【正文】 立柱工作阻力按下式進行計算： KNPDPad 1 6 6 140104 222 ???????? ? () 液壓支架立柱強度驗算 ， 表 液壓支架立柱已知參數 初撐力 KNP/1 1329 工作阻力 KNP/2 1661 油缸外徑 mmD/0 273 活柱外徑 mm/1D 210 油缸內徑 mmDd/ 230 活柱內徑 mm/2D 180 立柱調高行程 /mm 1600 液壓行程 /mm 900 加長桿調高 /mm 700 加長桿直徑 mm/d?D 179? 158 2. 油缸穩(wěn)定性計算 驗算活塞桿全部伸出并受最大同心縱向載荷的穩(wěn)定性。 立柱及相關液壓系統(tǒng)參數的確定 確定立柱參數 立柱的缸體內徑按下式進行計算： ?? c osp40d an FD ? （ ） 式中： dD — 立柱缸體內徑； F— 支 架承受的理論支護阻力， N； n— 每架支架立柱數； ap — 安全閥調正壓力， Pa； 按產品樣本選取，選 BYF1 型安全閥， MPaa 40p ? ； ? — 立柱最大傾角； 本支架中， F=4800KN,n=4, MPaa 40p ? , ?10?? 則： ?10c o 4 8 0 040c o sp40d ??? ??? ?? an FD= ?。?dD =230mm 表 .1內徑尺寸系列（ GB234880） 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 36 頁 參照上表，故最終選取內徑 230mm，《機械設計手冊》表 230mm時油缸標準外徑為 273mm，活柱外徑 220mm。 ))(( KBCLF ??? （ ） 式中： L—— 支架頂梁長度； mm C—— 梁端距； mm B—— 支架頂梁寬度； mm K—— 相鄰支架頂梁間隙； mm。 5. 短柱和立柱均按最大工作阻力計算。如果繼續(xù)來壓，就不斷讓壓，故立柱需要有一定的向下行程，如果沒有向下行程，稱為 壓死狀態(tài)。 4 液壓支架的受力分析 概述 液壓支架工作狀態(tài) 在工作面中，當煤采空后，會出現一定的空間。尾梁及其千斤頂組成放煤機構，能夠操縱鉸接在掩護梁上的尾梁千斤頂，使尾梁向上轉動擋矸或松動頂煤。 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 31 頁 圖 375 短推移桿正拉式布置 圖 376 長推移桿倒拉式布置 本次設計選擇長推移桿倒拉式布置。但在工作面更換難。 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 29 頁 圖 371 短推移桿 長推移桿 長推移桿 常用形式有鉸接式、整體箱式和框架式。前梁有挑梁式和升縮前梁兩種，挑梁能使前梁上下擺動，加大前梁端部的支撐力；升縮前梁可及時支護。側推千斤頂的安裝位 置有如下幾種： （ 1）一側為活動側護板，另一側為固定側護板時，在固定側護板一側的圓筒內裝有固定筒，千斤頂裝在筒內，其它不變，也可免去另開窗口，保證掩護梁和頂梁的強度，但不利于安裝和檢修。 千斤頂 推移千斤頂 推移千斤頂按連接方式分有直接連接方式、浮動活塞式和框架連接方式。固定側護板就是梁的邊筋板，減輕支架重量，可增加梁體強度。有以下功能： 擋矸。波蘭采用支架使用鉸接分體底座的較多，我國 ZY3600／ 17／ 35K 支架等亦采用鉸 接分體式底座。 (3)為支架的其他結構件和工作機構提供安設的基礎。 圖 本次設計支架的掩護梁 前、后連桿是四連桿機構中重要的承載和運動部 件，與底座和掩護梁的一部分共同組成四連桿機構，使支架能承受水平作用力、圍巖載荷和保持支架穩(wěn)定。在密封液體壓力較高時，采用半圓環(huán)結構連接方式。 鼓型和蕾型密封圈裝配簡單方便，活塞結構簡化了，但密封圈的自身加工較復雜。導向環(huán)大多數采用塑料制品，也可以用銅合金制成。 