【正文】 +150 1 =1900mm 底座長(zhǎng)度 底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)定支架的作用。 選取采煤機(jī)型號(hào)為 MXA300/,型雙滾筒采煤機(jī) ， 滾筒直徑 1800mm，滾圖 22 支架相對(duì)關(guān)系 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 筒轉(zhuǎn)速 ， 截深 656mm。 支撐方式 ： 支撐式支架立柱為垂直分布。 本支架立柱間距選 。在鉸接前梁 2 安裝有前梁千斤頂 3，用來(lái)支撐靠近煤壁處的頂板，同時(shí)還可以使前梁上、下擺角，適應(yīng)頂板起伏變化和增加頂梁前端的支撐能力。支撐式支架后端焊有掛簾板，作為掛擋矸簾之用。因此，底座除了滿(mǎn)足一定的剛度和強(qiáng)度外，還要求對(duì)底板起伏不平的適應(yīng)性要強(qiáng)，對(duì)底板接觸比壓小，要有足夠的空間能安裝立柱、液壓控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置，要便于人員行走；能起一 定的擋矸排矸作用；要有一定的重量，以保證支架的穩(wěn)定性。 底座與立柱之間連接處用鑄鋼球面柱窩接觸，以避免因立柱偏斜受偏載，并用限位板和銷(xiāo)軸限位，防止立柱脫出柱窩。 單伸縮懸浮式立柱靠壓力伸柱，靠彈簧降柱。缸體內(nèi)表面是活塞的密封表面，所以要求很高的加工精度。導(dǎo)向環(huán)多用塑料制品，也有用銅合金制成。它可用于各種活塞上的雙向 密封。 以上兩種密封圈的使用，簡(jiǎn)化了活塞結(jié)構(gòu)，裝配方便，但密封圈本身加工較復(fù)雜。 缸口用鋼絲擋圈固定，是在導(dǎo)向套外側(cè)裝有鋼絲擋圈，內(nèi)側(cè)裝有密封圈和防塵圈。 推移千斤頂 本支架采用直接連接方式的推移千斤頂。 液壓支架基本技術(shù)參數(shù)的確定 確定和選擇液壓支架及其主要部件的基本參數(shù)。 表 21 單位： mm 50 63 80 100 110 125 140 （ 145） 160 180 200 （ 210） 220 （ 230） 250 活塞桿、活塞外徑尺寸見(jiàn)表 22 所示 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 表 22 單位： mm 32 40 45 50 63 70 (85) 90 100 (105) 110 115 (120) 125 (130) 140 (150) 160 (170) (185) (190) 200 (210) 220 (240) 注：括號(hào)內(nèi)尺寸不符合國(guó)標(biāo)（ GB234880） 雙 伸縮立柱的缸徑、柱徑組配關(guān)系見(jiàn)表 23 所示 表 23 外 體內(nèi)徑 (mm) 250 230 200 180 160 (220)* 中缸 外徑 (mm) 240 220 190 170 150 210 中缸內(nèi)徑 (mm) 200 180 160 140 125 180 活柱外徑 (mm) 185 160 130 120 105 140 工作阻力 (Kn) 1960 1764 1372 1078 784 1568 外缸 額定 工作壓力 (MPa) 中缸 額 (MPa) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 定 工作壓力 推薦選用管材 外缸 29928 273 25 24526 21924 19420 273 34 中缸 25626 232 242 20024 18024 15920 15220 活柱 圓鋼 15220 注：缸體材料屈服強(qiáng)度不低于 ，活柱屈服強(qiáng)度不低于 本支架選單伸縮立柱， 但工作阻力大 ,缸體內(nèi)徑較大 ,此標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)能滿(mǎn)足要求 ,故終選 尺寸如下： 外 缸 外 徑： 450mm； 外缸內(nèi) 徑： 400mm； 活柱外徑： 340mm； 活柱內(nèi)徑： 350mm。 一般 tF =100kN，在薄煤層中 yF =100~150kN；中厚煤層中 yF =150~250kN；厚煤層中 yF =300~400kN。 