【正文】 安全生產(chǎn)需要。根據(jù)上述原則，通過(guò)對(duì)該工作面開(kāi)采地質(zhì)條件分析、研究，最終確定選用二柱支頂掩護(hù)式支架。通過(guò)對(duì)比兩種方法計(jì)算結(jié)果，取其最大值q = 。從技術(shù)先進(jìn)性看，國(guó)內(nèi)外幾個(gè)主要采煤機(jī)廠家的主要產(chǎn)品相差不大，但可靠性有較大區(qū)別。煤層較薄時(shí)選大值。通常，支撐掩護(hù)式支架的底座長(zhǎng)度取4倍的移架步距?！?2176。以上分析得知，為使支架受力合理和工作可靠，在設(shè)計(jì)四連桿機(jī)構(gòu)的曲線運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，應(yīng)盡量使支架的工作段要取曲線向前凸的那一段，所以當(dāng)已知掩護(hù)梁和后連桿的長(zhǎng)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(jiǎn)化成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，進(jìn)行作圖就可以了，其掩護(hù)梁和后連桿構(gòu)成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖4—2所示。GA圖4—3掩護(hù)梁和后連桿計(jì)算圖從幾何關(guān)系可以列出如下兩式 （4—5） （4—6）將（4—5）式和（4—6）式聯(lián)立可得： （4—7）將四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征所要求的角度，選定、 代入（4—7）式，可求得的比值。并以點(diǎn)為圓心，為半徑，交上一點(diǎn)點(diǎn)；以為圓心，為半徑，交上一點(diǎn)點(diǎn)，該、三點(diǎn)為液壓支架在三個(gè)位置時(shí)前連桿的上鉸點(diǎn)；1連接、為液壓支架降到中間位置和最低位置時(shí)后連桿的位置；1分別作和的垂直平分線交一點(diǎn)，即為前連桿下鉸點(diǎn)，為前連桿長(zhǎng)度；1過(guò)點(diǎn)向H—H線作垂線，交一點(diǎn)，則，和為液壓支架的四連桿機(jī)構(gòu)。刮板輸送機(jī)型號(hào)SGZ1000/3000，規(guī)格（長(zhǎng)寬高）（mm）為17501000372 配套尺寸=675＋315＋1000＋320＋1000＋230=3540mm。但在工作面中安裝液壓支架后，通風(fēng)斷面積明顯減小。金屬結(jié)構(gòu)件有:護(hù)幫板、頂梁、掩護(hù)梁、前后連桿、底座、推移桿以及活動(dòng)側(cè)護(hù)板等；液壓操控系統(tǒng)主要有:立柱、各種千斤頂、液壓控制元件(操縱閥、單向閥、安全閥等)、液壓輔助元件(膠管、彎頭、三通)等。由于頂煤易產(chǎn)生裂隙、破碎及跨落，要求頂梁盡可能適應(yīng)這種變化，具有良好的接頂性能，避免因局部壓力而引起損壞。可顯著提高頂梁前端對(duì)頂板的支護(hù)力。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)左右工作面來(lái)確定左側(cè)或右側(cè)為活動(dòng)側(cè)護(hù)板。另一種是鉸接式側(cè)護(hù)板，如圖5—4 d所示。由于中擋底板分體，推移裝置處的浮煤、浮矸可隨支架移架從后端排到采空區(qū)，不需要人工清理，適應(yīng)高產(chǎn)高效生產(chǎn)要求。 連桿的選擇設(shè)計(jì)前、后連桿是四連桿機(jī)構(gòu)中重要的運(yùn)動(dòng)和承載部件，與掩護(hù)梁和底座的一部分共同組成四連桿機(jī)構(gòu)，使支架能承受圍巖載荷、水平作用力和保持支架穩(wěn)定。推桿都是采用鋼板焊接而成的箱體結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度非常好。這種方式減少了支架與輸送機(jī)之間的約束和影響、比較機(jī)動(dòng)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜 相鄰支架或支架節(jié)連接這種方式一般用于節(jié)式或各種類型的組合邁步支架。