【正文】 b =141mm 。 千斤頂技術(shù)參數(shù)的確定 平衡千斤頂在頂梁上位置的確定 (1)參考液壓支架技術(shù)表千斤頂缸徑、活塞桿徑與工稱載力匹配關(guān)系 選取平衡千斤頂缸徑 160mm ，推力 /拉力 633/454(KN)。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。 表 51 內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn) 50 63 80 100 110 125 140 (145) 160 180 200 210 220 230 250 查表 51，選 eD =230mm， 查表，選取配合尺寸為：外缸 內(nèi)徑 230mm，活柱外徑 210mm，工作阻力 1800kN，額定工作壓 MPa，泵站壓力 Mpa。這種形式的護(hù)幫板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但挑起力矩小，且當(dāng) 頂梁或前梁帶伸縮梁時(shí)，厚度較大，難以實(shí)現(xiàn)挑起當(dāng)相作護(hù)幫使用時(shí)翻轉(zhuǎn)角度大于 ?90 即可 2．護(hù)幫裝置的設(shè)計(jì) 1)對(duì)煤壁推力； 護(hù)幫板對(duì)煤壁的垂直方向推力應(yīng)不低于 10kN～ 50kN 2)護(hù)幫 板的 高度： 視煤壁片落特性而定，一般作用高度在距頂板 1/4～ 1/3 高處。②作臨時(shí)前梁。 2)千斤頂置于梁體內(nèi)部，梁體封閉，強(qiáng)度高，側(cè)護(hù)板受力好，但裝拆檢修不方便，在千斤頂密封件不十分可靠的情況下，可采用局部下敞式梁體，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 以利裝拆檢修。 側(cè)推千斤頂?shù)膫?cè)推力 1)彈簧總推力，一般取 1～ 4KN。所以，掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板下部要加寬。這種類型側(cè)護(hù)板又有三種型式，圖 a ，頂梁上無頂板，側(cè)護(hù)板易被冒落矸石的 阻擋 伸縮；圖 b 在頂梁上架設(shè)頂板，克服了以上的缺點(diǎn)，但支架受偏載時(shí)，側(cè)護(hù)板裝置受力很大。 )][2300cos( 53176。在前梁千斤頂?shù)耐评?，前梁可以上下擺動(dòng)，對(duì)不平頂板的適應(yīng)性強(qiáng)運(yùn)輸時(shí)可以將前梁放下與頂梁垂直，以減小運(yùn)輸尺寸。 確定掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)至頂梁頂面之距和后連桿下鉸點(diǎn)至底座底面之距按同類型支架用類比法來確定得：掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)至頂梁頂面之距為 160mm；后連桿下鉸點(diǎn)至底座底面之距為 400mm。 7)ＩＨ之間的軌跡的校核。 4)以 J 為圓心， JC 為半徑畫一圓弧 ab 。 ea 圖 31 四連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)圖 2. 作圖方法 已知條件是支架的最大高度 xhma 和支架的最低高度 minh 。 ，即： ～ ； 1Q =75～ 85176。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 四連桿機(jī)構(gòu)的作用與缺點(diǎn) 1．梁端護(hù)頂 鑒于四連桿機(jī)構(gòu)可使托梁鉸接點(diǎn)呈雙紐線運(yùn)動(dòng)，故可選定雙紐線的近似直線部分作為托梁鉸接點(diǎn)適應(yīng)采高的變化范圍。 本次設(shè)計(jì) 取 支架的中心距為 。支架的適應(yīng)高度為 ～ 米煤質(zhì)條件老頂 II 級(jí)、直接頂 II 級(jí)，底板平整，無影響支架通過的斷層，根據(jù)表21 初步選定為掩護(hù)式兩柱液壓支架。 (3) 底板性質(zhì) 底板承受支架的全部載荷，對(duì)支架的底板影響較大，底板的軟硬和平整性，基本上決定了支架底座的結(jié)構(gòu)和支承面積。 (6)產(chǎn)生作用在頂梁上的水平力的情況有兩種， — 是由于支架讓壓回縮，頂梁前 端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為近似雙紐線，頂梁與頂板間產(chǎn)生相對(duì)位移，頂板給予頂梁水平摩擦力，另一種是由于頂柜向采空區(qū)方向移動(dòng)，使支架頂梁受一指向采空區(qū)的水平摩擦力。設(shè)垂直于頂梁的力為 F1， F1 由支架的工作阻力來平衡。 ，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單。 。 上述工作過程表明：支架在達(dá)到額定工作阻力以前具有增阻性，以保證支架對(duì)頂板有效的支撐作用；當(dāng)支架達(dá)到額定工作阻力以后，支架能隨頂板的下沉而下縮，即具有可縮性和恒阻性，支架的工作特性決定于立柱、液控單向閥、安全閥和操縱閥的性能和密封的好壞。 (2) 承載增阻階段 支架初撐結(jié)束后，隨著頂板的下沉，立柱下腔的液體壓力逐漸升高，支架對(duì)頂板的支撐力也隨之增大，呈現(xiàn)增阻狀態(tài)，這一過程為支架的承載增阻階段。 支架推移 支架的前移和推移輸送機(jī)是通過操縱閥和推移千斤頂 3 來進(jìn)行的。 通過對(duì)液壓支架的理論學(xué)習(xí)，完成液壓支架的設(shè)計(jì)工作，加深對(duì)液壓支架工作原理、工作性能、工作環(huán)境及其結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和了解。 該類支架多為 ZZ 型 ,要求工作阻力大 ,切頂力大 ,頂梁為整體、楔型和鉸接前梁帶挑梁式 ,掩護(hù)梁需盡量短 ,與水平夾角大 ,底座為半鋼性分體式 ,安全閥應(yīng)有足夠的流量以抵抗頂板沖擊。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為 :掩護(hù)梁和頂梁為一整體 ,帶挑梁或內(nèi)伸縮前梁 ,仰俯采角一般為177。半封閉或全封閉側(cè)護(hù)板 ,頂煤破碎時(shí)多用全封閉式 。根據(jù)要求 ,可在每組支架放煤口的下風(fēng)側(cè)和靠工作面一側(cè)各裝 4 個(gè)噴頭 ,支架放煤或移架時(shí) ,本架支架或者相鄰支架的噴霧自動(dòng)打開滅塵。該種支架若被用于三軟煤層時(shí)應(yīng)采用側(cè)護(hù)板全封閉式結(jié)構(gòu) ,為了降低對(duì)底板比壓 ,底座面積需盡量加大 ,可采山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 用全封閉或半封閉結(jié)構(gòu)。前立柱為兩柱或單柱 ,后立柱為單柱、三柱 (或兩柱 ),均支撐在掩護(hù)梁上 ,為便于增大放煤角度和放煤窗口 ,另可設(shè)置一根立梁；托梁側(cè)護(hù)板多為雙側(cè)活動(dòng)式 ,若是硬煤則需設(shè)鉆機(jī)鉆孔位置。 4)厚、特厚傾斜煤層分層鋪網(wǎng)支架 架型為 ZZ 支撐式、 ZY 掩護(hù)式和垛式 ,有鋪頂網(wǎng)和鋪底網(wǎng)之分 ,可采用架前鋪聯(lián)網(wǎng)或架后鋪聯(lián)網(wǎng)方式 ,機(jī)械或手工操作 ,其中手工聯(lián)網(wǎng)又分橫聯(lián)和豎聯(lián)兩種方法。 2)緩傾斜薄煤層液壓支架 由于薄煤層支架對(duì)其空間有嚴(yán)格要求 ,所以整體頂梁盡可能薄且較長 。單側(cè)活和雙側(cè)活側(cè)護(hù)板或不設(shè)側(cè)護(hù)板 ,側(cè)護(hù)板有全封閉或半封閉兩種 ,型式為直推式或合頁式 。 1990 年后 ,國產(chǎn)液壓支架得到了全面的發(fā)展 ,到 1998年止 ,全國已建成 88 處高產(chǎn)高效礦井 ,其中 14 處礦單個(gè)工作面的單產(chǎn)達(dá) /月 ,原煤生產(chǎn)人員效率達(dá) /工 ,綜采機(jī)械化水平達(dá) %,達(dá)到了世界先進(jìn)水平。 5280m 長壁綜采面用工作阻力為 2179。新型液壓支架普遍具有微型電機(jī)或電磁鐵驅(qū)動(dòng)的電液控制閥 ,推移千斤頂裝有位移傳感器 ,采煤機(jī)裝有紅外線傳感裝置 ,立柱缸徑超過 400mm。 在研制液壓支架時(shí)，需要對(duì)支架進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)和分析研究，確定 合理的液壓支架受力參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，以及選定液壓支架最佳方案等方面綜合性的科學(xué)技術(shù)問題。