【正文】 （2）整個截面形心至面的距離： 代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得：（3）每個零件中心至截面形心之距： 代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得：，；。、剪力圖和彎矩圖，；，；，；，；。 前梁受力圖、剪力圖和彎矩圖 前梁危險截面示意圖（1）各板形心位置板1： （一塊）； 板2： （兩塊）；板3： （兩塊）； 板4： （五塊）。5 許用擠壓應(yīng)力按下式計算： （）6 安全系數(shù) 安全系數(shù)表安全系數(shù)前梁頂梁底座掩護梁前連桿安全系數(shù)后連桿主要軸缸體焊縫活塞桿～4～4注：（1）頂梁、掩護梁、連桿、銷軸等不能進行加載強度校核。當(dāng)然強度條件要以現(xiàn)階段液壓支架所選用的材料、制造工藝以及失效形式等為依據(jù)，隨著時間的推移，如果上述諸點有變化，強度條件也必須作相應(yīng)調(diào)整。代入數(shù)據(jù)計算，得：頂板對支架的巨大載荷經(jīng)由整臺支架傳到底板，在支架底座與底板接觸處將具有一定的比壓。解：： （）： （）由（）可得： 由（）可得：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。 支架頂梁受力分析已知：。所以當(dāng)支架支撐后在處于平衡狀態(tài)時，取整體或某一部件為分離體也處于平衡狀態(tài)。②導(dǎo)向套處螺紋強度驗算螺紋剪切強度：MPa （）螺紋彎曲強度： MPa （） （）式中：——螺紋形狀系數(shù)，三角函數(shù)螺紋；——螺紋有效長度，20mm；——螺距，4mm；——有效圈數(shù)，；——導(dǎo)向套材料屈服極限，鋼，MPa?；钊麠U強度滿足要求。立柱穩(wěn)定性的極限力為： MN 立柱最大工作阻力小于極限力，故滿足穩(wěn)定條件。則有 取：cmmm支架立柱的壁厚（mm）一般為,即中等壁厚，按下式計算： （）式中：——缸內(nèi)工作壓力， MPa；——單個立柱的工作阻力，取 kN 則： MPa ——考慮管壁公差及腐蝕的附加厚度，一般取2mm； ——強度系數(shù)，無縫鋼管?。? ——缸體材料許用應(yīng)力，MPa，缸體選用， 980MPa； ——立柱缸體內(nèi)徑，cm。但對乳化液和液壓元件的耐壓要求提高。頂梁與頂板的靜摩擦系數(shù)，～。支架在這三種狀態(tài)下工作情況如下：開始支架以初撐力支撐頂板，此時為無壓狀態(tài)；當(dāng)周期來壓時，頂板下沉，使立柱下腔壓力增加，當(dāng)增加到大于安全閥調(diào)整壓力時，安全閥打開，使立柱下腔壓力下降，稱為立柱讓壓狀態(tài)，使支架以工作阻力支護頂板；如果繼續(xù)來壓，就要不斷讓壓，所以立柱要有一定的向下行程，如沒有向下行程，稱為壓死狀態(tài)，這是在設(shè)計和使用中必須注意避免的現(xiàn)象；當(dāng)支架前移后，此時頂板處于無支護狀態(tài)，頂板就要冒落。這種架型穩(wěn)定性好，利于放煤，放煤口大，操作方便。不論何種架型，其橫向長度均為架寬，縱向長度根據(jù)架型、配套設(shè)備不同而異。它的結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、防止支架和輸送桿下滑的性能好，但在工作面難以更換，因此，必須保證其有足夠大的安全系數(shù)。