【正文】 梁上的載荷 (冒落的 矸 石 )。垛式 支 架由于頂梁較寬又長，移架時頂板暴露的面積較大，在直接頂比較破碎的頂板條件下使用很困難。中間液壓支架按其結(jié)構(gòu)形式與頂板相互作用的原理來劃分，可分為 3種基本類型，即：支撐式、掩護(hù)式、和支撐掩護(hù)式液壓支架。但在控制元件和控制系統(tǒng)方面，與 先進(jìn)國家的產(chǎn)品相比還有較大差距。提高結(jié)構(gòu) 性 鋼材的強(qiáng)度，采用優(yōu)質(zhì)鋼材，減輕液壓支架的質(zhì)量，設(shè)計(jì)時可先進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，再選用合理的材質(zhì)。為了加快綜采速度和無人采煤工作面的需要，設(shè)計(jì)一種能適應(yīng)井上操作，既安全又可靠的新型端頭液壓支架。 3)適用特種條件下的液壓支架 (1)特厚煤層一次采全高液壓支架。為 減少割煤時間， — 般采用 的截深。 關(guān)鍵詞： 液壓支架；支護(hù)性能；采煤設(shè)備 華北科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ii Abstract In the coal face Coal production in the coal face， In order to prevent the roof falling maintain a certain room to work， ensure the workers safety， and the normal operation of all the work, must be carried out on the roof support. But the stent is a highpressure hydraulic fluid used as a driving force, the supporting the roof control equipment is posed of hydraulic ponents and metal structures, it can realize the support, cutting the top, and shiftover conveyor, and so on a set of processes, practice shows that the hydraulic support a good supporting performance, highintensity, fastshifting, the advantages of safe and reliable. Hydraulic support and flexible conveyor and coalmining mechanization of integrated coal mining equipment its application by the coal faceproduction, raising labor productivity, lower costs, reduce manual workers and guarantee safe production is indispensable for effective measures. Therefore hydraulic support is technically advanced and economically rational, security, reliability, is to achieve prehensive mining machinery automation indispensable for major equipment. The topic of this design is The Overall Design for the Support and Support Cover Hydraulic Support And the Design for the Major the design,first of all， I analysised overall of hydraulic support , structure and structure size of the I analysised stress and calculated intensity. The most important was that I analysised and Calculated the force of Top beam。華北科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） i 摘 要 在采煤工作面煤炭生產(chǎn)過程中 ，為了防止頂板冒落，維持一定的工作空間，保證工人安全和各項(xiàng)工作的正常運(yùn)行，必須對頂板進(jìn)行支護(hù) 。 Calculated the foece of hydraulic support by Computer program。支架還采用屈服強(qiáng)度 8001000MPa 的鋼板，既有較高的強(qiáng)度、硬度和韌性， 又 具有良好的冷焊性能。 (2)新型放頂煤液壓支架。 (6)大傾角工作面支架。 (4)高壓化。所以，今后除應(yīng)繼續(xù)針對我國國情和煤層具體條件，開發(fā)一些新架型、新品種外，還應(yīng)在設(shè)計(jì)支架控制系統(tǒng)和提高支架的工作可靠性方面下功夫。支撐式液壓支架又有垛式和節(jié)式之分 。所以垛式 支 架僅適用于頂板較堅(jiān)硬和穩(wěn)定的煤層。所以稱為掩護(hù)式支架。因此，液壓支架是技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、安全上可靠的實(shí)現(xiàn)采煤綜合機(jī)械化和自動化不可缺少的主要設(shè)備。 (3)支架和輸送機(jī)前移。由于不同采煤工作面的頂?shù)装鍡l件、煤層厚度、煤層傾角、煤層的物理機(jī)械性質(zhì)等的不同，對液壓支架的要求也不同。 (3)防矸性能要好。 (12)液壓元件要可靠。 2） 掩護(hù)式液壓支架的結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng) 。 頂梁 的 結(jié)構(gòu) 1） 支撐式液壓支架的頂梁結(jié)構(gòu) 華北科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 支撐式液壓支架頂梁結(jié)構(gòu)型式如圖 。 