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 液圧支架的設(shè)計(jì) 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘要 本課題主要論述了液壓支架的主要設(shè)計(jì)過程。本設(shè)計(jì)主要從支架的工作原理這手，然后進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及校核。為減 少割煤時(shí)間 ,一般采用 ～ 1m的截深。 8565kN 電液控制兩柱掩護(hù)式支架 ,1997 年 6 月產(chǎn)商品煤 萬噸 ,成為世界上首次月產(chǎn)商品煤近百萬噸的工作面； 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 ,月產(chǎn)煤達(dá)到 萬噸。 (1)我國液壓支架的基本架型 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 1) ZZ 系列支撐式支架 該系列支架 切頂能力強(qiáng) ,穩(wěn)定性好 ,支護(hù)強(qiáng)度大 ,易于操作。本架或鄰架操作。推桿中長；立柱可以 X 型布置 。這種支架的特點(diǎn)是工作阻力稍大、掩護(hù)梁和底座中有充足的空間 ,便于使用。高位放頂煤支架為單運(yùn)輸機(jī)式 ,有單鉸接和四連桿兩種 ,底座可插底或不插底。頂梁分整體和鉸接兩種 ,少數(shù)帶挑梁 ,一般有伸縮梁 ,便于立即支護(hù)。支架頂梁長 ,反復(fù)支撐 ,放煤效果好 ,便于維修和操作。煤層傾角大時(shí)需設(shè)調(diào)架和防倒防滑裝置。15176。鄰架或本架操作。通過對(duì)液壓支架結(jié)構(gòu)的分析，加深和鞏固機(jī)械原理的相關(guān)內(nèi)容；通過對(duì)液壓支架受力的分析和強(qiáng)度的校核，加深對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課理論力學(xué)和材料力學(xué)及專業(yè)課機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān) 內(nèi)容的鞏固和理解。移架時(shí)，先使支架卸載下降，再把操縱閥置于移架位置，從乳化液泵站來的高壓液體進(jìn)入推移千斤頂?shù)那扒患椿钊麠U腔，后腔即活塞腔回液。 (3) 恒阻階段 隨著頂板壓力的進(jìn)一步增加，立柱下腔的液體壓力越來越高，當(dāng)升高到安全閥 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。所以這些元件是支架的關(guān) 鍵液壓元件 通常液控單向閥和安全閥組合在一起，稱為控制閥。 。 。在支架承載過程中，支架底座承受工作面底板的反作用力。頂梁和頂板的靜摩擦系數(shù) w 一般取 ~。選型時(shí)，要驗(yàn)算底 座對(duì)底板的接觸比壓，其植要小于底板的允許比壓 (對(duì)于砂巖底板，允許比壓為 ～，軟底板為 左右 )。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 表 21 支架架型的選擇 注：①括號(hào)內(nèi)的數(shù)字是掩護(hù)式支架的支護(hù)強(qiáng)度。 底座長度 底座是將板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。這樣可使托梁鉸接點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)與煤壁接近于保持等距，當(dāng)梁端距處于允許 值范圍之內(nèi)時(shí)，借此可以保證梁端頂板維護(hù)良好。 即 ～ ；支架在最低位置時(shí)，保證 P?1 25? 。要求在這范圍內(nèi)掩護(hù)梁上下運(yùn)動(dòng)時(shí)軌跡是一條直線或近似直線。以 I 為圓心，以 HC 的長度為半徑畫圓弧與 ab 弧交于 E 點(diǎn)。在ＣＥ弧內(nèi)平均取幾點(diǎn)，例如 3 點(diǎn)，依次的以 3 為圓心，以ＣＤ為半徑畫弧，與以Ｇ點(diǎn)為圓心ＧＤ為半徑的ＦＤ弧交于 ``` 321 、 點(diǎn)，連接 `11 、 2 `2 、 `33 ，并都給于延長得 ``1 、 ``2 、 ``3點(diǎn)，使 1``1 =2 ``2 =3 ``3 ＝ CH。 