【正文】 5?P 。 （ 7）、過 1E 點作一直線與水平線 H— H 平行，標(biāo)為 F— F 直線，則 H— H 線與 F— F 線的距離為 h1，此高度為液壓支架最高位置的計算高度。 （ 14）、以 3E 點為圓心，以掩護梁長 L 為半徑作圓，與（ 12）所繪圓弧相交于 2A點， 2A 點為液壓支架在最高位置時，掩護梁與后連桿的鉸點。 按上述步驟作圖，作圖結(jié)果如圖 所示 圖 25 液壓支架四連桿機構(gòu)作圖結(jié)果 最終確定支架的四連桿機構(gòu)的各項尺寸為： AO=1478mm AB=528mm BC=1909mm CD=395mm 頂梁長度的確定 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 根據(jù)支架的工作阻力和支護強度來確定頂梁長度。本次梁端距取 300mm。本次取頂梁寬度為 1390mm（不含活動側(cè)護板）。 立柱間距 立柱間距 指支撐式和支撐掩護式支架中的前、后柱的間距。鉸接式頂梁的前段稱為前梁，后段為主梁，一般稱為頂梁。為能夠順利移架，前梁間一般要留有 100～ 150mm 間隙，增加了破碎頂板漏矸的可能。 1． 1．楔形梁 2．楔塊 3．楔形梁斤頂 4．后梁 圖 314楔形結(jié)構(gòu)梁 綜上所述，為了適應(yīng)復(fù)雜的頂板情況，選擇鉸接式頂梁，前梁為 能即時支護，采用挑梁的型式，如圖 315所示。 立柱的關(guān)鍵元件是活塞，要求活塞具有良好的密封性能，運動表面能夠承受來自外力的沖擊。在工作壓力小于 時，可以不加擋圈。這種結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，這種固定方式使用較多。充分考慮了垮落頂板對梁體可能造成的沖擊破壞，以及大采高支架復(fù)雜的三維空間受力，強度高，安全系數(shù)大。具體結(jié)構(gòu)見圖 332圖 333。底座的接底面積大，有利于減小對底板的比壓，但中擋推移機構(gòu)處易積存浮碎矸，清理較困難，一般用于軟底板條件下工作面支面支架。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 圖 342 鉸接分體式底座 圖 343 底分式剛性底座 綜合以上的分析 ，本次采用整體剛性底座，它的整體剛度和強度更好。其上設(shè)置的彈簧與千斤頂都起防倒與調(diào)架作用，活動側(cè)護板增強了支架側(cè)向穩(wěn)定性。 頂梁側(cè)護板高度一般為 250～ 500mm，薄煤層時支架取下限，大采高時支架取上限。 平衡千斤頂 平衡千斤頂為雙作用缸。 側(cè)推千斤頂其它參數(shù)見計算部分，具體安裝位置見圖紙。 推移裝置設(shè)計 推移裝置由推移桿、連接頭和推移千斤頂?shù)攘慵M成，其中決定推移裝置形式和性能的關(guān)鍵部位是推移桿。它解決了整體箱式長推移桿更換難的缺點，兼有短推桿和長推桿的雙重特點?？蚣苁介L推移桿適用于中型以下的液壓支架。 這種結(jié)構(gòu)能夠滿足放煤口、放煤工藝及工作空間的要求。插板千斤頂?shù)男谐虘?yīng)滿足擋矸要求，尾梁長度的確定應(yīng)滿足工作空間的要求，插板應(yīng)盡可能加寬以減小架間間隙，如圖 382。此時頂板并不破裂，而且這種下沉是具有一定周期性的，所以稱為周期來壓；如果不及時支護，頂板就會因為破裂而冒落，此時稱為冒落狀態(tài)。 2. 金屬結(jié)構(gòu)件按材料力學(xué)上的直梁來計算。超過額定工作阻力 10%的超載試驗，由安全系數(shù)保證。一般薄煤層支架的移架力為 100— 150KN，中厚煤層支架為 150— 300KN，厚煤層支架為 300— 400KN。21 104 bd PDP ??? ? （ ） 式中： 39。 （ 1）在承受同心最大軸向載荷時，油缸的初始撓度 1? 為： ? ?? c o s22 2121211 PllGlal ll ????。 MPaPb 35? a3239。一般取初撐力為 — 倍的工作阻力。 7. 支架的各部件受力大小按不同支護高度時受力的最大值進行校核。 支架在工作面受力是由于頂板下沉 ,又有向采空區(qū)移動的趨勢 ,使底座受底板反力和頂梁受合力 ,其中頂板合力的垂直分力 F由支架的工作阻力來克服，所以計算支架的工作載荷時按支架的工作阻力確定。不支護時間越長，危險就越大。 尾梁由尾梁體、插板千斤頂、插板、側(cè)護板及其千斤頂組成。 中四連桿結(jié)構(gòu)的放煤機構(gòu)設(shè)計 支架的掩 護梁由鉸接在底座上的千斤頂或鉸接在頂梁上的平衡千斤頂支撐。 