圖5－10 整體長(zhǎng)推移桿 提底座機(jī)構(gòu)選擇設(shè)計(jì)兩柱掩護(hù)式支架的主要缺點(diǎn)是底座前端對(duì)底板比壓大，該礦區(qū)高產(chǎn)高效綜采面配套大槽寬內(nèi)寬(1000mm)刮板輸送機(jī)和大截深(800mm)電牽引采煤機(jī)，支架頂梁在立柱柱帽前部段較長(zhǎng)，加劇了支架底座前端對(duì)底板比壓，造成底座容易扎底，影響支架移架速度。一般用27SiMn無(wú)縫鋼管制成,σb=1000MPa。鼓型密封圈是兩個(gè)夾布U型橡膠圈壓制而成的整體實(shí)心密封圈，它和兩個(gè)L型防擠圈一起使用，～，可以不加擋圈。為防止在礦井條件下表面生銹和腐蝕，表面要鍍鉻，并要注意保護(hù)，防止外部硬傷。但頂板載荷復(fù)雜，分布規(guī)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。來(lái)考慮，具體計(jì)算按圖63所示。），支架降到最低位置時(shí)角最大。則： 取mm，則缸筒外徑為： 立柱強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算 立柱剛體強(qiáng)度驗(yàn)算缸筒材料要求：一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)焊接的缸筒還要求有良好的可焊接性能。對(duì)缸筒的要求：(1) 有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不致產(chǎn)生永久變形；(2) 有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲；(3) 內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)摩擦力作用下，能長(zhǎng)期工作而磨損少，尺寸公差等級(jí)和形位公差等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性；(4) 需要焊接的缸筒還要求有良好的可焊性，以便焊上法蘭或管接頭后不至于產(chǎn)生裂紋或過(guò)大變形。計(jì)算步驟：（1）計(jì)算、。對(duì)活塞桿通常要求淬火，～1mm。當(dāng)導(dǎo)向套采用非耐磨材料時(shí)，其內(nèi)圈還可以設(shè)導(dǎo)向環(huán)，用作活塞桿的導(dǎo)向。 平衡千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)兩柱掩護(hù)式液壓支架區(qū)別于放頂煤液壓支架和四柱支撐掩護(hù)式液壓支架一個(gè)主要方面是兩柱式液壓支架有平衡千斤頂，平衡千斤頂?shù)某霈F(xiàn)解放了兩根立柱，因此，平衡千斤頂在兩柱液掩護(hù)式壓支架中的作用是非常重要的。b、當(dāng)頂梁后端出現(xiàn)空頂時(shí)，頂梁前端載荷加大，頂板載荷合力作用點(diǎn)后移，此時(shí)平衡千斤頂受推，為使支架支撐力分布適應(yīng)頂板載荷分布。所以可以用值代入（627）式求得兩個(gè)，再取平均值即可。時(shí)為了使平衡千斤頂不與掩護(hù)梁發(fā)生干涉，所以可以按下式進(jìn)行計(jì)算： （628）式中： ——掩護(hù)梁厚度；——平衡千斤頂外徑；——平衡千斤頂與掩護(hù)梁間之間隙，一般取30～50mm。 平衡千斤頂位置的確定為了保證支架工作的可靠性，支架的支撐力分布，必須適應(yīng)頂板載荷分布。加工要求：導(dǎo)向套外圓與端蓋內(nèi)孔的配合多為H8/f7，內(nèi)孔與活塞桿外圓的配合多為H9/f9?？ōh(huán)槽取動(dòng)配合公差，螺紋則取較緊的配合。查表得: =11式中：—中缸全部伸出中缸與外缸連接處至缸底銷孔之距。表面粗糙度為：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈密封時(shí)，～，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)，～；(2) 缸體內(nèi)徑D的圓度公差值可按10或11級(jí)精度選取，圓柱度公差值可按8級(jí)精度選??