【正文】 m的大采高支架及放頂煤支架；對(duì)于堅(jiān)硬巖層 設(shè)計(jì)了強(qiáng)力液壓支架等。它是發(fā)展我國液壓支架的起點(diǎn)。架型包括：支撐式、掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式，還有特殊采煤工藝用液壓支架，如放頂煤支架，水砂填充支架及端頭支架等。如我國以前使用過的高落式采煤法就屬于這種采煤方法。其主要體現(xiàn)在落煤、支護(hù)、放頂煤和運(yùn)煤等方式四個(gè)方面。但低位放頂煤支架的穩(wěn)定性差，工作面端頭的維護(hù)較困難。當(dāng)然，放頂煤開采也有急待解決的問題，主要是： （ 1）、煤塵大，比分層開采高出 1－ 3 倍，甚至更高； 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 （ 2）、回采率偏低，一般在 80％左右，造成一定的煤炭損失； （ 3）、自然 發(fā)火的問題尚未得到很好的解決； （ 4）、對(duì)高瓦斯礦井，瓦斯涌出量大，有局部積聚的危險(xiǎn)。其主要特點(diǎn)如下： (1)由于具有連續(xù)的放煤口，放煤效果好，沒有脊背煤損失，回收率高； 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 (2)和其他支架相比，從煤壁到放煤口的距離最長，經(jīng)過頂梁的反復(fù)支撐和在掩護(hù)梁上方的垮落，使頂煤破碎較為充分，對(duì)放煤極為有利； (3)后輸送機(jī)沿底板布置，浮煤容易排出，移架輕快，同時(shí)尾梁插板可以切斷大塊煤，使放煤口不易堵塞； (4)低位放煤使煤塵減少； (5)前四連桿低位放頂煤液壓支架的抗扭及抗偏載能力差，支架的穩(wěn)定性較差； (6)尾梁擺動(dòng)力和向上的擺角較小 ，破煤和松動(dòng)頂煤的能力差。 后四連桿式支架在煤層硬度系數(shù) f＝ 2 左右， 層節(jié)理比較發(fā)育的緩斜厚煤層中使用取得很大成功，如在潞安礦務(wù)局五陽煤 礦 、王莊煤礦和 兗州 礦務(wù)局興隆莊煤礦、鮑店煤礦。具體的循環(huán)方式見表 。若將操縱閥 7 置于推溜位置，高壓液體進(jìn)入推移千斤頂后腔即活塞腔，前腔即活塞桿腔回液，這時(shí)輸送機(jī)以支架為支點(diǎn)被推向煤壁。當(dāng)升高到安中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 全閥 5 的調(diào)定壓力時(shí)，安全閥打開溢流，立柱下縮，液體壓力隨之降低。 空間。 根據(jù)最大和 最小采高，確定支架的最大和最小高度，以及支架的支護(hù)強(qiáng)度。 本次設(shè)計(jì)主要工作如下：四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、各個(gè)結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、各結(jié)構(gòu)件的受力分析及強(qiáng)度校核、液壓 立 柱的設(shè)計(jì)及支架液壓 電液控制系統(tǒng) 統(tǒng)原理設(shè)計(jì) 。按下式計(jì)算： 3cmb B n C? ? ? （ ） 式 中： cb —— 支架間距（支架中心距）； mB —— 每架支架頂梁總長度； 3C —— 相鄰支架（或框架）頂梁之間的間隙 ； n—— 每架所包含的組架的組數(shù)或框架數(shù)，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(shù)。本次設(shè)計(jì)取支架頂梁的最小寬度為 1380mm,最大寬度為 1550mm,亦即頂梁側(cè)護(hù)板側(cè)推千斤頂?shù)男谐倘?170mm。首先，支架在工作過程當(dāng)中，四連桿 機(jī)構(gòu)必須承受很大的內(nèi)力，從而導(dǎo)致支架結(jié)構(gòu)尺寸的加大和中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 重量的增加；其次，由于四連桿機(jī)構(gòu)對(duì)頂板產(chǎn)生一個(gè)水平力（又稱水平支撐力），因此對(duì)支架的工作性能將產(chǎn)生不良影響。為宜。其原因?yàn)楫?dāng)頂板來壓時(shí)，立柱讓壓下縮，使頂梁有向前移的趨勢，可防止巖石向后移動(dòng)，又可以使作用在頂梁上的摩擦力指向采空區(qū) 。