2 5 4 4 7 7 8 8 8 8 0 推薦材料規(guī)格(mm) 缸 19422 16820 14614 12114 10214 8311 桿 15217 105圓鋼 95圓鋼 110 105圓鋼 95圓鋼 85圓鋼 80 85圓鋼 70圓鋼 / / / / / 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 表 25 液壓支架主要技術(shù)參數(shù)表 設(shè)備（部件） 名稱(chēng) 項(xiàng)目 單位 技術(shù)參數(shù) 支架整體性能 支架高度 m 支架寬度 m 支架中心距 m 支護(hù)強(qiáng)度 kN/㎡ 2170 對(duì)底板比壓 MPa 初撐力 kN 3956 工作阻力 20xx0 操作方法 本架操作 泵站壓力 MPa 立柱 型式 懸浮式 根 數(shù) 根 4 缸徑 mm 450 柱徑 mm 350 初撐力 kN 工作阻力 （ P=40MPa ） kN 5024 行程 mm 790 推移千斤頂 型式 浮動(dòng)活塞式 根數(shù) 根 1 缸徑 mm 100 柱徑 mm 90 行程 mm 800 回拉 千斤頂 型式 雙作用單伸縮 根數(shù) 根 1 缸徑 mm 240 桿徑 mm 200 行程 mm 800 前梁千斤頂 型式 雙作用單伸縮 根數(shù) 根 2 缸徑 mm 200 桿徑 mm 150 行程 mm 500 尾梁千斤頂 型式 雙作用單伸縮 根數(shù) 根 2 缸徑 mm 200 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 桿徑 mm 150 行程 mm 500 配套設(shè)備 采煤機(jī) MXA300/ 型 刮板輸送機(jī) SGB732/320 3 液壓支架的受力分析 概述 液壓支架工作狀態(tài) 在采煤工作面液壓支架支護(hù)頂板時(shí)，當(dāng)煤層被采動(dòng)后，頂板有壓力顯現(xiàn)。位于直接上方的老頂通常不與直接頂一起冒落。當(dāng)老頂懸露部分達(dá)到一定長(zhǎng)度，起自重使其斷裂，于是老頂懸露長(zhǎng)度變短， Q2 立刻降到最小值，在采煤工作面連續(xù)開(kāi)采過(guò)程中，工作面不斷前移， Q2 由小到大，再由大到小，這樣周而復(fù)始的變化。此時(shí)，頂板尚無(wú)下沉現(xiàn)象，支架以“初撐力”支撐頂板。隨著頂板壓力不斷加大，立柱就要不斷“讓壓”下縮。 3. 頂梁、底座與頂?shù)装逭J(rèn)為均勻接觸，載荷沿支架長(zhǎng)度方向按線(xiàn)性規(guī)律，沿支架寬度方向?yàn)榫鶆蚍植?。頂梁與頂板的靜摩擦系數(shù) f ，目前國(guó)內(nèi)一般取～ 。所以當(dāng)支架支撐后在處于平衡狀態(tài)時(shí)，取整體或某一部件為分離體也處于平衡狀態(tài)，其合力和合力矩為零。 支架整體受力關(guān)系如圖 31 所示， 圖中 mF —— 前梁端部所受集中載荷 ； nF —— 后梁所受集中載荷 ； iP —— 前探梁千斤頂?shù)闹瘟Γ? aP 、 bP —— 前、后立柱的工作阻力； ba PPP ??2 （ 2P 為支架工作阻力） zF —— 底板對(duì)底座的支撐力 。 圖 31 液壓支架受力分析 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 0??xF 0co s ?? ?ka PX (31) ? ?0yF 0s in ???? ?kam PYF (32) ? ?0aM 0s in 1 ?? lPlF km ? (33) (31),(32),(33)聯(lián)立求得： ?coska PX ? ?s inkma PFY ?? l lPF km 1sin?? 再取后梁為分離體，如圖 33所示。 由圖 33，利用力系的 y 方向平衡方程式和對(duì) b 點(diǎn)的力矩平衡方程式，可圖 32 前梁分離體受力分析 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 以求出 nF 及其作用點(diǎn)的距離 X 0??yF 0s in ?????? nkbaa FPPPY ? (34) ? ?0bM ? ? 0s in434 ?????? nkabm FPllPlPxF ? (35) (34),(35)聯(lián)立求得： ?s inkbaan PPPYF ????? nakab F lYllPllPlPx 252434 )(s in)( ?????? ? 帶入數(shù)據(jù)得： 80045s i n1350s i n 1 ??????? l lPF km ? (kN) 4 6 345s i n1 3 5 05 0 9s i n ??????? ?kma PFY (Kn) 圖 33 后梁分離體受力圖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 kN1 9 4 9 145s i n1 3 5 01 0 0 0 01 0 0 0 4 6 3s i n????????????? ?kbaan PPPYF nakab F lYllPllPlPx 252434 )(s in)( ?????? ? ? ? ? ?19491 i n13501100144010000110010000 ????????? ? mm 支架底座受到的支撐反力 zF 由圖 31可知： banmz PPFFF ???? 