；(3) 缸體端面T的垂直度公差值可按7級(jí)精度選??；(4) 當(dāng)缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接時(shí)，螺紋應(yīng)取為6級(jí)精度的米制螺紋；(5) 當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸時(shí)，孔徑D1或軸徑d2的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直度公差應(yīng)按9級(jí)精度選??；(6) 為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)應(yīng)鍍以厚度為30～40μm的鉻層，鍍后進(jìn)行珩磨或拋光。C的液壓缸缸筒，必須用35，45號(hào)鋼，而且要調(diào)質(zhì)處理。 泵站壓力的確定泵站的壓力確定按產(chǎn)品目錄規(guī)定的泵站壓力，再考慮壓力損失，選取XRB2B型乳化泵，額定壓力為=35MPa。圖64底座分離體取 得： （66）取 得： （67）取 得：即： （68）式中： ——底座長(zhǎng)度。此時(shí)認(rèn)為支架頂梁承受集中載荷在頂梁1/3處，取頂梁為分離體，受力情況如圖62所示。當(dāng)密封液體壓力較高時(shí)，可采用半圓環(huán)結(jié)構(gòu)連接方式?？梢圆患訐跞?。用鋼制作活塞時(shí)，可在活塞上安裝導(dǎo)向環(huán)與缸體內(nèi)徑配合。在支架正常工作時(shí)，立柱一般處于高壓受力狀態(tài)，其工作性能直接影響整個(gè)支架的工作狀態(tài)，因此設(shè)計(jì)時(shí)，要求具有合理的工作阻力和可靠的工作性能外，還必須有足夠的抗壓、抗彎強(qiáng)度，良好的密封性能，還應(yīng)有較大的伸縮行程，以滿足支架工作高度的要求。推輸送機(jī)千斤頂兩端分別同支架與輸送機(jī)相連，但數(shù)量可以減少，如5~6m布置一個(gè)ZY10800/28/63型液壓支架所采用的推移裝置為：倒拉式長(zhǎng)推移桿結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)支架時(shí)，應(yīng)根據(jù)支架結(jié)構(gòu)和配套要求合理選擇推移裝置的形式，并充分保證支架推移裝置對(duì)工作面條件和配套的適應(yīng)性。圖5—8 單連桿結(jié)構(gòu)外形 圖5—9 整體連桿結(jié)構(gòu)外形 推移機(jī)構(gòu)的選擇設(shè)計(jì)推移機(jī)構(gòu)有推移桿、推移千斤頂和連接頭等主要零部件組成，其中推移桿是決定推移機(jī)構(gòu)的形式和性能的關(guān)鍵部件?；顒?dòng)側(cè)護(hù)板裝在掩護(hù)梁的兩側(cè)。如圖5—5所示：圖5—5活動(dòng)側(cè)護(hù)板結(jié)構(gòu)形式頂梁側(cè)護(hù)板高度一般取250—500mm，薄煤層支架取下限，掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板和后連桿側(cè)護(hù)板高度一般根據(jù)支架最大高度時(shí)，側(cè)護(hù)板水平尺寸一般按移架步距加100—200mm搭接量的原則來(lái)確定。另一種是兩側(cè)皆為活動(dòng)側(cè)護(hù)板。頂梁端面形狀和頂梁如圖553所示圖52 頂梁斷面圖53 頂梁外形 頂梁側(cè)護(hù)板的選擇設(shè)計(jì)支架側(cè)護(hù)板裝置一般由側(cè)護(hù)板、彈簧筒、側(cè)推千斤頂、導(dǎo)向桿和連接銷軸等組成。在頂梁下焊有鑄鋼柱窩，柱窩兩側(cè)有孔，用鋼絲繩或銷軸把立柱和頂梁連接起來(lái)。掩護(hù)梁是支架的掩護(hù)構(gòu)件，除防止采空區(qū)冒落的矸石涌于工作面外，并承受冒落矸石的壓力和頂梁分解的水平力。采煤工作面風(fēng)速計(jì)算按下式進(jìn)行。