【正文】 本設(shè)計(jì)鑒于各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，采用了 幾何作圖法 的方式來求解。設(shè)計(jì)時(shí)，要使 ? 角滿足 tanθ ? 的范圍，其原因是 θ 角直接影響支架承受附加力的數(shù)值大 小。；支架在最低位置時(shí)，為有利于矸石下滑，防止矸石停留在掩護(hù)梁上，根據(jù)物理學(xué)摩擦理論可知，要求 tanPW ，如中國礦業(yè) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 23 果鋼和矸石的摩擦系數(shù) W =，則 P =176。為此，要求側(cè)護(hù)板的耳座結(jié)構(gòu)采用嵌入式，并使導(dǎo)向桿和彈簧筒能插入側(cè)板內(nèi)?；旌鲜降男阅芤蚱鋫?cè)推千斤頂是否具有液壓鎖緊回路而不同。彈簧力通過導(dǎo)向桿使活動(dòng)側(cè)板平行伸出。它改善了側(cè)護(hù)板的受力情況和活動(dòng)側(cè)護(hù)板的調(diào)節(jié)性能。 圖 31 掩護(hù)梁三維建模線框圖 1— 鉸接耳 2— 側(cè)推千斤頂軸 3— 銷孔 4— 加強(qiáng)筋板 5— 頂板 6— 定軸銷孔 7— 主骨架 8— 連接軸孔 9— 平衡千斤頂連接耳 掩護(hù)梁護(hù)板 的設(shè)計(jì) 目前生產(chǎn)的支撐掩護(hù)式支架都有完善的側(cè)護(hù)裝置，不僅掩護(hù)梁兩側(cè)有側(cè)護(hù)板，而且主梁或整體頂梁從前排立柱到頂梁后的兩側(cè)也有側(cè)護(hù)板。其它掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架多采用直線型，使得制造工藝簡單。掩護(hù)梁和頂梁（包括活動(dòng)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)和擋矸性能。 調(diào)節(jié)范圍要大 ,照明、通訊方便。 2800634450 經(jīng)計(jì)算的支架頂梁長度為 3000mm。通常掩護(hù)式支架的底座長度取 倍的移架步距（一個(gè)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。當(dāng)支架中心距為 ，最 小寬度一般 1650～ 1680mm，最大寬度一般 1850～ 1880mm。 表 3－ 1 支撐掩護(hù)式液壓支架高度系列表（單位 m） Hmax Hmin Hmax Hmin 中心距和寬度的確定 支架中心距一般等于工作面一節(jié)溜槽長度。 液壓支架的高度與伸縮比 高度的確定及其伸縮比 一般應(yīng)首先確定支架適用煤層的平均采高，然后確定支架高度 。 本設(shè)計(jì)液壓支架各項(xiàng)技術(shù)特征 ZY3500/25/47 型液壓支架各技術(shù)特征如下表所示 本設(shè)計(jì)液壓支架各技術(shù)特征 型號(hào) ZY3500/25/47 型式 兩柱掩護(hù)式 工作阻力 3500KN 初撐力 2604KN 支護(hù)強(qiáng)度 對(duì)底板比壓 支架高度 25004700mm 支架寬度 14301570mm 中心距 1500mm 適應(yīng)煤層傾角 ≤ 15176。 立柱 立柱是支架實(shí)現(xiàn)支撐和承載的主要部件，它直接影響到支架的工作性能，同時(shí)還處于高壓受力狀態(tài)，因此，立柱除了具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，還必須由足夠的抗壓和抗彎強(qiáng)度，密封良好、結(jié)構(gòu)簡單并能適應(yīng)支架的工作要求。該型底座的缺點(diǎn)是在推移機(jī)構(gòu)外易積存浮煤碎矸，要求及時(shí) 清理。 復(fù)合支護(hù)的特點(diǎn)是：支護(hù)滯后時(shí)間短，但增加了反復(fù)支撐次數(shù)。 3 個(gè)工序的不同組合順序，可形成液壓支架的 3 種支護(hù)方式，從而決定工作面“三機(jī)”的不同配套關(guān)系。此時(shí)支架對(duì)頂板的支撐力稱為工作阻力，它是由支架安全閥的調(diào)定壓力決定的。 圖 25 支架的工作特性曲線 此時(shí)支架對(duì)頂板的支撐力為初撐力。運(yùn)輸機(jī)靠相鄰的推移千斤頂來固定，千斤頂由液控單項(xiàng)閥緊鎖。 中國礦業(yè) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 8 上述各類支架均為工作面支架，用來支護(hù)工作面的頂板。掩護(hù)式，和部分支撐式支架，均采用這種移架方式。這種類型的支架，有良好的防矸掩護(hù)性能，主要適用于頂板中等穩(wěn)定和破碎，底板也較軟的煤層中。這些裝置是為實(shí)現(xiàn)支架的某些動(dòng)作或功能所必需的裝置。 圖 21 綜合機(jī)械化采煤設(shè)備在工作面的布置情況 液壓支架的組成 液壓支架是綜采工作面支護(hù)設(shè)備，它的主要作用是支護(hù)采場頂板，維護(hù)安全作業(yè)空間，推移工作面采運(yùn)設(shè)備。前者隨采煤機(jī)后緊接移架，及時(shí)支護(hù)頂板，稱及時(shí)支護(hù)方式。同樣通過對(duì)液壓支架的設(shè)計(jì)，能夠更好的認(rèn)識(shí)國內(nèi)外液壓支架的發(fā)展趨勢和發(fā)中國礦業(yè) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 3 現(xiàn)目前煤礦液壓支架主要存在的問題，從而為以后更深入的認(rèn)識(shí)、了解和設(shè)計(jì)液壓支架打下良好的基礎(chǔ)。 