【正文】 、底座長度、支護方式等因素的制約。1E按條件取底座長度大約為 故頂梁長度 L=2950mm② 頂梁寬度頂梁寬度根據(jù)支架間距和架型來定，架間間隙為 左右。①立柱上柱窩位置的確定確定立柱布置可以用類比法,其確定原則考慮支架的穩(wěn)定性及支架的合力作用位置綜合進行考慮,我們知道,作用位置超前易產生啃底現(xiàn)象,所以一般盡量使合力位置向后移。則????????故 取整后為 950mm。掩護梁和頂梁（包括活動側護板）一起，構成了支架完善的支撐和掩護體，完善了支架的掩護和擋矸性能。圖 36 液壓支架液壓系統(tǒng)圖1－前立柱；2－壓力指示器；3－安全閥；4－液控單向閥；5－后立柱；6－頂梁側推千斤頂；7－掩護梁側推千斤頂；8－護幫千斤頂；9－雙向液控單向閥；10－操縱閥；11－推移千斤頂；12－前梁千斤頂；第四章. 支架的受力分析與計算 支架的工作狀態(tài)在采煤工作面中，當煤被采出后，就會出現(xiàn)一定的空間，由于上部巖從壓力，出現(xiàn)離從和裂隙，如果不及時支護，頂板就要冒落，不支護的時間越長，危險就越大，而頂板冒落時有一定過程的，一般分為三個階段，開始頂板處于無壓狀態(tài)，次時頂板較完整，而且沒有下沉，通常稱為老頂來壓，次時頂板并不破裂，且這種下沉帶有一定的周期，所以稱為老頂周期來壓狀態(tài)，如不及時支護，頂板就會破裂而冒落，此時叫冒落狀態(tài)。（5） 立柱和短柱按最大工作阻力來計算。各力對某點取矩之和為零。當26 時，COS ，所以支架承載能力將顯著的減 小。所以 tgθ 值過大對支架受力不利。但是支架在設計中一般都要按可能的最大承載力來設計，顯然這就使支架不能發(fā)揮應有的作用，在很大的一段承載范圍內就要大材小用。所以此值的大小在 0～ 范圍內變化。DSin?（5） 桿水平角對連桿受力的影響由 和 的計算式可知，當它的分母為零時， 和 將無限大。所以，在驗算頂梁強度時，按平衡千斤頂受拉且 W= 時計算。 作用點的位置可以由取整體支架為分離體F? 1F?（如下圖所示）求出。aP8tF1WF1R2首先取頂梁為分離體，如下圖所示，根據(jù) ，可得0M?? ①128282121sincos()cos()sin()0kttFxwhPlhPl??????? yaxkWFt8再取頂梁和掩護梁為分離體，如下圖所示，根據(jù) 可得0M?? ②13123123123()()cos()sin()0t tkFxlwhPllPh??????????WtR2聯(lián)立①、②兩式可得??31318221 3(cosin)sincos()t kPlhPlhFwh?????? KN????823822211sinco()o()sin()Kt tPlhPlPhFwhF??????????當 為推力時, w=0, , ，?2238,56,10,??????(17cos029sin)..20in6(.?????????? m???????? ?當 為拉力時, w=, , ，?12238,56,10,h??????(17cos0sin).290in65(.6..429F?????? ????.. m????????? ?從以上求出的結果可知：當 為正值時，（平衡千斤頂為推力）且 W=0 時，F(xiàn)1 有最小值。當支架升高時， 和 就逐漸增大， 和AcfPSin?ADfi c?DcSin?也就逐漸變大。但是，它的極限值卻可以用頂梁和頂板支間產生相對滑動時的極限摩擦力求得。而 角越大，支架的承載能力越小。