圖 373 整體箱式長推移桿 框架式長推移桿由前后兩段組成，前段為箱式結(jié)構(gòu)，后段為導(dǎo)向塊和雙桿式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖 374所示。既影響移架速度，又會使長框架彎曲，造成采面推進速度減慢，推移步距減少，頂板穩(wěn)定性變差。在千斤頂?shù)幕钊?腔液路上用液腔單向閥鎖緊，加安全閥進行保護。為使活動側(cè)護板與活塞桿相連，改換工作面的時侯，側(cè)推千斤頂需要調(diào)轉(zhuǎn) 180○ 。 （ 3）框架連接式推移千斤頂?shù)奶攸c：移架力大于推溜力，可用于掩護式及支撐掩護式。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 圖 352 直角式雙側(cè)可調(diào)的活動側(cè)護板 ．折頁式活動側(cè)護板 折頁式活動側(cè)護板如圖 353 所示．它結(jié)構(gòu)簡單，千斤頂可布置在梁體的外側(cè)，便于維修和拆裝，但擋矸、密封性差，矸石易漏泄，移架時導(dǎo)向性差。起導(dǎo)向作用在支架移架時。由于底分式剛性底座中擋底板分體，推移裝置處的浮煤、碎矸隨支架移架從后端排到采空區(qū)，不需要人工情理．適應(yīng)高產(chǎn)高效。整體剛性底座的整體剛度和強度好。整體連桿是由兩根單連桿組焊而成，銷軸與銷孔最大配合間隙控制在 1mm 以內(nèi)，抗扭轉(zhuǎn)能力強，以增強支架的穩(wěn)定性，用在前連桿。 掩護梁和四連桿機構(gòu) 掩護梁是掩護式液壓支架和支撐掩護式液壓支架的掩護構(gòu)件，防止采空區(qū)冒落、矸石涌入工作面，還承受冒落矸石的壓力和頂梁分解的水平力。表面要鍍鉻，并要注意保護，防止外部硬傷以防止在礦井條件下表面生銹和腐蝕。蕾型密封圈是一個由唇內(nèi)夾橡膠和 U型夾布橡膠圈壓制而成的單向?qū)嵭拿芊馊ΑＲ话氵x用 27SiMn 的無縫鋼管制造。因為擺動范圍相對于鉸中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 接頂梁較小，所以該梁又具有鉸接頂梁的靈活性。運輸時為減小運輸尺寸，前梁可以放下與頂梁垂直。 用途 頂梁在支護過程中所起到的作用： (1)支撐、維護和覆蓋頂板，為采煤工作面提供安全足夠的工作空間； (2)將立柱的支撐力傳至頂板，并合理地進行分布，對接近采空區(qū)的支架后部的頂板起切頂作用，對無立柱空間的頂板起到支撐作用； (3)為護幫、防倒防滑裝置等提供依托； （ 4） 將頂板載荷通過立柱和底座傳至底板。 支撐方式 本設(shè)計為支撐掩護式液壓支架，立柱根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求呈傾斜或垂直布置，一般立柱與頂梁垂線的夾角小于 ?10 ,夾角越小 ,有效支撐能力就越大。 頂梁寬度由支架間距和架型來選取，支架的架間間隙為 左右。 頂梁參數(shù)的計算 梁端距是指移架后頂梁端部至煤壁的距離（ C）。 （ 18）、過點 C 向 H— H 線作垂線，相交于 D 點。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 （ 12）、以 O 點為圓心以 1L 為長度半徑作圓弧。 （ 5）、過 A 點作一條直線與水平線 H— H 線相交，使兩線夾角角度為 1P 。 ? 故?。?5282 1 39。 圖 22 掩護梁和后連桿構(gòu)成的曲柄滑塊機構(gòu) 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 從圖 可看出，當(dāng)掩護梁和后連桿長度已知，只需找到前連桿的長度和位置就可以，具體作法是先順時針轉(zhuǎn)動后連桿，使支架在支架的最高位置時 1E 點向下作近似直線運動，在掩護梁上有一點在運動中有一段近似圓弧軌跡。在特殊情況下需要小角度的 Q 時，可以提高后連桿下鉸點的高度 由圖 可知，掩護梁與頂梁 的 鉸點 1E 和瞬時中心 O 之間的連線與水平線 之間的夾角為 Q， 在進行 設(shè)計時，要使 tan ?? ， 其 主要原因是 Q角直接影響附加力 yQ 數(shù)值 的大小。本文取 。 由支架的最大、最小結(jié)構(gòu)高 度， 可得活塞的行程為 1600mm， 而活塞全部縮回時立柱的總 長， 暫用支架的最小高度 2200mm。調(diào)高范圍越大 ，支架的適用范圍越 廣 ，但過大的調(diào)高范圍會給支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計造成困難，使支架的可靠性降低。