本課題研究的目的和意義 采用綜合機(jī)械化采煤方法是大幅度增加煤產(chǎn)量、提高經(jīng)濟(jì)效益的必由之路。 新型礦用單體支護(hù)設(shè)備，采用懸浮式液壓技術(shù)原理，生產(chǎn)礦用單體支護(hù)設(shè)備，技術(shù)水平達(dá)到了國家領(lǐng)先水平，填報(bào)了國際空白。 30 多年來在液壓支架技術(shù)不斷發(fā)展中，形成了以煤炭總院專業(yè)研究所和骨干支架制造廠設(shè)計(jì)所為主的支架研究設(shè)計(jì)隊(duì)伍 ，采用計(jì)算機(jī) CAD 進(jìn)行各種類型支架的設(shè)計(jì)，用有限元計(jì)算軟件等進(jìn)行計(jì)算，并普及計(jì)算機(jī)繪圖。 （ 4）勞逸結(jié)合，提高工作效率，按時(shí)完成自己的設(shè)計(jì)任務(wù)。 Top beam, cover, base beam are made, reduce frame structure of the body weight。中國礦業(yè) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 I 摘 要 礦井液壓支架的應(yīng)用對(duì)增加采煤工作面產(chǎn)量、 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、 降低成本、 減輕工人的體力勞動(dòng)和保證安全生產(chǎn)是不可缺少的有效措施， 因此液壓支架的設(shè)計(jì)是技術(shù)上先進(jìn)、 經(jīng)濟(jì)上合理， 安全上可靠、 是實(shí)現(xiàn)采煤綜合機(jī)械化和自動(dòng)化的主要體現(xiàn)。 Pillar with double expansion role, and to increase the hydraulic cylinder working travel to meet the need of high range stand is adjusted. At the same time, the performances of systematic loss, fever and efficiency are checked carefully. Keywords： Hydraulic support, screen and beam, hydraulic system,prehensive mechanized coal mining. 中國礦業(yè) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 III 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅關(guān)系著每個(gè)人的學(xué)業(yè)成績 ，更重要的是它體現(xiàn)了每個(gè)人對(duì)待設(shè)計(jì)的認(rèn) 真 程度和實(shí)際能力。我國制訂的緩傾斜工作面頂板分類及其它研究成果為支架設(shè)計(jì)、選型和使用提供了有力的指導(dǎo)依據(jù)。 DWX 型液壓支柱的柱塞懸浮，密封脹緊，密封補(bǔ)償，無內(nèi)泄漏，無圓弧焊縫等技術(shù)和安全特點(diǎn)，具有獨(dú)創(chuàng)性 。為了滿足對(duì)煤炭增長的日益需要，必須大 量生產(chǎn)綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，迅速增加機(jī)械化采煤工作面。 通過自己獨(dú)立的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，提高理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題和解決問題的能力，學(xué)會(huì)查閱參考書和工具書的方法，提高編寫技術(shù)文件的能力，進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)計(jì)計(jì)算和制圖等基本技能的訓(xùn)練，為自己成為一名出色的機(jī)械工程師打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 后者推溜后在移架，稱滯后支護(hù)方式，現(xiàn)在以采用先移架，后推溜工作方式的總采面為例，說明他的循環(huán)工作過程（見圖 21）： 由圖 21 可知： AA 斷面表示采煤機(jī)截割前狀態(tài)，此時(shí)，運(yùn)煤機(jī)緊靠煤壁，移架裝置處于伸出狀態(tài)，支架相對(duì)于運(yùn)輸機(jī)退后一個(gè)步距。 液壓支架的種類很多，但其基本功能是相同的。 （ 5）工作液體：這是傳遞泵站能量，使液壓支架能有效工作的工作介質(zhì)。 （ 3）支撐掩護(hù)式支架：支撐掩護(hù)式支架是介于支撐式和掩護(hù)式之間的一種架型。 （ 2）邁進(jìn)式：邁進(jìn)式支架又可分為交互前移式和提步前移式兩種。端頭支架，則用在工作面兩端與順槽的連接處，由于此處的機(jī)械設(shè)備較多，需要占有的工作空間大，同時(shí)又是人員的安全出口，要求端頭支架能很好的和各設(shè)備相配合，達(dá)到有效的支護(hù)懸露面積較大的頂板。 ③升柱 :液壓支架移到新的位置后，應(yīng)及時(shí)升柱，以支撐新暴露的頂板。支撐式支架的初撐力為 32 104 ?? nPDP bc ? KN 式中 D 支架立柱的缸徑， m ； bP 泵站的工作壓力， MPa ； n 支架立柱的數(shù)量。