【正文】 nd time the highest position high request. The topbeam, shields Liang, the foundation all makes the packed in a box body structure, bees with the steel plate welding. The design of the hydraulic pressure support from all seam thickness of the initial conditions, which is very good description of the different needs of different coal hydraulic pressure support, and therefore the upgrading hydraulic pressure support for improving efficiency and increasing the underground mining safety it is extremely important. At research to presses the support, need to carry on produce to experiment and analyze the research, make sure reasonable of liquid presses the support to be subjected to the dint parameter, the sport parameter and the structure parameters, and make selection the liquid to press the synthetic science technique problem of aspect of etc. of the best project of support. This design mainly this hand from the work principle of the support, then carry on the total structure design and school pits. Keywords: Hydraulic pressure support； Top beam； Cradle； the columntype support； structure design 華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 3 頁 共 65 頁 第 1 章 緒論 液壓支架發(fā)展概況 歷史地來看， 大約在四五十年前回采工作面還是采用木支柱 。 支架的形式為掩護式支架。支架除了要有效的對頂板進行有效支撐，還要實現(xiàn)升、降、推移四個步驟。隨著刨煤機、鉆削式和滾筒式采煤機等快速采煤機的使用 ,木支柱既不能對頂板提供足夠大的阻力，其支設和回收亦難滿足連續(xù)采煤的要求。 60 年代末和 70 年代初，隨著液壓支架在歐洲使用經(jīng)驗的日益增加，支架結(jié)構(gòu)也發(fā)生了巨大變化。煤礦綜采液壓支架電液控制系統(tǒng)的應用，大大地加快了工作面的移架、推溜速度，改善了采煤工作面頂板的支護狀況，使工作面產(chǎn)量成倍增加，直接功效大幅度提高，安全狀況明顯改善，噸煤成本大幅度下降，為煤礦生產(chǎn)的高效、安全和煤礦工人勞動環(huán)境及形象的改變提供了條件。 5． 美國的支架耐久性實驗是 45000 次，我國 7000 次。對于支架結(jié)構(gòu)的零部件設計，普遍采用了計算機輔助設計與制圖 ,使圖紙的設計精度和設計質(zhì)量都有了很大的提高。 優(yōu)化設計理論是現(xiàn)代設計理論的核心內(nèi)容之一。 3． 改進制造工藝，保證制造質(zhì)量；對支架的閥類，從材料、熱處理、加工條件和密封件入手，制定更嚴格的質(zhì)量和抗腐蝕標準。 掩護式液壓支架的簡單介紹 掩護式 液壓支架是以單排立柱為主要部件并帶有掩護梁的液壓支架。 掩護式支架的結(jié)構(gòu)特點式：有一個較寬的掩護梁以擋住采空區(qū)的矸石進入作業(yè)空間，其掩護梁上端與頂梁交接，下端通過前后連桿與底座聯(lián)接。由于采煤工作面的底頂板條件、煤層厚度、煤層的物理機械性質(zhì)等的不同，對液壓支架的要求也不同。 