但這種探索無疑是很有意義的。 (5)把后輸送機千斤頂耳座與底座的聯(lián)接改為活聯(lián)接，改善了運輸狀況。這類支架有一個可以上下擺動的尾梁，擺動幅度在 45176。 ⑵ 為了防止架前冒頂，要求頂梁或前梁端部承載能力大，并且要把支架控頂?shù)?全長范圍最大限度的嚴密封閉起來 ，有效控制漏頂。放煤過程中難免出現(xiàn)大塊煤和矸石 ，如果處理的 不好 ，可能堵塞運輸通道，損壞設(shè)備。 ，有了一些放頂煤綜采成功的實例。我國又研制出低位放頂煤液壓支架，其結(jié)構(gòu)如圖 。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 ，結(jié)構(gòu)如圖 16。機采煤炭與放落煤炭均采用單輸送機運輸 ，在實際應(yīng)用中取得了良好效果。掩 護梁無四連桿機構(gòu) ，而直接與支架底座的尾端相鉸接。該支架為四柱式，尾梁呈“香蕉”型，其擺動角度由千斤頂控制，配有兩臺輸送機，第二臺輸送機安置于尾梁后部的底板上。 全套圖紙，加 153893706 放頂煤支架架型的發(fā)展與演變 放頂煤液壓支架是隨著放頂煤開采方法應(yīng)用而生的，綜采化機械應(yīng)用到放頂煤采煤工作面后，放頂煤開采進入一個新發(fā)展階段。液壓支架的總重量和初期投資費用占工作面整套綜采設(shè)備的 60%~~70%左右，因此液壓支架成了現(xiàn)代采煤技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備之一。 1963 年．法國研制出用于放頂煤開采的支持掩護式放頂煤液壓支 架，并于 1964 年在布朗齊礦區(qū)試驗成功。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。 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，其結(jié)構(gòu)如 圖 15。 我國放頂煤液壓支架發(fā)展從低位 放頂煤液壓支架的研制開始 ，經(jīng)歷了高位、中位，現(xiàn)在又回到低位。針對中位放頂煤 液壓支架存在的問題 。≤α≤ 35176。雙輸送機放頂煤液壓支架要有足夠的后部運輸空間，這 對緩傾斜中硬煤層長壁放頂煤尤為重要。因此，高位放頂煤支架不適于“三軟”煤層的放頂煤開采 ，低位放頂煤支架式較理想的架型。 低位放頂煤液壓支架的特點及適應(yīng)性分析 低位放頂煤支架是一種雙輸送機運煤，在掩護梁后部鉸接一個帶有插板的尾梁、低位放煤的支撐掩護式支架。 (4)后四連桿前連桿設(shè)計為 Y 型，后連桿設(shè)計為 I 型，增大了支架的前、后人行道的寬度并加大了后部的人員工作與維護空間。盡管這種架型尚無滿意的效果。 支架的伸縮比 支架的伸縮比是支架的最大結(jié)構(gòu)與最小結(jié)構(gòu)高度值之比 ，即： m inm ax HHm ? ( ) 支架的最大結(jié)構(gòu)高度與最小結(jié)構(gòu)高度之差為支架的調(diào)高范圍。 () 1K —— 單位缸長行程 ； maxL —— 活塞全部伸出時立柱的總長度， mm； minL —— 活塞全部縮回時立柱的總長度， mm； minmax LL ? —— 活塞行程， mm。所以除節(jié)式和邁步式支架外，支架間距一般為 。 四連桿機構(gòu)的幾何特征 支架從最大結(jié)構(gòu)高度降到最小結(jié)構(gòu)高度時，如圖 所示，頂梁端點運動軌跡的最大寬度 70e ? mm ，最好為 30mm 以下 支架在最大結(jié)構(gòu)位置時和最小結(jié)構(gòu)位置時，頂梁與掩護梁的夾角 P和后連桿與底平面的夾角 Q，應(yīng)滿足以下要求，如圖 所示： 支架在最大結(jié)構(gòu)位置時， P≤ 52o ～ 62o ， Q≤ 75o ～ 85o ；支架在最小 結(jié)構(gòu)位置時，考慮便于矸石下滑，防止矸石停留在掩護梁，根據(jù)摩擦理論可知， tanPf? ,假設(shè) 鋼和矸石的摩擦系數(shù) 取 ? ,即： tan ? ,求得 ? ；為了安全可靠在最低工作位置時，應(yīng)使 25oP? 為宜，而角 Q主要考慮掩護梁 的 底部距底板要有一定的距離， 以 防止支架后部冒落的巖石卡住后連桿，使支架 不 能 正常下降 ，一般取 25 ~ 30ooQ? 。 2 所示。 02 30?Q 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 圖 23 掩護梁和后連桿計算示意圖 ? ? ? ?12121 c osc osc