在本次設計中采用了單伸縮式機械加長立柱。 楔形結構梁根據構件之間摩擦自鎖原理，通過楔形梁 1和頂梁 4與楔塊 2 之間的摩擦作用，在受載時楔形梁 楔塊 2 和后梁 4 成為 — 個整體，類似于整體剛性 頂梁。 整體式剛性頂梁為寬面板式的箱形結構件。本次設計的支架立柱間距選 1m。 本次設計的頂梁覆蓋率： %?? 立柱位置的確定 立柱數 目前國內支撐式液壓支架的立柱數為 2— 6 根，常用選為 4柱。 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 16 頁 圖 26 液壓支架尺寸關系 頂梁長度 =[配套尺寸 +底座長度 +A*cos（ Q1） ][G*cos（ P1） +300+e]+掩護梁與頂梁鉸mm 式中： 配套尺寸 —— 600+300+800+400=2100mm MG400/920WD） 底座長度 —— 底座前端至后連桿下鉸點之距 2400mm e—— 支架由高到低頂梁前端點最大變化距離 39mm Q1， P1—— 支架在最高位置時，分別為后連桿和掩護梁與水平面的夾角 故頂梁長度為 377820xx9300c o s 5 9211270c o s147824002100 ?????? ??。 （ 2） 先推溜后移架的方式，支護滯后，頂梁長度要求較小。 B、 B B2 三個點就是支架在三個位置時的前連桿的上鉸點。假設在液壓支架升降過程中， 1E 點運動軌跡近似在此直線上來回滑動。 （ 2）、過 O 點作水平線 H— H 線使與底座相平行。 掩護梁與后連桿長度的確定 首先用解析法確定掩護梁和后連桿的長度，如圖 所示 L — 掩護梁長度 ； 1L — 后連桿長度； 2L — 1E 點垂直線到后連桿下鉸點之距； 1h — 支架最高位置時的計算高度； 3 2 0 06 0 03 8 0 01 ???h mm 2h — 支架最低位置時的計算高度； 1 6 0 06 0 02 2 0 02 ???h mm 從幾何關系可以列出 : 2111 c o sc o s LQLPL ?? （ ） 2212 c o sc o s LQLPL ?? （ ） 將以上兩式聯(lián)立解得： ? ? ? ?12121 c osc osc osc os PPLL ??? （ ） 按四連桿機構的幾何特征所要求的角度， 選定： 01 59?P 。 從以上分析得知，為使支架的受力合理和工作可靠，在設計四連桿機構的運動軌跡曲線時，應使支架工作段盡量取曲線向前凸的一段，所以當已知掩護梁和后連桿的長度后，從這個觀點考慮，在進行設計的時侯，把掩護梁和后連桿機構簡化成曲柄滑塊機構，進行作圖計算。 四連桿機構的作用及幾何作圖法的設計 四連桿機構的作用 通過四連桿機構，能使支架頂梁端點的運動軌跡近似雙曲線，而使支架頂梁前端的端頭離煤壁的距離大大減小，大大提高了管理頂板的性能。 而一般支架間距，則按下式計算： 3b nCBmc ?? ( ) 式中： cb —— 支架間距 (支架中心距 )， mm； mB —— 每架支架頂梁寬度， mm； 3C —— 相鄰支架 (或框架 )頂梁之間的間隙， mm； m in m inm ax1 L LLK ??中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 9 頁 n—— 每架所包含的組架的組數或框架數； 整體 自移式支架 n=1 整體邁步式支架 n=2 節(jié)式邁步支架 n=支架節(jié)數。一般常根據單位缸長的行程 1K 來確定 ，當單位缸長行程 1K 時可采用單伸 縮。由此表明了后四連桿式放頂煤液壓支架在緩斜中硬煤層和傾斜厚煤層中均有良好的適應性和使用前景。仔細研究各類 放煤支架，就會發(fā)現只有前四連桿式支架具備大幅度擺動掩護梁破煤的條件。但設計時容易實現加大后部運輸空間和增加破煤能力。