，是由鋼板組焊而成的箱型結(jié)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)簡單可靠，重量輕，被廣泛采用。前梁千斤頂?shù)幕钊灰郝飞?，裝有液控單向閥和安全閥，以保證前梁的初撐力與工作阻力。側(cè)推千斤頂?shù)陌惭b位置有如下幾種：（1）安裝在頂梁和掩護梁結(jié)構(gòu)的下面，避免在頂梁和掩護梁上開窗口，加強了頂梁和掩護梁的強度，但影響支架有效空間。掩護梁側(cè)護板和后連桿側(cè)護板高度一般根據(jù)支架最大高度取，側(cè)護板水平尺寸等于移架步距加100～200mm搭接量的原則確定。直角式單側(cè)活動側(cè)護板適用于上作面傾角較小(以下)的緩傾斜煤層或水平煤層，具有擋矸密封性好和導(dǎo)向性好的特點。 本文底座結(jié)構(gòu)及其附屬機構(gòu)頂梁側(cè)護板裝置一般由側(cè)護板、彈簧套筒、側(cè)護千斤頂、導(dǎo)向桿和連接銷軸等組成。底座底板是中分式的，中擋推移機構(gòu)直接落在煤層底板上，前立柱柱窩前有過橋板，小擋后部上方為箱形結(jié)構(gòu)。(2)與前后連桿和掩護梁一起組成四連桿機構(gòu)?；顒觽?cè)護板裝在掩護梁的一側(cè)。這種結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，但要求活塞桿外徑與缸體內(nèi)徑之間有比較大的空間，這種固定方式使用較多。蕾型密封圈是一個U型夾布橡膠圈和唇內(nèi)夾橡膠壓制而成的單向?qū)嵭拿芊馊?。活塞是立柱的關(guān)鍵元件，對它的主要要求是保證密封性能良好，運動表面能承受外力的沖擊。而前梁則采用挑梁的型式，以起到即時支護的作用。楔形梁1和后梁4通過銷軸鉸接，楔形梁的楔臂與頂粱間夾有楔塊2，楔塊2后端與楔形千斤頂鉸接，而千斤頂則鉸接于頂梁上。為改善接頂效果和補償焊接變形，整體頂梁前端(800～1000mm)，一般上翹。3 液壓支架的部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓支架各個部件的結(jié)構(gòu)形式與工作面的頂?shù)装鍡l件和支架結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，選擇時根據(jù)支架的結(jié)構(gòu)和工作面頂?shù)装鍡l件，對各個部件的結(jié)構(gòu)進行分析，最后擇優(yōu)選擇。采煤工作面的過風(fēng)量有一定要求。此設(shè)計的頂梁覆蓋率：目前國內(nèi)支撐式支架立柱為2～6，常用為4；掩護式支架為2柱；支撐掩護式為4柱式。支架高度越大，梁端距也應(yīng)越大。 頂梁前端面的XY方向位移圖解 頂梁前端面運動軌跡，頂梁前端面雙紐線寬帶為12541215=39mm，符合要求。即B、BB2三個點為液壓支架在三個位置時的前連桿的上鉸點。假設(shè)在液壓支架升降過程中，E1點近似在此直線上滑動。（2）、過O點作水平線H－H線與底座相平行。本文取450mm。 四連桿機構(gòu)幾何特征支架工作段要求曲線向前凸的一段，其原因為當(dāng)頂板來壓時，立柱讓壓而下縮，使頂梁有向煤壁移動的趨勢，對于保持梁端頂板處于擠壓狀態(tài)有利，防止頂板產(chǎn)生離層或斷裂，又可以使作用在頂梁上的摩擦力指向采空區(qū)，同時使底板對底座的作用力向后移，底座前端比壓減少，可防止啃底，有利于移架，再則減少了水平力的合力，由于支架所承受的水平力由連桿來克服，所以減輕了掩護梁的受力。