根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，取頂梁與掩護(hù)梁的絞點(diǎn)至上頂板的距離 為 400mm , 要求雙紐線的偏擺量為 30mm ,后連桿下絞點(diǎn)至底座的距離為 900mm 。 （ 3）前后連桿上絞點(diǎn)之距與掩護(hù)梁的比值為 I?1 。 cd =D 。Je =L 。 （ 2）后連桿下絞點(diǎn)至坐標(biāo)原點(diǎn)之距為 1E ，如圖 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁 圖 四連桿機(jī)構(gòu)幾何關(guān)系 （ 3）前連桿長度及角度的確定 當(dāng)支架高度變化時(shí)，掩護(hù)梁上絞點(diǎn) ,e 的運(yùn)動(dòng)軌跡為近似雙紐線，為使雙紐線最大寬度和 ? 角盡量小，可把 ,e 點(diǎn)的軌跡視為理想直線，當(dāng)然實(shí)際上并非如此。即： 2211ccC x x y y? ? ? ?（ ） （ ） （ ） 上式中 cx 、 cy 為 c點(diǎn)坐標(biāo)，可以按下列方程聯(lián)立求得 : 2 2 2 21 1 3 3c c c cx x y y x x y y? ? ? ? ? ? ?（ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 2 2 2 23 3 2 2c c c cx x y y x x y y? ? ? ? ? ? ?（ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 由式（ ）和式（ ）得： 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁 ? ?2 2 2 2 2 2 2 23 1 3 1 2 3 2 3 2 3 3 13 1 2 3 3 1 2 3( ) ( ) ( ) ( )2 ( ) ( ) ( ) ( )c x x y y y y x x y y y yx x x y y y y x x? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? （ ） ? ?2 2 2 2 2 2 2 22 3 2 3 3 1 2 1 3 1 2 33 1 2 3 3 1 2 3( ) ( ) ( ) ( )2 ( ) ( ) ( ) ( )c x x y y x x x x y y x xy x x y y y y x x? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? （ ） 令 : 2 2 2 23 1 3 1M x x y y? ? ? ? （ ） N ? 2 2 2 22 3 2 3x x y y? ? ? （ ） T? ? ?3 1 2 3 3 1 2 32 ( ) ( ) ( ) ( )x x y y y y x x? ? ? ? ? ? ? ? （ ） 把 式 （ ）到 式 （ ）帶入 式 ()式得： 2 3 3 1( ) ( )c M y y N y yx T? ? ? ? ?? （ ） 3 1 2 3( ) ( )c N x x M x xy T? ? ? ? ?? （ ） c點(diǎn)坐標(biāo)求出后，前連桿 的 長度和角度就可以確定了。 （ 1） a1 點(diǎn)坐標(biāo) 4x = ? ?11cosE A Q?? （ ） ? ?41siny A Q?? （ ） （ 2） 2o 點(diǎn) 55( , )xy 坐標(biāo)為 1( ,0)E （ 3） 1cb 直線的斜率 ： 111ccyyK xx?? ? （ ） （ 4） 2oa直線的斜率 ： 45245yyK xx?? ? （ ） 由于 c 、 b1 、 o1 在同一條直線上，因此， 1cb 和 11bo 直線的斜率相同，所以 11bo直線的斜率為 ： 61161yyK xx?? ? （ ） 同理直線 11ao 的斜率為 64264yyK xx?? ? （ ）聯(lián)立（ ）、（ ）得： 1 1 1 2 4 4612K x y K x yx KK? ? ?? ? （ ） 6 1 6 1 1y K ( x x ) y? ? ? （ ） 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁 圖 順心位置圖 令： 6Lx? （ ） 6S H y?? （ ） 則： tan S UL??? （ ） 為了能 計(jì)算 和看出優(yōu)選的一組值的 e值，以及雙紐線的凸弧段長度，要求打印出頂梁前端的坐標(biāo)值畫出雙紐線軌跡來。 