷 液壓支架采煤工作面的作用是支護頂板，當煤層被采動后，頂板有壓力顯現(xiàn)。 ，由兩臺相鄰支架的間距離確定。 支撐掩護式液壓支架總體方案及液壓立柱設計 26 (a) (b) (c) (d) 圖 213側護 板 的結構型式 Fig. 213 mining sorting 4） 折頁式如圖 213d 所示，活動側護板的調節(jié)性能較好，不受支架承載的影響，但它會造成架間三角帶，其中常填滿碎矸 防塵效果差。 推移千斤頂?shù)母左w內徑，活塞桿的外徑的確定 缸體內徑，活塞 桿直徑按以下兩式得出： ]4[ D= 2/4 dPF b移 ?? (2— 19) d= b推 PF ??/4 (2— 20) 式中： D— 推移千斤頂缸體內徑 mm d— 推移千斤頂活塞桿直徑 mm ； 移F — 推移千斤頂移架力， KN 待求； 推F — 推移千斤頂推溜力， KN 待求； bP — 推移千斤頂處泵站來壓 Pb =29Mpa 初選 移F =200KN 推F =100KN 將 推F 代入（ 2— 20）得 ]5[ D= ??? = 將 d代入式（ 2— 19）中得 ]5[ D= ??? ＋ = 將 D， d圓整取標準值 D=125mm d=70mm 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 25 推移千斤頂?shù)耐屏锪鸵萍芰?]5[ 推F =π/ （ 2—21） 移F =π/4(D bPd )22? （ 2—22） 將各已知數(shù)據(jù)代入式（ 221）（ 222） 推F =702 29= 移F =(12570)2 29= 側護 裝置的結構選擇及 主要參數(shù)的確定 側護裝置的作用 1)消除相鄰支架掩護梁和頂梁間的間間隙，防止冒落矸石進入支護空間； 作為支架移架的傾倒； 2） 防止支架的傾倒； 3） 調整支架間距 ； 側護裝置結構形式的確定 按側護板與掩護梁或頂梁上頂面的關系，側護板有以下幾種型式： 上復式：如圖 2— 16所示，結構簡單，但活動側護板特別是頂梁活動側護板承載 時不能調節(jié)，且容易被大塊巖石壓住或卡住。推溜，活塞進液，由于活塞空套在活塞柑上，活塞 推到前方后，活塞桿推溜，同于活 塞面積小，所以推溜力?。灰萍?，活塞桿腔進液，支撐掩護式液壓支架總體方案及液壓立柱設計 24 缸體前移而移架，左腔壞形面積大于活塞桿面積，所以移架力大于推溜力。 推移裝置的結構型式 推移裝置有以下幾種 ： 1） 直接連接方式：結構簡單， 但推溜力大于移架力。 立柱的結構選擇及主要參數(shù)的確定 立柱的作用 立柱是支架 的承壓構件，它長期處于高壓受力狀態(tài) ，它除了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，良好的密封性能，結構要簡 單，并能適應支架的工作要求。 底座的結構確定 通過類比本 設計采用整體式底座 底座主要尺寸的確定 1） 底座長度 L2 ]3[ 通過類比，取底座長度為 2375mm 通過類比，取底座寬度 為 1200mm 底 座其它尺寸的確定通過類比，確定立柱下鉸點，連桿下鉸點位置 （水平與垂直方向距離）具體尺寸見圖 2— 10 掩護梁的結構選擇及主要參數(shù)確定 ． 1 掩護梁的作用 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 21 掩護梁是支架的掩護構件，它有承受冒落矸石的載荷和頂板通過頂梁傳遞的水平載荷引起的彎矩。 對以上三種頂梁型式比較，本設計選用剛性主梁＋鉸接前梁的結構型式。 頂梁設計要求 頂梁不但要有一定的剛度和強度，還要保證支護頂板的需要，如：有足夠頂板覆蓋效率，同時，要求頂梁能適應頂板變化，與頂板接觸壓力分布均勻 ，避免因局部應力而引起損壞。 液壓支架配套設備及有關參數(shù)的確定 采煤機和運輸機型號的確定 根據(jù)配套尺寸關系，在設計中選用采煤機和運輸機型號為： 運輸機： SGWD180PB型 采煤機： MLS3PH170 配套圖 .配套尺寸的確定 1)液壓支架配套關系圖 ,如圖 29所 示。 約束條件是根據(jù) tgθ值的要求和支架的結構尺寸關系定出來的 前后 連桿的比值范圍。 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 13 圖 2— 7液壓支架四連桿機構的幾何作圖法 Fig. 27 hydraulic support guide rod descriptive geometry 按以上作圖 步驟，作出三 組不同的連桿機構幾何分析圖分別求出相關的參數(shù)和尺寸。則 b， bˊ ,b〞三點為液壓支架在三個位置時 ，前連桿上鉸點。 12） . 取 ee 〞線之間一點 e〞為液壓支架降到此高度時掩護梁與頂梁鉸點。 