國(guó)內(nèi)掩護(hù)式支架立柱數(shù)常用2根。因此，先移架后推溜時(shí)的頂梁長(zhǎng)度要比先推溜后移架時(shí)的頂梁長(zhǎng)度大一個(gè)步距，一般為600mm。、=25176。這樣四連桿機(jī)構(gòu)就可以確定了。為了安全可靠最低工作位置應(yīng)使P≥25176。四連桿機(jī)構(gòu)在具有以上諸作用的同時(shí)，也有一些缺點(diǎn)。取=1600mm，=100mm，=1則=1600+1001=1700mm 梁端距的確定所謂頂端距是指移架后頂梁端部至煤壁的距離。根據(jù)工作面生產(chǎn)能力的要求以及采煤機(jī)、液壓支架和運(yùn)輸機(jī)的配套關(guān)系，參照國(guó)內(nèi)外工作面輸送機(jī)的技術(shù)參數(shù)以及該礦區(qū)近幾年綜采 “三機(jī)”配套成熟的經(jīng)驗(yàn)，最終選定SGZ—1000/3000型運(yùn)輸機(jī)。實(shí)行一次采全高，在選擇采煤機(jī)時(shí)著重考慮以下因素：（1）功率采煤機(jī)功率的確定一般主要看所切割的煤的硬度與韌性。支架的中心距，、。 液壓支架的選型液壓支架選型原則： 支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)與工作面礦壓相適應(yīng)。 大采高工作面設(shè)備選型 工作面設(shè)備選型配套原則(一)生產(chǎn)能力配套 工作面生產(chǎn)能力取決于采煤機(jī)落煤能力，而刮板輸送機(jī)、液壓支架及運(yùn)輸巷運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力要高于采煤機(jī)生產(chǎn)能力的20％以上，要保證工作面高產(chǎn)，工作面運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力要大于采煤機(jī)的落煤能力，液壓支架的移架速度一定要滿足采煤機(jī)高產(chǎn)快速運(yùn)行的要求。（5）工作面煤壁條件 根據(jù)工作面煤壁條件，決定是否用護(hù)幫裝置。由于不同采煤工作面的底板條件、煤層厚度、煤層傾角、煤層的物理性質(zhì)等的不同，對(duì)液壓支架的要求也不同。滯后支護(hù)的特點(diǎn)是，支護(hù)滯后時(shí)間較長(zhǎng)，梁端距大，支架頂梁較短。隨著采煤機(jī)割煤的繼續(xù)，工作面液壓支架不斷重復(fù)上述四個(gè)主要?jiǎng)幼鬟^(guò)程。為了實(shí)現(xiàn)頂板及時(shí)支護(hù)，常采用先移架后推溜的方式。操縱閥按控制不同，可分為手控、液控、電控和電液控四種，按動(dòng)作原理可分為往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種。支架的工作可靠與否，與單向閥的密閉性能有直接關(guān)系，如果單向閥鎖不住立柱下腔的工作液體，支架就會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)慢慢下縮，是不允許的，如果液控單向閥動(dòng)作不靈敏，則立柱的初撐力就達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因此要求液控單向閥密封可靠、動(dòng)作靈敏，并要求使用壽命長(zhǎng)。立柱類型： 立柱按動(dòng)作不同分為單作用立柱和雙作用立柱；按結(jié)構(gòu)不同可分為活塞式和柱塞式；按伸縮不同可分為單伸縮式和雙伸縮式立柱。 連桿 前后連桿是四連桿機(jī)構(gòu)中重要的運(yùn)動(dòng)和承載部件，與掩護(hù)梁和底座的一部分共同組成四連桿機(jī)構(gòu)，使支架能承受圍巖載荷、水平作用力和保持穩(wěn)定。掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架多采用直線型，使得制造工藝簡(jiǎn)單。為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度，在上下蓋板之間焊有加強(qiáng)筋板，構(gòu)成封閉式棋盤型頂梁，頂梁前端呈滑橇式或圓弧型，以減少移架阻力。