tgθ 值增加，附加力增加。因為 COSBP?≤1，因此立柱傾斜布置將使支架的承載能力降低。即以當支架支承后在處于平衡狀態(tài)時，取整體或某一個部分為分離體也處于平衡狀態(tài)，其合力和合力矩為零。（3） 頂梁，底座與頂?shù)装逭J為均勻接觸，載荷沿支架長度方向按線性規(guī)律，沿支架寬度方向為均布。液壓系統(tǒng)原理：本支架操作方式采用鄰架操作控制，使用快速接頭拆裝方便，性能可靠。在整體式底座后部中間底板去掉一塊，增加底座后部比壓，同時有利排煤。 2ab1 按幾何關系列出的下述諸公式進行計算。一般立柱與頂梁夾角小于 （支架在最低工作位置時），由于角度較大，可使調高范圍增加。cos +300+e]1θ 1P式中： 配套尺寸＝2088mmA:后連桿長度（mm）G:掩護梁長度（mm）e:支架由高到低頂梁前端最大位移量（mm）、 ：支架在最高位置時，分別為后連桿與水平面及掩護梁與水平面的夾角2E1＝83176。如果銷不住，側護板就在彈簧作用下伸出。前梁由前梁千斤頂支撐，對頂板的適應性較好。則三點為液壓支架在三個位置時，前連桿的鉸點。（7）以 a 點為圓心，以（～）G 長度為半徑作弧，在掩護梁上交一點 b，為前連桿上鉸點的位置。用解析法來確定掩護梁和后連桿的長度，如下圖所示。Q=26176。當支架中心距為 ，如果帶有活動側護板，最小寬度一般 1150～1180mm，最大寬度一般 1320～1350mm；如果不帶活動側護板，則寬度一般取 1150～1200mm。（2） 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。（1） 液支架的高度及其伸縮比的確定一般應首先確定支架適用煤層的平均采高，然后確定支架高度。（7） 設備成本 綜合各條件，宜選用支撐掩護式支架的架型，即本組畢業(yè)設計所選擇架型。以上時，應選用帶有防滑裝置的支架。一般情況下可根據(jù)頂板的級別，由表 315 見《綜采技術手冊》（上冊）中直接選出架型。但在底板極松軟條件下，必須嚴格驗算并限制支架底座尖端比壓，不得超過底板容許比壓即極限載荷強度。（1） 液壓支架的力學特征綜述（見表 31）表 31 不同結構液壓支架的力學特征比較支架型式 結構特征 主要力學特性支掩式二支柱掩護式 支架承載力較小，底板比壓均勻，主動水平力較大掩護式支頂式 二柱支頂掩護式支架承載力大，穩(wěn)定性好，底座尖端比壓較大，對頂板的主動水平力較大，前端支撐力大支頂支掩 四柱（或三柱） 穩(wěn)定性好，抗水平力強，比壓均勻，但支柱能力利用率低四柱 X 型 頂梁合力調節(jié)范圍大，伸縮比大，承載力高支撐掩護式支頂式四柱支撐掩護式承載力大，切頂能力強，比壓較均勻 液壓支架的架型選擇原則在選擇液壓支架時既要保證對工作面頂板實現(xiàn)可靠的支撐，又要避免過大的設備投資，導致不必要的浪費。（2） 掩護式支架掩護式支架都有掩護梁擋住采空區(qū)矸石，立柱較少，均呈傾斜布置，頂梁較短，立柱可斜支在底座與頂梁或掩護梁之間。從以上分析得知，為使支架受力合理和工作可靠，在設計四連桿機構的運動軌跡時，應盡量使 e 值減小，取雙紐線向前凸的一段為支架工作段。一般取 Q≧25176。Oope，頂梁與掩護梁的夾角 P 和后連桿與底平面的夾角 Q，如圖所示，應滿足如下要求：支架在最高位置時，P≦52176。鑄后要進行淬火和高溫回火，以降低硬度，增加強度和韌性。其主要作用是：（1） 接頂板巖石及煤的載荷；（2） 反復支撐頂煤，可對比較堅硬的頂煤起破碎作用；（3） 隔離頂板，為回采工作面提供足夠的安全空間。