8） . 過 O點作與 H— H線夾角為 Q2 的斜線。 4). 在此斜線截取線段 oa ， oa 長度等于 A,a 點為支架在最高位置時后連桿與掩護梁的鉸點。 支撐掩護式液壓支架總體方案及液壓立柱設計 10 圖 26 掩護梁和后連桿計算圖 Fig. 26 caving beam and guide rod calculation 圖 26中： L2e’ 點垂直線到后連桿下鉸點之距，（ mm） G掩護梁長度（ mm） A— 后連桿長度（ mm） H1— 支架最大計算高度，由下式求得 ]1[ H1=H大 － 220－ 160=3870－ 220－ 160=3490（ mm） 其中： 220（ mm）是后連桿下鉸點與底平面之距； 160（ mm）是掩護梁上鉸點與頂梁上平面之距 了 2H — 支架最小計算高度。同時底板阻止底座向后移，使整個支架產生順時針轉動的趨勢， 從而增加了頂梁前端的支護力，防止頂梁前端上方頂板冒落，并且使底座前端比壓減少，防止啃底，有利移架。支架在最底位置時 ,為有利矸石下滑 ,防止矸石停留在掩護梁上 ,根據(jù) 物理學摩擦理論可知 ,要求 tgP＞ W,如果綱和矸石 的摩擦系數(shù)W=,則 P= Q 角主要考慮后連桿底部距底板要有一頂距離 ,防止支架后部冒落巖石卡住 后連桿，使支架不能下降，一般去 Q=250～ 300，在特殊情況下需要角度較小時，可提高后 連桿下絞點的高度。 理論 支 護強度 本設計中支撐掩護式支架的名義支護強度 ]1[ 121121 )( hh hHqqqq xx ????? (24) xq — 支架名義支護強度 , KN/m2 1q — 采高 1h 所對應的支護強度，見表 2— 1 2q — 采高 2h 所對應的支護強度，見表 2— 1 1h — 對應 1q 的采高，見表 2— 1 2h — 對應 2q 的采高，見表 2— 1 xH — 支架的結構高度，在 2h ， 1h 之間。 液壓支架基本參數(shù)確定 支架高 支架高度確定原則，應根據(jù)所采煤層的厚度，采區(qū)范圍內地質條 件的變化等因素來確定，其最大與最小高度為： ]1[ 大大 hH ? ＋ S1 (mm) (21) ????? aShH 2小小 （ mm） (22) 式中： 大H 支架最大高度， mm 小H支架最小高度， mm 小h煤層最大 高度， 大h =3600 mm 小h煤層最小 高度， 小h=3000 mm S1考慮偽項煤冒落時，仍有可靠支撐力所需要的支撐高度，一般采取 200～300mm， S1取 270 mm， S2頂板最大下沉量是，一般取 100～ 200 mm， S2取 150 mm， a移架時支架的最小可縮量，一般取 50 mm， δ — 浮矸石、 浮 煤厚度，一般取 50 mm， 由式 2— 1可得 ]1[ 3600?大H ＋ 270=3870 mm 由式 2— 2可得 ]1[ ?小H 3000－ 150－ 50－ 50=2750mm 所以?。? 大H =3870mm 小H =2750mm 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 7 支架的伸縮比 支架的伸縮比是指其最大與最小高度之比。這類支架適用于直接頂 為 中等穩(wěn)定或穩(wěn)定，老頂有明顯或強烈的周期來壓，瓦斯儲量較大的中厚或厚煤層中。 b 掩護式支架 頂梁較短，對頂板的作用力均勻；結構穩(wěn)定，抵抗直接頂水平運動的能力強；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，通風阻力大，工作空間小。 a b 圖 21 a— 垛式 b— 節(jié)式 Fig21a — corduroy b — divisional b —支撐掩護式液壓支架總體方案及液壓立柱設計 4 a b c 圖 2— 2 a— 插腿式支架； support b— 立柱支在掩護梁上非插腿式支架 leg piece on support c— 立柱支在頂梁上非插腿式支架 leg piece on support a b c 圖 2— 3 a— 四柱平行支在頂梁上支架 b— 四柱交叉支在頂梁兩柱在掩護梁上支架 c— 兩柱在頂梁兩柱支在掩護梁上支架 3)各類液壓支架的特點 a 支撐式支架 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。 ZY28 型 支撐掩護式 液壓支架的配套尺 寸 設備 運輸機 ： SGWD180PB型 采煤機： MLS3PH170 型 2 液壓支架的總體設計 液壓支架的 特點 目前液壓支架架型 的分類與特點 1)液壓支架的組成 液壓支架要由頂梁、底座、掩護梁、立柱、推移裝置、操縱控制系統(tǒng)等主要部分組 成、 2) 液壓支架