底座起將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)定支架的作用。經(jīng)計算，該支架的伸縮比。本次設(shè)計給定支架最大高度mm，最小高度mm。仔細研究各類放煤支架，就會發(fā)現(xiàn)，只有前四連桿式支架具備大幅度擺動掩護梁破煤的條件。左右）用以松動頂煤，并維持一個落煤空間。除了頂梁外，應(yīng)注意掩護梁和尾梁的密封性能。同時，空間太小，也影響設(shè)備維修，人員通行和安全。）有了一些放頂煤綜采成功的實例，對于合理選擇放頂煤液壓支架提供了寶貴經(jīng)驗。早期的低位放頂煤液壓支架是由鋪網(wǎng)液壓支架演變而來，其基本結(jié)構(gòu)和鋪網(wǎng)支架類似，只是尾梁上加上了插板，用于放煤，低位放頂煤液壓支架是目前使用效果較好的架型。最初的放頂煤支架采用的是低位放煤，代表架型是FY40014/28型放頂煤液壓支架。80年代初期，匈牙利研制成功單輸送機前開“天窗”式放頂煤掩護式支架。掩護梁上還有圓孔，用以通過此孔將管子伸向采空區(qū)，以便輸送氮或泡沫。放落的煤由第二臺輸送機運輸。由于工作面由液壓支架實現(xiàn)可靠、快速的支護，采用采煤機或刨煤機采煤，放頂煤作業(yè)在安全可靠的工作條件下進行，從而使工作面產(chǎn)量有明顯提高。該放頂煤工作面為預(yù)先開采頂層煤鋪設(shè)人工假頂，然后再采底煤。MB1728S放頂煤液壓支架為四柱掩護式，掩護梁通過液壓千斤頂控制進行伸縮，便于頂煤冒落裝煤。這兩類支架都配有雙輸送機運煤，滾筒采煤機采煤，然后由掩護梁上的窗口或插板放出頂煤。經(jīng)過我國煤炭科技工作者的努力，研制成功了數(shù)十種放頂煤液壓支架。這種支架比單輸送機高位放頂煤液壓支架有所改進，有兩部輸送機，放煤與割煤可以平行作業(yè)，提高了效率，放煤口比高位放頂煤支架有所降低。顯而易見，要采用放頂煤綜采，其中重要的一項工作是正確選擇放頂煤液壓支架的架型。 （2）保證放落煤的運輸空間。3．對“三軟”厚煤層放頂煤液壓支架安全性和適應(yīng)性的要求（1）在緩傾斜“三軟”條件下，因為頂梁上方是已破碎的頂煤，斷裂線前傾已深入到煤壁上方，頂梁太短，冒空區(qū)可能達到煤壁附近的上方。低位放頂煤液壓支架比較適合急傾斜特厚煤層綜放工作面。前四連桿式支架和后四連桿式支架相比，前四連桿式支架穩(wěn)定性及抗扭性較差，但其后部空間較大，且重量也輕。的工作面上取得了成功。 至 ，煤層較薄時選大值。輕型支架為適應(yīng)中小煤礦工作面快速搬家的要求。能承受較大的水平力。掩護梁上絞點與頂梁頂面之距根據(jù)支架最大高度確定,一般支架取150～200mm，重型支架取210～260mm。 ； 。（7）、過E1點作一條直線與水平線H－H平行的F－F直線，則H－H線與F－F線的距離為h1，即為液壓支架最高位置的計算高度。(14)、以E3點為圓心，以掩護梁長L為半徑作圓，與圓弧相交于A2點，此點為液壓支架在最高位置時，掩護梁與后連桿的鉸點。按以上步驟作圖。 本文所設(shè)計的支架要適應(yīng)各種復(fù)雜的頂板情況，采用先推溜后移架的方式，但在推溜之前，挑梁要伸出，起到即時支護的作用，挑梁伸出的長度為800mm。這里取頂梁寬度為：1390mm（不包括活動側(cè)護板）。立柱間距的選擇原則為：有利于操作、行人和部件合理布置。根據(jù)安全規(guī)程規(guī)定，工作面風(fēng)速應(yīng)小于5m/s。鉸接頂梁的前段稱為前梁，后段為主梁，一般簡稱頂梁。