頂板壓力作用在頂梁上，并通過頂梁和底座間立柱將壓力傳遞底板。3 采用高壓乳化液泵，以提高支架的初撐力，很多國家使用的泵站壓力已達到 300 公斤/以上。每種支架的支柱從一根到八根，支撐力從 50噸到 800 噸，支架的適應煤層厚度的范圍從 到 米，以至更厚的煤層，適應煤層傾角由到 ，甚至 左右 。初撐增壓閥的研究和開發(fā)，可用于解決初撐力問題，同時有助于解除高壓力和大流量的制約關系。 關于液壓支架初撐力問題存在的原因以及解決這—問題的方法和途徑，一些文獻從不同的角度給予了大量的探討。但無論是分層開采還是放頂煤開采，對降低工作面供液系統(tǒng)的壓力，提高支架初撐力的要求還是十分迫切。德國、英國、日本等國家在這一方面的研究有所突破，而我國在這一方面的研究相對落后，目前還沒有適用于高產高效工作面的配套產品。導致以上落后局面的主要原因是：(1)對工作面的一切設備和儀器都有防爆要求，控制系統(tǒng)的電源必須是本安型；(2)工作面空間很小，所有裝置的體積和形狀都受到一定的限制；(3)在有限空間內密集布置相當數(shù)量的設備及其控制系統(tǒng)，抗干擾問題是一個重大難題；(4)支架距泵站較遠(用于遠距離供液)，壓力損失和管路振動等問題較為嚴重；(5)液壓支架具有降、移、升、推相調架等工序，有時出現(xiàn)同架不同工序的組合作業(yè)、或不同架相同或不同工序的組合作業(yè)，給液壓支架的自動控制帶來了許多困難。BY320023／4QY350—25／47；BC4800—22／4ZY560—25／4等大采高支架獲得年產超百萬噸的效果。我國從 1958 年開始設計掩護式支架．從 1964 年開始由專門研究室全面開展架型及閥類的攻關。液壓支架技術上先進，經濟上合理，安全上可靠，當前世界各國都在不斷地提高采煤工作面的綜合機械化水平。這些技術措施的實施，不僅提高了運輸能力相提升能力，而巳會帶來顯著的經濟效益。礦井的不合理布局．必然導致巷道掘進量的增加。（5）科研投入嚴重不足。我國大部分礦井井型較小，生產系統(tǒng)不適應集中生產的要求。我們已先后制定液壓支架系列技術標準 17 項，成為國際上液壓支架標準較完善的國家之一，促進了液壓支架技術的發(fā)展。三、綜采設備研制有了新的發(fā)展“八五”期間，適應高產高效工作面生產要求的大功率、高效綜采設備有了較大發(fā)展。高產高效工作面裝備，因地制宜采取 3 種模式，第一種是全套引進國際先進裝備，如神華集團大柳塔煤礦，全套引進德、英、美等國家先進裝備，學習國處高產高效礦進的先進經驗，走高起點、高投入、高產出、高效益的道路；第二種模式是引進與國產相結合，引進國外先進采煤機和刮板輸送機等關鍵設備，配套國內先進設備，如兗州屯煤礦等；第三種模式是立足國內設備，優(yōu)選各種國產先進設備，優(yōu)化系統(tǒng)配套，實現(xiàn)高產高效，如鐵法曉南煤礦試驗成功國產日產 7ｋｔ綜采成套設備。支架的壽命達 14 年以上?，F(xiàn)代先進采煤機的主要特點是：①多電機交流變頻調速或直流調速電牽引，牽引速度不斷提高，最大牽引速度已達到29m/min；⑦大功率、高電壓、大截深．采煤機裝機功率超過 1200kw，現(xiàn)行 l100V 工作電壓已不適應大功率采煤機的要求，美國目前常用電壓為 2300V，部分工作面開始運用 4160V 電壓；英國、澳大利亞使用 3300V 電壓；法國使用 5000v 電壓；波蘭使用 6000v 電壓。