其 約束條 件 是 根據(jù) 四連桿機(jī)構(gòu)的幾何體特征要求 ， 以及支架的結(jié)構(gòu)關(guān)系，通過 對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)有支架的調(diào)查統(tǒng)計(jì) ， 得出的 約束條件如下 ： （ 1）前后連桿的比值范圍 根據(jù)現(xiàn)有資料的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，前后連桿的比值 CA ＝ 。 1） 1b 點(diǎn)坐標(biāo) 當(dāng)支架在最高位置 時(shí) 的計(jì)算高度為 1H ，此時(shí) 1b 點(diǎn)的坐標(biāo)為： 11cosx F P??（ ） （ ） 1 1 1siny H F P? ? ? （ ） （ ） 2） 2b 點(diǎn)坐標(biāo) 支架 在最低位置時(shí)的計(jì)算高度為 2H ，此時(shí) 2b 的坐標(biāo)為： 22cosx F P?? （ ） （ ） 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁 2 2 2sin siny B P? ? ?（ ） + A （ Q） （ ） 根據(jù)四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征要求，支架降到最低位置時(shí)， 2 25 30Q ? ? ?為計(jì)算方便 2 25Q??，即 弧度。tan? =SL =U 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 e圖 四連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)圖 (1)后連桿與掩護(hù)梁長度的確定 如圖 ，當(dāng)支架在最高位置時(shí)的 H1 值確定后，掩護(hù)梁長度 G為： 111s in s inHG P I Q? ??（ ） （ ） （ ） 后連桿長度為： A I G?? （ ） 前后連桿上絞點(diǎn)之距為 ： B I G??1 （ ） 前連桿上絞點(diǎn)至掩護(hù)梁上絞點(diǎn)之距為： F G B?? （ ） 從 式 （ ）至 式 （ ），可求 出多組后連桿和掩護(hù)梁的尺寸。 39。 四連桿機(jī)構(gòu)各部參數(shù)如圖 所示，圖中的 1H 為支架在最高位置時(shí)的計(jì)算高度。 四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征，如圖 所示 。所以，當(dāng)已知掩護(hù)梁和后連桿的長度后，從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，在設(shè)計(jì)時(shí)只要把掩護(hù)梁和后連桿簡化成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，運(yùn)用作 圖法就可以了，如圖 。在特殊情況下需要角度較小時(shí)，可提高后連桿下鉸點(diǎn)的高度。 Q ≤75176。由于它處在隔離采空區(qū)的位置，故可以起到良好的擋矸作用。 支架寬度是指頂梁的最小和最大寬度。 本 設(shè)計(jì)最大 采高 maxM ＝ 4500mm,取支架最大高度 maxH ＝ 4500＋ 200＝ 4700mm 支架 最大高度 與最小高度之差為支架的調(diào)高范圍。 根據(jù)煤層傾角，決定是否選用防倒防滑裝置。 。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。初撐力的大小取決于泵站的工作壓力 / 立柱缸徑和立柱的數(shù)量。 支架的前移和推移輸送機(jī)是通過操縱閥 7 和推移千斤頂 4 來進(jìn)行的。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(yīng)性 和 使用前景。 前四連桿式支架在急斜水平分段放頂煤綜采中取得成功，如對(duì)四連桿及有關(guān)聯(lián)接件再進(jìn) 一步增加強(qiáng)度，成為定型設(shè)備，可以不考慮在急斜條件下使用后四 連 桿式支架。 1． 放頂煤液壓支架的分類 按與液壓支架配套的輸送機(jī)的臺(tái)數(shù)，放頂 煤液壓支架可分類如下： 插底式 單輸送機(jī) 不插底式