為順利移架，前梁間一般要留有100～150mm間隙，從而增加了破碎頂板漏矸的可能性。此外，在運輸時，楔形梁1可以放到下垂位置，縮短了運輸尺寸，從而方便運輸和安裝。缸體是立柱的承壓部件?；钊棵芊馊γ芊?，密封圈有O型、Y型、U型、V型、鼓型、蕾型等?；钪突钊麠U是立柱傳遞機械力的重要零件，它要能承受壓力和彎曲等載荷作用，必須耐磨和耐腐蝕，可用27SiMn或45號鋼制成。充分考慮了大采高支架復(fù)雜的三維空間受力，以及垮落頂板對梁體可能造成的沖擊破壞，安全系數(shù)大，強度高。整體連桿由兩根單連桿組焊而成，用在前連桿，抗扭轉(zhuǎn)能力強，銷軸與銷孔最大配合間隙控制在1mm以內(nèi)，以增強支架的穩(wěn)定性。整體剛性底座的整體剛度和強度好。波蘭支架采用鉸接分體底座的較多，我國ZY3600/17/35支架等亦采用這種鉸接分體式底座。支架常用的活動側(cè)護板形式有3種，即直角式單側(cè)活動側(cè)護板、直角式雙側(cè)可調(diào)活動側(cè)護板和折頁式單側(cè)活動側(cè)護板。但擋矸、密封性差，易形成矸石漏泄，且移架時導(dǎo)向性差。（3）浮動活塞式推移千斤頂?shù)奶攸c：移架力大于推溜力；通過推桿，千斤頂分別與輸送機、支架相連；多采用浮動活塞千斤頂，減小推溜力；用推桿作導(dǎo)向裝置，抗彎強度高、導(dǎo)向性能好；推桿與千斤頂位于同一軸線，受力較好，但裝置的總長度加大。側(cè)推千斤頂?shù)募夹g(shù)參數(shù)如下：行程：170mm；缸體內(nèi)徑：63mm；活動桿直徑：45mm。當(dāng)千斤頂縮回時，因千斤頂活塞桿腔無液控單向閥鎖緊，所以在前梁上加設(shè)一個彈簧的機械鎖。當(dāng)推移千斤頂缸徑超過φ140mm時，雙桿式結(jié)構(gòu)強度難以保證，可靠性下降。短推移桿采用正拉式，千斤頂活塞桿伸出為推溜,活塞桿收回為移架，推溜力大于拉架力。 中四連桿結(jié)構(gòu)的大插板放煤機構(gòu)在該支架后部由掩護梁、前后連桿、底座、尾梁形成工作空間，用以放煤和布置后輸送機。下擺33176。4. 通過分析和計算可知，掩護梁上矸石的作用力，只能使支架實際支護阻力降低，所以在進行強度計算時不計，使掩護梁偏于安全。 （） mm2 式中：—— 支架頂梁長度，mm； —— 梁端距，mm； —— 支架頂梁寬度，mm； —— 相鄰支架頂梁間隙，mm。根據(jù)設(shè)計要求：取移架力為300kN，推溜力為150kN。代入數(shù)據(jù)得 kN MPa即 取40合理立柱工作阻力按下式進行計算： （）帶入數(shù)據(jù)得： kN 液壓支架立柱已知參數(shù)初撐力1329工作阻力1661油缸外徑273活柱外徑210油缸內(nèi)徑230活柱內(nèi)徑180加長桿直徑立柱調(diào)高行程1500液壓行程800加長桿調(diào)高700驗算活塞桿全部伸出并受最大同心縱向載荷的穩(wěn)定性。 cm3 ——考慮加長桿和活柱配合間隙，當(dāng)單邊偏向受力時，所產(chǎn)生的最大偏距。代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得：MPa焊縫抗拉強度：MPa 安全系數(shù)為： （）——許用安全系數(shù)，一般取。（3）卡環(huán)剪切強度MPa （）式中：——卡環(huán)剪切面積，；——許用剪切應(yīng)力，MPa。)51最高位置后連桿與水平面的夾角α2(176。解： ： （）： （） ： （）由（）可得： （）聯(lián)立（），（），（），（）可得：