【正文】 架頂梁受一指向老塘的水平力，最大水平力值與上相 同 。而頂板冒落 是有一定的過程的，一般可分為三個階段：開始時頂板 處于無壓狀態(tài)，此時頂板較完整，而且沒有下沉， 稱為 無壓狀態(tài)；但經一定時間后，頂板就會下沉，通常稱為老頂來壓，此時頂板并不破裂，而且這種下沉是由一定的周期性的，所以成為老頂板來壓狀態(tài)；如果不及時支護，頂板就會破裂而冒落，此時叫冒落狀態(tài)。液壓支架中所用的缸筒是無縫鋼管制成，其?D=~。Lmin （ mm） （ ） 對雙伸縮液壓缸?。? L=（ 90~150） % 液壓缸基本參數的確定 （ 1）工作負載的計算 立柱和前梁千斤頂的工作負載按工作阻力計算，由頂梁的受力分析獲得，計算時要接它們的最大安裝傾角考慮。立柱的結構型式如圖 48所示。 圖 47 a 所示的底座用于支撐式支架，箱體高度大，便于安裝復位裝置。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 23 整體式 : 圖 44 整體式 圖 44 為前、后連桿整體式結構型式。掩護式、支撐掩護式支架掩護梁主要功能有： ① 將頂梁承受的部分頂板壓力通過連桿或鉸點傳遞給底座； ② 用以隔離采空區(qū)、阻止其冒落矸石涌入工作面；掩護梁上的活動側護板，進一步完善了這種功能； ③ 承受采空區(qū)冒落矸石的壓力，并將它傳遞至頂梁、連桿和底座。用平衡千斤頂 8 調節(jié)頂梁與頂板的接觸面積。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 20 第四章 液壓支架 的 部件設計 頂梁 掩護式支架頂梁結構型式如圖 41所示。 通風斷面的驗算 采煤工作面的過風量有一定要求。因此，先移架后推溜時頂梁長度要比先推溜后移架時的頂梁長度要長一個步距，一般為 600mm。這個作圖過 圖 46 四連桿機構作圖 圖 410 四連桿機構作圖 E Q D 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 16 程要反復進行，調整好 E和 B點位置，其重點是 E點位置，在 E點位置調整時還要使 ?〈 ?9 ～?15 ， ?130max ?? 。并在 mm 線上取 Q 點，使 1A Q= 1H =3000mm， 2A Q= 2H =2021mm， 1H 和 2H 為最大采高和最小采高。e 點引垂線到后連桿下鉸點之距； 1H ――為支架最高位置時的計算高度； 2H ――為支架最低位置時的計算高度； 從幾何關系可以列出如下兩式： 利用 1H 和 2H 估計 G、 A和 6L ，用如下解析法：（如圖 37） 1 1 1sin sinH G A??? ? ? ? () 1? 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 14 2 2 2sin sinH G A??? ? ? ? 6 1 1c os c osL G A??? ? ? ? () 6 2 2c os c osL G A??? ? ? ? 聯立上述后兩式可得： 1212 c osc os c osc os ?? ?? ???GA () 說明： 支架計算高度為支架高度減去掩護梁上鉸點之頂梁面之距和后連桿鉸點至底座底面之距。所以掩護梁的長度設計首先應滿足一定的運動 條件，其次是要盡量獲得良好的受力狀態(tài)。 ⑶ 從圖 33 可知 ，掩護梁與頂梁鉸點和瞬時中心之間的連線與水平線的夾角為， θ設計時要使 a 角滿足 tgθ≤，其原因為 θ 角直接影響支架承受附加力的數值的大小。 四連桿機構的幾何特征 ⑴ 支架高度在最大和最小范圍變化時， 如圖 32 所示 ， 頂梁前端點運動軌跡的最大寬度 e 應大于或等于 70mm，最好為 30mm以下。 底座長度 底座是將頂板壓力傳遞到底版和穩(wěn)固支架的部件。 支架的工作阻力標志著支架的最大承載能力。使活塞桿相連接的頂梁緊緊接觸頂板。 ④ 護幫裝置 設護幫裝置的 目的在于防止煤壁片幫或在片幫時互幫板起到遮蔽作用，避免砸傷工作人員或損壞設備。當支架設置防倒防滑裝置時，還設有各種防倒、防滑千斤頂和調架千斤頂。 ② 掩護梁 阻擋采空區(qū)冒落的干濕竄入工作面并承受采空區(qū)冒落矸石的載荷和承受頂板通過頂梁傳遞的水平推力的部件叫掩護梁。 5．底板強度及平整性：它與移架的順利與否有關。 頂壓、煤層高度（即厚度）、煤層傾斜度、頂板性質，底板強度及平整性、瓦斯含量、年產量等。 ⑶ 根據使用地點分 ：液壓支架按使用地點的不同可分為工作面支架和端頭支架兩類 。這種類型的支架具有較大的支撐能力和良好的切頂性能，因此適用于頂板 堅硬完整，基本頂周期壓力明顯或強烈，底板較堅硬的煤層。 液壓支架作為煤礦綜采機械化采煤設備（液壓支架、可彎曲輸送機和采煤機）的重要組成設備之一 。 為了提高移架速度，確保對頂板的及時支護，采用錐閥液壓系統(tǒng)。設計內容包括：總體設計、主要零部件的設計、主要零部件的校核和液壓系統(tǒng)的設計。 Hydraulic system。 液壓支架的分類 液壓支架的種類很多， 分類的依據和方法各不相同。這類支架的支撐力小，但掩護性能和穩(wěn)定性較好，調高范圍大，對破碎頂板的適應性較強，適應于支護部穩(wěn)定或中等穩(wěn)定的松散破碎頂板。 為了實現頂板即時支護，采用即時支護的方式。若是中厚煤層 （ ～ 3． 5m） ，或較薄的厚煤層（ ～ ），一次采全高；或較厚的厚煤層（ 以上），分層開采，設計支架的最大支撐高度應大于采高。 7．年產量：年產量涉及到采煤機的開采能力和運輸機的運輸能力（即選擇適當型號的采煤機和運輸機），因此設計支架的幾何參數也應與之相應配套 。前后連桿與掩護梁、底座組成的四連桿機構，即可承受支架的水平分力，又可使掩護梁的鉸接點在支架的調高范圍內做近似的直線運動，使支架的梁端距基本保持不變，從而提高了支架控制的可靠性。 ⑷ 輔助裝置 輔助裝置包括推移裝置、擋矸裝置、復位裝置、護幫裝置、防倒防滑裝置等。以上）時，支架需加設防倒 防滑裝置，以免支架降落或前移時傾倒或下滑。當需要支架前移時，先降柱卸載，然后高壓液體進入千斤頂的活塞桿腔，另一腔回液，以輸送機的為支點 ，缸體前移，把整個支架拉向煤壁；當需要推輸送機時，支架支撐頂板后，高壓液進入千斤頂的活塞腔，另一腔回液，以支架為支點，使活塞桿伸出，把輸送內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 8 機推向煤壁。推溜力一般為 100KN 左右；移架力按煤層厚度而定，薄煤層一般為 100KN～ 150KN，中煤層一般為 150KN 至 250KN，厚煤層一般為 300KN～ 400KN。取底座長度： 。 Q ≤ 75176。同時底板阻止底座向后移，使整個支架產生順時針的轉動趨勢，從而增加了頂梁前端的支護力，防止頂梁前端上方頂板冒落，并且使底座前端比壓減小，防止啃底，有利于移架。（ 5）掩護梁的傾角 ? 不宜太小，支架在最低位置時，內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 13 G H1 H2 A 2? 1? 6L 2? Q ? 應大于 ?10 ，一般取 ?15 左右，以免被矸石壓死，難于移架；支架在最高位置時， ? 可達 ?55 ～ ?60 ，以減少堆積在掩護梁上的矸石，提高支撐效率，減小移架阻力。 () 根據 GA 的值 ,由式（ 38）就可以求出掩護梁的長度 G＝ 2127mm 和后連桿長度 A＝1419mm。在 xx 線上作QD= 6L =1000mm， D 點是后搖桿與底座的鉸接點。 （ 6）檢驗個極限位置時，有關角度值是否滿足要求。另外在輸送機采煤板前也留有一定距離。因此必須驗算通風斷面積。因為它能在頂板凹凸變化時自取平衡，所以叫平衡頂梁。 圖 41 e為帶伸縮前梁的鉸接式頂梁，可及時支護頂板，減少頂板的暴露時間。當支架歪斜時，架間密封性比折線形掩護梁好 ③ 用于支撐掩護式支架時，立柱不支撐在掩護梁上，因而這 種掩護梁的受力和結構比較簡單 整體折線形 圖 43 整體折線型 特點與適用條件： ① 當支架歪斜時，折線形掩護梁的架間密封性差。 ④ 對于高度較大支架，可在后連桿后部焊有擋矸板 由上述分析以及相同類別的支架的類比，所設計的支架選擇為圖 45所示前連桿是單桿、后連桿是整體的結構型式。 ⑵ 對分式。 ⑵ 單伸縮機械加長段立柱（如圖 4－ 8b）總行程為液壓行程 L1 與機械行程 L2 之和。 （ 2）活塞桿直徑 d 對于液壓支架的液壓缸，一般取桿徑 d為： d= (mm) （ ） 式中： D—— 缸徑內徑（ mm）。若導向長度太小，將使液壓缸因間隙引起的初始擾度增大，從而影響液壓缸的工作穩(wěn)定性。 （ 7）缸底厚度 1? 液壓支架所用的缸底幾乎都是平底缸底，其厚度計算式為： 11 ][ ?? pDz? （ mm） （ ） 式中 : zD—— 缸底止口最大工作壓力（ MPa）； P—— 液壓缸最大工作壓力（ MPa）； ns?? ?1][ （ MPa） （ ） 式中 : s?— — 活塞桿的材料屈服限（ MPa）； n—— 安全系數，一般取 n=~ 液壓缸的穩(wěn)定性 支架中的立柱，前梁千斤頂，平衡千斤頂和推移千斤頂都要受壓縮載荷，都類似于壓桿。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 33 計算載荷的確定 液壓支架實際受載荷情況很復雜，頂梁和底座上的載荷既非集中載荷，又非均勻載荷，分布規(guī)律隨著支架與頂 底板的接觸情況而變化，為簡化計算，作如下規(guī)定： （ 1） .把支架簡化成一個平面桿系結構，同時為偏于安全，按集中載荷進行計算。 （ 8） .各結構件的強度校核，除按理論支護阻力校核危險斷面外，還要按《液壓支架形式試驗技術規(guī)范》的各種加載方式，以及支架的額定工作阻力逐一校核，超過額定工作阻力 10%的超載試驗，將由安全系數來保證。WF 139。1000+5400sin20186。 全部按支 架在 最高工 作位置 來取 數據， 將 965?? 拉PPs kN ， ??512? ，7061?l mm, 2942?l mm， 2303?l mm ， ?h mm, 3922 ?h mm, 2453 ?h mm ，?tP kN， ??201? ， 637K?h mm, ? 代入式 （ 4－ 2） 得： 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 36 ? ?? ? ）（ 62 .)245637(51c os51s i n942965 20s i n62 .420c os23011 70 ???????? ??????? ????????F = kN 然后求 x 得值。 據此把支架簡化為平面桿系進行受力分析和計算。 （ 5） .立柱和短柱按最大工作阻力來計算。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 32 第五章 液壓支架受力分析與計算 液壓支架工作狀態(tài) 頂板狀態(tài) 在采煤工作面中， 當煤被采空后，就會出現一定的空間，由于受上部巖層壓力，出現 裂縫，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。 圖 42液壓缸導向長度 （ 6）缸筒壁厚和外徑的計算 液壓缸筒壁是圓容器的應力狀態(tài)，其應力狀態(tài)隨缸筒內徑與壁厚的比值?D的取值范圍有關。在結構計算中還可參考最大工作行程 L與液壓缸自身最小基長 Lmin之間有如下對應關系 對單伸縮液壓缸?。? L=（ 50~80） % 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 27 ⑶ 雙伸縮雙作用立柱（如圖 4－ 8c）兩級行程都有液壓力操縱，總行程為 l1 +l2 ，雖然這類立柱造價高、結構復雜，但 可在較大范圍內適應煤層厚度的變化，而 且可在井下隨時調節(jié)，所以選用此種立柱 。 圖 47 底座的結構型式 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 26 立柱 立柱 立柱是支架的承壓構件，它長期處于高壓受力狀態(tài)，它除應具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，還必須有足夠的抗壓、抗彎強度，良好的密封性能，結構要簡單，并能適應支架的工作要求。 ⑴ 整體式 整體式底座是用鋼板焊接成的箱式結構，整體性強，穩(wěn)