支撐式支架的工作阻力為 32 104 ?? nPDP a? KN 式中 aP 支架安全閥的調(diào)定壓力 MPa ； 支架的工作阻力標(biāo)志著支架的最大承載能力。 （ 1）即時(shí)支護(hù) — 般循環(huán)方式為：割煤一移架一推溜，工作面“三機(jī)”的配套關(guān)系?？蛇m用于各種頂板條件，但支架操作次數(shù)增加，不能適應(yīng)高產(chǎn)高效要求，目前應(yīng)用較少。 其主要作用是： 1）將上方載荷傳遞給底板，為立柱、推移裝置及其他輔助裝置提供安裝空間； 2）給工作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境； 中國礦業(yè) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 3）保證支架的穩(wěn)定性。 立柱一般由活塞、活塞桿、缸體三部分組成，由于支架工作時(shí)，立柱承受 的載荷較大，降柱力較小，故活塞桿直徑較大，常采用空心結(jié)構(gòu)，以保證有足夠的剛度，活塞一般采用 Y 型密封圈，銅環(huán)導(dǎo)向， 缸體底部焊接，缸體與缸蓋之間用鋼絲、螺紋或卡環(huán)連接。 中國礦業(yè) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 第三章 液壓支架的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的原則與內(nèi)容 確定支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的原則 要滿足配套設(shè)備 (采煤機(jī)、輸送機(jī) )的相關(guān)要求 : 與支架的工作方式 (即時(shí)支護(hù)或滯后支護(hù) )相適應(yīng) 。 對(duì)于大采高支架，按下式確定支架高度，即 Hmax＝ Mmax 十 (200～ 400)mm Hmin=Mmin— (400～ 500)mm Hmax——— 支架最大高度 (mm)； 中國礦業(yè) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 15 Hmin——— 支架最小高度 (mm)； Mmax——— 最大采高 (mm)； Mmin——— 最小采高 (mm) Mmax＝ K 1S MC Mmin =K 2S MC 式中 MC——— 煤層平均厚度； K1S 、 K 2S — 煤層厚度上、下波動(dòng)系數(shù)，一般取 K1S ＝ 1． 1～ 1． 3， K2S ＝ 0． 8～ 0． 90。目前國內(nèi)外液壓支架中心距大部分采用 。當(dāng)支架中心距為 ，如果帶有活動(dòng)側(cè)護(hù)板，最小寬度一般 1150～1180mm，最大寬度一般 1320～ 1350mm；如果不帶活動(dòng)側(cè)護(hù)板，則寬度一般取 1150～ 1200mm。在這里取底座長度為 。 中國礦業(yè) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 19 液壓支架的設(shè)計(jì)要求 滿足采煤工藝及地質(zhì)條件的要求 ,要有足夠的初承力和工作阻力 ,以便有效的控制頂板 ,保證其合理的下沉量。 支架要求有足夠的剛度 ,能夠承受一定的不均衡載荷和沖擊載荷。本設(shè)計(jì)選用 16Mn鋼，其最大承載壓強(qiáng)為 280MPa~350 MPa，該型鋼可焊性好，焊后無需熱處理，應(yīng)用最為普遍。掩護(hù)梁一般做成整體，也有做成左右對(duì)分的。支架工作時(shí)，一側(cè)的側(cè)護(hù)板是固定的，另一側(cè)則為活動(dòng)的。它的結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，目前頂梁側(cè)護(hù)板多采用這種型式。僅靠彈簧伸出其活動(dòng)側(cè)護(hù)板的支架不具備調(diào)架功能，防倒效果也不夠好。 如果側(cè)推千斤頂無液壓鎖緊回路，它只能實(shí)現(xiàn)簡單的伸縮，不能將活動(dòng)側(cè)護(hù)板閉鎖在適當(dāng)位置 。另外，可在上板的側(cè)板間焊加強(qiáng)筋，如圖所示。為了安全可靠，最低工作位置應(yīng)使 P ≥25176。 e1hθPQoe= 30 圖 34 四連桿機(jī)構(gòu)幾何特征圖 應(yīng)取頂梁前 端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡雙扭線向前凸的一段為支架工作段，如圖 34 所示的 h 段。 鉸點(diǎn)至底座底面之距。 e 圖 35 掩護(hù)梁和后連桿構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 中國礦業(yè) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 24 四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)的主要方法有：直接求解法、解析法、幾何作圖法等。 從圖 34 中可知，掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn) e? 和瞬時(shí)中心 O 之間的連線與水平線夾角為 ? ?！?85176。 支架的側(cè)板易損壞，其主要的損壞形式有 ： 1. 側(cè)護(hù)板導(dǎo)向桿耳座與彈簧筒耳座易脫落； 2. 導(dǎo)向桿和彈簧筒彎曲變形； 3. 側(cè)護(hù)板的側(cè)板彎曲變形； 4. 側(cè)護(hù)板和上板焊縫開裂。 現(xiàn)在使用較多的是混合控制的活動(dòng)側(cè)護(hù)板，它即有