這些裝置是為實(shí)現(xiàn)支架的某些動(dòng)作或功能所必需的裝置。支架的液壓元部件逐漸系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，這樣便于多樣化的總體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)支架的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD一CAM)。中國(guó)、俄羅斯和歐洲一些國(guó)家的液壓支架有這種發(fā)展趨勢(shì)。支架平均工作阻力6470kN(最大為9800kN)，支架寬度普遍增大，并向2m發(fā)展，增大架寬有利于減少工作面架數(shù)、縮短移架時(shí)間、增加有效工作時(shí)間和提高單產(chǎn)。不僅能滿足國(guó)內(nèi)的需要，還向美國(guó)、俄羅斯、土耳其和印度等國(guó)家出口液壓支架或成套綜采設(shè)備。但是綜采設(shè)備初期投資高，特別是液壓支架占綜采設(shè)備總投資約60%，因此液壓支架的合理選用尤顯重要。液壓支架作為綜合機(jī)械化采煤的關(guān)鍵設(shè)備之一，其重量約為綜采設(shè)備總重量的80%90%，其費(fèi)用約占綜采設(shè)備總費(fèi)用的60%70%。1954年英國(guó)首次研制出液壓支架，目前，以液壓支架為主體的地下綜采設(shè)備，已逐步向程控、遙控和自動(dòng)化方向發(fā)展。我國(guó)是煤炭生產(chǎn)大國(guó)，在20世紀(jì)60年代也曾研制了幾種液壓支架，但未得到推廣和應(yīng)用。因此，為了降低成本，提高采煤的經(jīng)濟(jì)效益，世界各產(chǎn)煤大國(guó)都一直在積極地開(kāi)展液壓支架的研究。 國(guó)內(nèi)液壓支架現(xiàn)狀我國(guó)在1964年由太原分院和鄭州煤機(jī)廠設(shè)計(jì)70型邁步式自移支架，從此開(kāi)始了液壓支架的國(guó)產(chǎn)化道路。 國(guó)外液壓支架現(xiàn)狀80年代以來(lái)，世界主要采煤國(guó)家一直圍繞減面提產(chǎn)、減人提效、降低成本、實(shí)現(xiàn)礦井集中生產(chǎn)做努力，人們積極開(kāi)發(fā)和應(yīng)用新技術(shù)，致力于高性能、高可靠性的新一代液壓支架的研制。如洛斯公司20英里礦在2505280m長(zhǎng)壁綜采面用工作阻力為28565kN電液控制兩柱掩護(hù)式支架，成為世界上首次月產(chǎn)商品煤近百萬(wàn)噸的工作面；1995年9月，糜鹿礦用工作阻力為8900kN電流控制的兩柱掩護(hù)式支架。3) 強(qiáng)力化為適應(yīng)工作面高產(chǎn)、高效，增加液壓支架的可靠性，減少維修，滿足地質(zhì)條件較好的大、中型礦井集中化生產(chǎn)等要求，在美國(guó)、澳大利亞等國(guó)，這種液壓支架強(qiáng)力化的趨勢(shì)比較明顯。6) 自動(dòng)化電子液壓控制系統(tǒng)可使液壓支架實(shí)現(xiàn)程序、成組或者自動(dòng)化集中控制，從而改善支護(hù)效果，適應(yīng)工作面高產(chǎn)、高效和安全的要求。 液壓支架的工作原理液壓支架在工作過(guò)程中，必須具備升、降、推、移四個(gè)基本動(dòng)作，這些動(dòng)作是利用泵站供給的乳化液通過(guò)工作性質(zhì)不同的幾個(gè)液壓缸來(lái)完成的。在頂梁下面焊有鑄鋼柱窩，柱窩兩側(cè)有孔，孔用鋼絲繩或銷軸把立柱和頂梁連接起來(lái)。掩護(hù)梁一般做成整體，也有做成左右對(duì)分的對(duì)分式結(jié)構(gòu)，尺寸小，易于加工、運(yùn)輸和安裝,但結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差。雙扭線式支架的連桿應(yīng)能承受從掩護(hù)梁傳遞來(lái)的冒落石的載荷和頂板水平運(yùn)動(dòng)引起的載荷，從而對(duì)它們有足夠的要求，一般后連桿為整體鑄鋼件，前連桿為左右分支的鑄鋼件,這樣可使支架的有效利用空