H1==(m) H2==(m) 經(jīng)過計(jì)算所的結(jié)果為： 取整后得： U= Q1= 78 度 Q2= 18 度 P1=53 度 P2=15 度 A= B=500 C=1585 D=400 E= 970 G=2300 S=611 L=1661 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 4 頂梁的設(shè)計(jì) 頂梁形式的選擇 支架常用頂梁形式有 3 種 :整體頂梁、鉸接頂梁和楔形結(jié)構(gòu)頂梁。前梁千斤頂必須有足夠的支撐力和連接強(qiáng)度，前梁上不宜設(shè)置側(cè)護(hù)板。 )＋ 300+65]+100 =2910mm 頂梁的寬度的確定 頂梁不僅必須滿足支架的工作阻力的要求，還要使頂梁覆蓋住頂板，以減少矸石的冒落。 另種是鉸接式側(cè)護(hù)板，如圖 d 所示。 頂梁和掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板的頂面寬度，與活動(dòng)側(cè)護(hù)板的行程有關(guān)。過大會(huì)影響降架速度，增大移架阻力。 二孔式 —— 采用兩個(gè)側(cè)推千斤頂，在側(cè)推千斤頂處同時(shí)布置彈簧筒，靠彈簧實(shí)現(xiàn)架間密封。在支架能及時(shí)支護(hù)的情況下，采煤機(jī)過后挑起挑梁可實(shí)現(xiàn)超前支護(hù)。 護(hù)幫千斤頂?shù)膮?shù)： 缸徑： 63 桿徑： 40 行程： 284mm 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 5 支架主要技術(shù)參數(shù)確定 支護(hù)面積 支架的支護(hù)面積按下式計(jì)算： )( ??? LgbF cc mm （式 ） 式中 cF — 支護(hù)面積， mm； ?— 移架后頂梁前端點(diǎn)到煤壁的距離 (m )，一般 ? =+e 將各數(shù)值代入公式 ()得支架的支護(hù)面積為： )( ??cF ＝ 支護(hù)強(qiáng)度 支護(hù)強(qiáng)度的計(jì)算可 借助表 21，首先按表 21 根據(jù)老頂級(jí)別和直接頂類別確定支架架型，再根據(jù)老頂級(jí)別和采高確定支護(hù)強(qiáng)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。為簡(jiǎn)化計(jì)算，假定頂梁與頂板均勻接觸，載荷沿頂梁長度方向按線性規(guī)律變化，沿支架寬度方向均布。 取頂梁為分離體如 圖 52 所 示 ， 對(duì) a 點(diǎn)取距有： 圖 52 頂梁受力圖 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 0)(s i n )(c os)(c oss i n 11121 21117282281 ???? ????? WhFhhP LLphhPLPF t t? ??? （式 ） 8p —— 平衡千斤頂推力 /拉力 W —— 頂板與頂梁之間的摩擦系數(shù)，計(jì)算時(shí)取 1? —— 支架在最高位置時(shí)立柱傾角 2? —— 支架在最高位置時(shí)平衡千斤頂 傾角 為保證平衡千斤頂與掩護(hù)梁不發(fā)生干涉，保證支架在不同高度時(shí)平衡千斤頂與掩護(hù)梁平行，可以取在最高位置時(shí)頂梁上平面與掩護(hù)梁的夾角。 mpDBL be ??????? 推移千斤頂 推移千斤頂選用框架推移方式，則其缸體內(nèi)徑為： 39。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 40 F 1F 1 Wh 2P tL 3h 6P 5P 6axh 1oL 1 +L 2a 1 39。若這個(gè)條件強(qiáng)度計(jì)算能滿足，其他條件都能滿足。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。為簡(jiǎn)化計(jì)算，取如下兩種情況：假設(shè)平衡千斤頂?shù)幕钊麠U全部伸出時(shí)頂梁和掩護(hù)梁成 180 度；平衡千斤頂?shù)幕钊靠s回時(shí)，支架恰好在最高位置。同時(shí)為偏于安全，可以認(rèn)為頂梁前端載荷為零，載荷沿頂梁山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 長度方向向后越來越大呈三角形分布，并按集中載荷計(jì)算。即 240 cza DFP ??? MPa