為使綜采產量持續(xù)增長，近幾年來澳大利亞采取了一系列措施，包括改革勞動制度，采用各種新設備、新技術，綜采工作面優(yōu)選世界各國最先進的重型高效裝備，實現(xiàn)一井一面，集中化生產。工作面平均長度 240 m，最大長度 335m。均年產 145．4 萬 t 洗精煤，平均工效 274t／(工*d)，工作面搬家(包括設備安裝)時間平均684 人工/面。科迪爾克斯礦和巴波尼礦的綜采工作面年產量已超過 300 萬t。采煤機的模塊化設計使機器的維護和監(jiān)測更加簡便，可靠性更高。 液壓支架是綜采工作面主要設備之一，近 10 年來主要的發(fā)展趨勢是向兩柱掩護式和四柱支撐掩護式架型發(fā)展，架型結構進一步完善，設計方法更先進，參數(shù)向高工作阻力、大中心距(1．75m、2m)發(fā)展，結構件材料越來越多地采用高強度鋼材，例如屈服極限 69MPa 以上的鋼板，支架的壽命和可靠性要求大大提高，有些公司要求支架的耐久性試驗循環(huán)次數(shù)達 5000 次。工作面平均個數(shù)由 149 個減到 107，減少原煤生產人員 7 萬人，實現(xiàn)了一井一面或一井兩面的生產模式，向集約化生產邁出可喜的一步。我國放頂煤技術已達到世界領先水平。（3）技術規(guī)范和標準化建設取得重要進展。四、我國綜采技術發(fā)展中存在的問題（1）我國煤層賦存條件復雜，老礦井受生產系統(tǒng)制約，綜采效率難以發(fā)揮。一方面造成對國有煤礦的市場沖擊，成為影響綜采發(fā)展的一個消極因素。掘進速度跟不上綜采工作面的推進速度是一個大問題。又如占有 90％以上的交流拖動提升應采用 Pc 控制技術。液壓支架是以高壓液體為動力，由若干液壓元件（油缸和閥件）與一些金屬結構件組合而成的一種支撐和控制頂板的采煤工作面設備，能實現(xiàn)支撐、降落移架和推移運輸機等一整套工序。90％以上的美國長壁綜采工作面使用了電液控制兩拄掩護支架，其額定工作阻力最高可達9800kN，初撐比為 ~，移架循環(huán)時間大多小于 10s。底座后部自動鋪底網(wǎng)支架(如 BC7A400—17／3PY3200—17／35 型)使用效果較好。在我國的工業(yè)領域中，液壓支架等煤礦機械的設計水平和技術水平相對落后于其他行業(yè)， 主要表現(xiàn)在：設計中以靜態(tài)的、經驗的方法為主；各種工序中工作機構動作和各種工況轉換的控制還是以手動為主；工作過程中在線動態(tài)監(jiān)測的技術還比較落后，對許多綜采工作面而言還是空白。然而，大流量高壓力的乳化液泵、液壓閥件、大通徑高壓膠管等的研制有相當大的難度。此外，對于綜采放頂煤工作面，移架速度問題不是十分突出。要保證實施煤炭工業(yè)部關于初撐力的規(guī)定要求(達到設計韌撐力的 80％以上)，往往需要保證 l0 一 30s 的升柱和切撐供液時間。然而平衡干斤頃及其連接耳座的損壞問題一直沒有得到很好的解決。 液壓支架的發(fā)展動向近幾年來，為適應采煤綜合機械化的發(fā)展需要，液壓支架獲得了迅速的發(fā)展，出現(xiàn)了很多類型，據(jù)統(tǒng)計，它的結構形式已經達到數(shù)百種。同時，為擴大支架適應的高度范圍，廣泛采用雙伸縮式支柱。支架的承載原理是：液壓支架支撐在綜采工作面的頂?shù)装逯g支撐頂板。 液壓支架主要結構件及其作用 頂梁頂梁采用整體頂梁直接與頂板接觸，支撐頂板負荷，是支架的主要承載部件之一，由鋼板焊接而成的箱形結構，以滿足強度和剛度要求。 四連桿機構前、后連桿