由于急傾斜特厚煤層礦壓小、工作面短 ，因此，選擇的支架應具有工作阻力小、 體積小、重量輕、推進速度快等優(yōu)點。 ⑷ 提高支架防倒、 防滑性能。保證放煤效果，首先是選擇放煤的形式，低位放頂 煤支架的放煤口是連續(xù)的 ，而且放煤口面積大，有利于大塊煤放出，無脊背損失，適用于 緩傾斜綜放工作面。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。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)，提高中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 5 頁 了 效率 ，放煤口比高位放頂煤支架有所降低。經過我國煤炭科技工作者的努力 ，研制成功了數十種放頂煤液壓支架。這兩類 支架的主要區(qū)別是 ：插板式放頂煤液壓支架重量較輕，后部空間大 ，易于排放大塊煤，而且輸送機置于煤層底板上，便于維修。第二臺輸送機放置在底板上，結構如圖 13 。~18 186。它與滾筒采煤機、可彎曲刮板輸送機、轉載機及膠帶輸送機等組成一個有機的整體，實現了采、支、運等主要工序的綜合機械化采煤工藝，從而使長壁采煤技術進入了一個新的階段。放頂煤作業(yè)在安全可靠的工作條件下進行，從而使工作面產量有明顯提高。英國研制的“開天窗”式放頂煤支架在掩護梁上開了放頂煤“天窗”，由液壓千斤頂控制開關，“天窗”附件設有攪動桿，以便于冒落頂煤，掩護梁上還有鉆眼孔，供煤硬不落時打眼放炮。第二臺輸送機放置在支架后部底座上，結構如圖 14。 1984 年在沈陽礦務局蒲河礦投入試驗 ，開始取得了較好的效果。隨即我國研制成了高位放頂煤液壓支架 ，結構如圖 。北京開采所在研 究各種支架特點和使用經驗基礎上研制出一種反向四連桿低位放頂煤液壓支架 ，其結構更 加合理 ，用途更加廣泛。 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 第 6 頁 ㈠ . 對緩傾斜中硬煤層放頂煤液壓支架安全性和適應性的要求 緩傾斜條件下的放頂煤工作面約占綜放工作面總數的 70 以上而且地質條件差別 大 ，所以架型選擇余地 大。 ㈡ 對傾斜厚煤層放頂煤液壓支架安全性和適應性的要 求 ⑴ 傾斜厚煤層放頂煤液壓支架的技術關鍵在于提高其穩(wěn)定和抗扭性能，提高掩護梁的抗扭能力 ，保證在大傾角下支架能正常工作。 ⑶ 在保證對底板合理比壓的前提下， 適當加大初撐力 ，有利于端面頂煤的維護。尾梁中間有一個液壓控制的放煤插板，用以放煤和破碎大塊頂煤，具有連續(xù)的放煤口。 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。這種架型與設計先進的過渡支架配合使用，創(chuàng)出了新水平，被廣泛推廣使用。采用 雙伸縮立柱時 ，支撐式液壓支架的伸縮比為 ，支撐掩護式液壓支架為 ，掩護式液壓支架可達 3。 支架間距（支架中心距） 液壓支架的中心距一般等于工作面配套使用的刮板輸送機中一節(jié)溜槽的長度。所以在設計支架底座的長度時，應考慮以下的幾個方面：液壓支架對底板的接觸比壓要?。恢Ъ艿膬炔繎撚凶銐虻墓ぷ骺臻g以便于安裝立柱、液壓控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置等；便于工作人員操作和行走；要保證支架能夠保持穩(wěn)定性。對于保持梁端的頂板處于有利的擠壓狀態(tài)，以防止頂板產生離層或斷裂， 又可以使作用在頂梁上的摩擦力指向 采空區(qū)。從這個觀點考慮，按支架在工作時的支架由高到低的順序，在掩護梁上的前連桿上鉸點的運動軌跡上，任找?guī)赘? 點，能夠把掩護梁的前連桿上鉸點連線的垂直平分的線段所交的點為前連桿的下鉸點，這樣四連桿機構就可以確定了。 01 70?Q 02 2