現(xiàn)代社會對人才提出了更高的要求，作為一名當代大學畢業(yè)生，不僅打好堅實的專業(yè)知識，還應具備工程技術(shù)人才應有的綜合素質(zhì)。 液壓支架的組成和分類 液壓支架的組成 液壓支架主要由承載結(jié)構(gòu)件、動力油缸、控制元件、輔助裝置和工 作液體組成。因此底座較堅固，它靠支柱和頂梁的支撐作 用控制工作面頂板，維護工作空間。而且，采用堅實的掩護梁以及側(cè)護板，將工作空間與采空區(qū)完全隔開；并采用前后連桿連接掩護梁和底座，組成四連桿機構(gòu)，使梁端距幾乎不變，防止了架前漏矸。當需要支架前移時，先降柱卸載，然后高壓液進入推移千斤頂?shù)幕钊麠U腔，另一腔回液，以輸送機為支點，缸體前移，把整個支架拉向煤壁；當需要推移輸送機時，支架支撐頂板后，高壓液進入推移千斤頂下腔，另一腔回液，以支架為支點，使活塞桿伸出，把輸送機推向煤壁。當升高到安全 閥 5的調(diào)定壓力時，安全閥打開溢流，立柱下縮，液體壓力隨之降低。 液壓支架 的支護方式 綜采工作面的主要生產(chǎn)工序有采煤、移架和推溜。 3． 復合支護 — 般循環(huán)方式為：割煤一支架伸出伸縮梁一推溜一收伸縮梁一移架。 (6) 為了操作和生產(chǎn)的需要，要有足夠?qū)挼娜诵械馈? 2． 最大和最小采高 根據(jù)最大和最小采高，確定支架的最大和最小高度，以及支架的支護強度。工作面配套設備：采煤 機 MXA300/，刮板輸送機 SGZ－ 730/320。選型時，要驗算底座對底板的接觸比壓，其值要小于底板的允許比壓 (對于砂巖底板，允許比壓為 ～ ，軟底板為 左右 )。 表 31支架架型的選擇 注：①括號內(nèi)的數(shù)字是掩護式支架的支護強度。 支架的調(diào)高范圍和伸縮比 支架高度的確定原則，應根據(jù)所采煤層的厚度，采區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)條件的變化等因素來確定，其最大與最小高度為： 1ShH mm ?? （ 31） ??? ???? 2ShH nn （ 32） 取 mmH m 3500? ； mmH n 1500? mmhhHH m 2 9 4 04 0 01 6 03 5 0 0211 ??????? mmhhHH n 9 4 04 0 01 6 01 5 0 0212 ??????? 式中 mH — 支架最大高度 nH — 支架最小高度 1H — 支架最高位置時的計算高度 華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 19 頁 共 65 頁 2H — 支架最低為之時的計算高度 1h — 掩護梁上鉸點至頂梁頂面之距；取 160mm 2h — 后連桿下鉸點至底座底面之距；取 400mm mh — 煤層最大采高 nh — 煤層最小采高 S1 — 偽頂冒落 的最大厚度，一般取 ～ 2S — 頂板最大下沉量，一般取 100～ 200mm a — 移架時支架的最小可縮量，一般取 50mm ?a — 矸、浮煤厚度，一般取 50mm 支架的伸縮比指最大與最小支架高度之比值為： nmHHm? （ 33） 代入數(shù)據(jù)得 m=。支架頂梁一般裝有活動側(cè)護板，側(cè)護板行程一般為 170～ 200mm。 2. 擋矸 鑒于組成四連桿機構(gòu)的掩護梁既是連接件，又是承載件，為了承受采空區(qū)內(nèi)破碎巖石所賦予的載荷，掩護梁一般做成整體箱形結(jié)構(gòu)，具有一定強度。 3. 后連桿與掩護梁的比值，掩護式支架為 I =～ ；支撐掩護式為 I = ～。令 ： oa2 =A ； ab =B ； bc =C ； cd =D ； 2od=E ； 39。 2. 掩護梁和后連桿距離的確定 華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 23 頁 共 65 頁 用解析法來確定掩護梁和后連桿的長度，如圖 33 所示。 (5) 過 a點作與 HH 線有夾角 1a（即 1P =53176。 (10) 以 O 點為圓心， Oa（ 1131mm） 為半徑作弧。 結(jié)論：后連桿長度 A=1131mm 掩護梁長度 G=2300mm 前連桿長度 C=1585mm 前后連桿下鉸點底座投影距離 E=970mm 前連桿下鉸點高度 D=400mm 前連桿與掩護梁鉸點到后連桿與掩護梁鉸點長度 B=500mm 中厚煤層掩護式液壓支架總體設計分析及掩護梁設計 第 26 頁 共 65 頁 頂梁 尺寸 的確定 根據(jù)支架工作方式和設備配套 尺寸來確定頂梁長度 。 )]? [2300cos( 53176。 2. 頂梁 頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件，并起切頂作用。 6. 液壓控制系統(tǒng)及立柱、千斤頂 液壓系統(tǒng)由各液壓件、管路系統(tǒng)組成，它應保證立柱、千斤頂完成支架要求的各種性能，并達到設計技術(shù)參數(shù)。 （ 3） 頂梁在支 撐狀態(tài)時，伸縮較困難，因而一般不用于整頂梁。為改善接頂效果和補 償焊接變形，整體頂梁前端 (800～ 1000mm)。在頂梁下面焊有鑄鋼柱窩，柱窩兩側(cè)有孔，用鋼絲繩或銷軸把立柱和頂梁連接起來，掩護式支架和支撐掩護式支架在頂梁后華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 31 頁 共 65 頁 端有銷孔，通過銷軸 與掩護梁上的銷孔相連。 （ 3） 為整個支架輔助件，例如推移裝置，防倒裝置，操縱閥架等提供依托與根基。 (3) 多用于支撐掩護式、掩護式或垛式支架 。上連桿與底座的鉸接座為兩突出的內(nèi)主筋形成的箱體結(jié)構(gòu)，應合 理設計，使突變過渡處強度足夠，呈圓弧狀過渡，以免損壞。 立柱的設計 支護面積 支架的支護面積按下式計算： )( ??? LgbF cc mm （ 41） cF — 支護面積， mm； cB — 支架間距（支架中心距），一般為 中厚煤層掩護式液壓支架總體設計分析及掩護梁設計 第 34 頁 共 65 頁 gL — 頂梁長度 ?— 移架后頂梁前端點到煤壁的距離 (m )，一般 ? =+e 將各數(shù)值代入公式 （ 41） 得支架的支護面積為： )( ??cF ＝ 支護強度 支護強度的計算可借助表 ，首先按表 根據(jù)老頂級別和直接頂類別確定支架架型，再根據(jù)老頂級別和采高確定支護強度。 取泵站額定工作壓力 bp ( MPa)減去從泵站到支架沿程壓力損失后的值 39。華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 37 頁 共 65 頁 因此在設計時，必須保證有一定的最小導向長度。 中厚煤層掩護式液壓支架總體設計分析及掩護梁設計 第 38 頁 共 65 頁 圖 45立柱缸底示意圖 5. 缸體長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長度應等于活塞的行程與活塞的寬度之和。但機械加長桿在安裝后就成為固定活塞桿，需要調(diào)節(jié)時裝拆比較困難。但頂板載荷復雜，分布規(guī)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。 推移 千斤頂?shù)脑O計 推移千斤頂選用框架推移方式，則其缸體內(nèi)徑為： 39。在薄煤層中 移F =100～ 150 kN；中厚煤層中移F =150～ 250 kN；厚煤層中 移F =300～ 400 kN。把支架的空間桿系結(jié)構(gòu)，簡化成平面桿系結(jié)構(gòu)。本設計采用單伸縮加長桿立柱結(jié)構(gòu)。一般液壓缸的缸體長度不應大于內(nèi)徑的 20～ 30 倍。 2D10LH 2?? 式中 L — 立柱最大工作行程， L=1000mm 2D — 缸筒內(nèi)徑 mm 一般導向長度 A，當缸內(nèi)徑 mm802 ?D ，取活柱外徑的 ～ 倍 。 中厚煤層掩護式液壓支架總體設計分析及掩護梁設計 第 36 頁 共 65 頁 240 cza DFP ??? MPa （ 45） 式中的 zF 按下式計算： ndmz n FF ?cos1?? kN （ 46） 式中 n? — 支架在最高位置時立柱傾角 度 ， 取 15na? 將數(shù)據(jù)代入公式得 zF 為： 5 0 615c o s2 2 9 1 0 ??? ?zF kN 由公式得安全閥的調(diào)整壓力為： 2 ????aP MPa Pa求出后，在選定一種動作壓力與 Pa相近的標準安全閥。 qqqmx hh hHqqqq121121 )( ????? kN/ 2m （ 42） xq — 當支架最大采高為 mH 時，支架應有的支護強度， kN/ 2m ； 1q — 在架型選樣表 中與低于 mH 但與之相鄰的采高相對應的支護強度； kN/ 2m ； 2q — 在架型選擇表 mH 但與之相鄰的采高相對應的支護強度， kN/ 2m ； qh1 — 1q 所對應的采高， m；