本支架中 2 0 0 0 01 9 4 9 15 0 9 ????? nmz FFF (kN) 頂梁載荷分布 在把頂梁所受的載荷求出來(lái)后，就可以進(jìn)一步計(jì)算載荷在頂梁上面的分布情況。則當(dāng)3gLx? 時(shí)，載荷分布為三角形。而掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架，由于支架的工作阻力因支架支撐高度不同而不同，故支護(hù)強(qiáng)度也因支架高度變化而變化（為簡(jiǎn)化計(jì)算，不考慮支護(hù)面積在支撐過(guò) 程中的變化）。則在設(shè)計(jì)支架時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算底板的比壓。設(shè)外載荷呈三角形分布，如圖 37所示，底座前端有最大比壓 4q ，后端比壓 5q 為0。底座對(duì)底板的最大比壓應(yīng)小于底板的允許比壓，否則應(yīng)重新設(shè)計(jì)底座乃至整個(gè)支架。用支護(hù)效率來(lái)評(píng)價(jià)立柱工作阻力轉(zhuǎn)變?yōu)橹Ъ芄ぷ髯枇τ行У闹ёo(hù)，支護(hù)效率 ?按下式計(jì)算： tPF1?? ?值與支架的架型、結(jié)構(gòu)尺寸和支架高度有關(guān)， ? 值過(guò)大或過(guò)小都不好。本節(jié)僅指出幾種支架受力又顯著影響的因素，同時(shí)說(shuō)明這些因素的影響規(guī)律。 液壓支架在 工作過(guò)程中，頂梁與頂板、底座之間以及掩護(hù)梁與其上的矸石之間均存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，于是在相對(duì)運(yùn)動(dòng)兩者之間產(chǎn)生摩擦力。 在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，要取前、后連桿、頂梁等主要部件有最大負(fù)荷時(shí)的工況。 假定支架支護(hù)高度為一定值，平衡千斤頂?shù)耐啤⒗?08?P ，摩擦系數(shù)0?W 。 5. ?tan 值對(duì)支架受力的影響 ?tan 值對(duì)支架受力的影響： ?tan 值增加，附加力也增加。 由于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式液壓支架由四連桿機(jī)構(gòu)，所以當(dāng)支架高度變化時(shí)，頂梁前端的運(yùn)動(dòng)軌跡近似為雙紐線(xiàn)，則頂梁和頂板之間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此摩擦力的產(chǎn)生是必然的。 4 液壓支架的強(qiáng)度條件 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 44 強(qiáng)度條件 在液壓支架的研制、試驗(yàn)過(guò)程中，各構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算是極為必要的。 、銷(xiāo)軸、活塞桿的屈服極限及強(qiáng)度條件 : (1).各結(jié)構(gòu)件通常采用 15MnVN等普通低和金結(jié)構(gòu)鋼，并由具有標(biāo)準(zhǔn)厚度的鋼板焊接而成，取 459?s? MPa。 （ 2）如果各結(jié)構(gòu)件計(jì)算出來(lái)的安全系數(shù)偏大時(shí)，可按標(biāo)準(zhǔn)鋼材厚度減薄，或減少加強(qiáng)筋數(shù)量和筋板高度，以減輕支架重量，降低成本。從右向左取，向上力為負(fù)，向下力為正。 l1 l2 l3 A Fn F Px Py xa ya Py Px yk xk h2 h1 h3 a b c d e A B C D E 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 49 計(jì)算截面積 F 及截面形心至 AA 面的距離 y 。 底座受力 底座的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、受力圖、剪力圖和彎矩圖如圖 54所示。 耳板的強(qiáng)度校核 支架所有連接處的耳板，要受擠壓和拉伸的作用，所以，要計(jì)算擠壓應(yīng)力和拉應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核。 耳板拉應(yīng)力校核： 耳板受拉的危險(xiǎn)截面為銷(xiāo)軸直徑處，其應(yīng)力為：