圖 1前梁 2后梁 3尾梁 4前梁千斤頂 5后梁伸縮千斤頂 2） 掩護(hù)式液壓支架的 頂 梁結(jié)構(gòu) 掩護(hù)式液壓支架頂梁結(jié)構(gòu)型式如圖 。如圖 所示為鉸接式頂梁，頂梁 1 為整體結(jié)構(gòu)，頂梁后端直接與掩護(hù)梁 4鉸 接，取消了三角區(qū)，立柱直接支撐在頂梁上。 如圖 、后連桿是整體式的結(jié)構(gòu)型式?；顒觽?cè)護(hù)板通過彈簧 筒 和側(cè)推千斤頂與梁體連接，以保證活動側(cè)護(hù)板與鄰架的固定側(cè)護(hù)板靠緊。另 —華北科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 種是鉸接式側(cè) 護(hù) 板，如圖 。為使底座在一定范圍內(nèi)適 應(yīng) 底扳起伏不平的變化，通常把底座制成前、后或左、右對分式。同時底座后部重量大于前部，避免移架時啃底。時，多在工作面下排頭支架上安設(shè)有效的防倒防滑裝置；而傾角大于 25176。 兜角式防滑裝置的防滑千斤頂安裝在排頭支架的底座下側(cè)，同千斤頂相連的圓環(huán)鏈通過導(dǎo)鏈筒與第三架底座后部的鉸接座相連。為解決此問題，先后采用了伸縮掩護(hù)梁 、 伸縮頂梁 、 改變掩護(hù)粱與底座的鉸接點(diǎn)位置和四連桿機(jī)構(gòu)。為了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。 圖 立柱的結(jié)構(gòu)型式 （ 1） 單伸縮雙作用立柱（圖 a）只有一級行程，伸縮比一般為 左右。把支架降至原來高度，拆下另兩根機(jī)械加長桿的卡環(huán)，用同樣的方法使這兩根機(jī)械加長桿達(dá)到與前兩根相同的高度為止。立柱壓力高，一般為 30～ 60MPa。 (2)厚度不超過 時，需要選擇帶有護(hù)幫裝置的掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式液壓支 架。 6)設(shè)備成本 在同時允許選用幾種架型時，應(yīng)優(yōu)先選用價格便宜的支架。 表 節(jié)理裂隙間距表 2c 可按所測得的分層厚度 xH 查表 得到。因此，支撐力也相應(yīng)集中在控頂區(qū)的后半部，以阻止上部巖層的移動，實(shí)現(xiàn)切頂。支架承受載荷 1Q 和 2Q ，使 支架頂梁后部受力大，同時底板對底座后部的反作用力也大。頂板作用在 頂 梁上的為合力 3Q ，裁荷分布如圖 所示?；卷攭毫⒂烧麄€支架和采空區(qū)垮落巖 石承擔(dān) ，或者 有 可能在切頂時，基本頂直接加壓在掩護(hù)梁上，這就使掩 護(hù)梁上載荷劇增，迫使頂粱 支 撐力減少，使支架難以承受頂板的壓力 和 控制頂板的 冒 落。 （ 3） 瓦斯等級。 (7)配套尺寸。一般根據(jù)單位缸長行程1K 來確定，當(dāng) 1K ＜ ，可采用單伸縮立 柱 。 (2)掩護(hù)梁和后連桿長度的確定。 頂梁參數(shù)的確定 1）頂梁長度計(jì)算的有關(guān)因索 支架頂梁長度與配套尺寸有直接關(guān)系。 2）支架立柱的支撐方式和支柱間距的確定 支撐式液壓支架立柱為垂直布置。 3）立柱柱窩位置的確定 （ 1）掩護(hù)式液壓支架柱窩位置的確定 掩護(hù)式液壓支架立柱上、下柱窩位置的確定，對液壓支架能否正常工作，極為重要。所以，支架支撐力分布也為三角形，以此計(jì)算立柱上柱窩位置。 1） 平衡千斤頂安裝位置的確定原則。 華北科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 圖 頂梁和掩護(hù)梁分離體 1 1 2 1 1 2 3 1 1 6 2 1 30 , ( ) c o s ( ) sin ( ) ( ) 0ot tM F W h h p L L L p h h h F x L?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? （ 413） 取頂梁為分離體，如圖 。；支架在最低位置時，頂梁能上擺 10? ，或頂梁和掩護(hù)梁近似成 180? 。 側(cè)推千斤頂?shù)?控 制方式和位置的確定 側(cè)推千斤頂伸出時，使活動側(cè)護(hù)板外移，可密閉架間間隙，起到防矸、導(dǎo)向、防倒和調(diào)架等作用；側(cè)推千斤頂縮回時，使活動側(cè)護(hù)板縮回，可減少移架阻力。由于頂梁在頂板載荷作用下，要求側(cè)推千斤頂?shù)耐评Υ?，才能靈活操作頂梁側(cè)護(hù)板，因此在頂梁上一般布置兩個側(cè)推千斤項(xiàng)、兩個彈簧筒。但在工作面中安裝液壓支架后，通風(fēng)斷面積明顯減小。 （ 4）通過分析和計(jì)算可知，掩護(hù)梁上矸石的作用力，只能使支架實(shí)際支護(hù)力受阻降低。 液壓支架受力分析與計(jì)算 鉸接式頂梁支撐式液壓支架的受力分析和計(jì)算 鉸接式頂梁支撐式液 壓支架受力如圖 。再取頂梁和掩護(hù)梁為分離體，如圖 。 華北科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 43 圖 整體支架分離體受力 對 d? 點(diǎn)取矩，整理后有 1 1 11()F x x F W hx F??? ? ? （ 511） 由式 56可知，當(dāng)平衡千斤頂為拉力，即 sp ?為 且 W= 時， 1F 由最大值， 1F? 也有最大值。當(dāng) xgL /3，載荷分布為三角形，如圖 所示。由于底板巖性不同，含水量不同等因素，使底板具有不同的抗壓強(qiáng)度。計(jì)算底板比壓時，首先計(jì)算底板與底座的接觸面積。 圖 頂梁梯形載荷分布 頂梁前端比壓： 16 32 2( 2 ) *10ggmF x Lq LB ??? （ 513） 式中： mB 頂梁寬度。 支撐掩護(hù)式液壓支架的受力 分析和計(jì)算 支撐掩護(hù)式液壓支架整體受力如圖 。當(dāng) sp為“一” (平衡千斤項(xiàng)為拉力 )且 W＝ 時， 1F 有最大值。圖中 L和 1L 為已知，對 a點(diǎn)取矩，可求得 mF為 1pLF L?? （ 51） 再取后梁為分離體，如圖 。 （ 5）立柱 和短柱按最大工作阻力計(jì)算 。一般按工作面允許風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算。由于在頂梁和掩護(hù)梁上焊有橫筋板，則側(cè)椎千斤頂?shù)陌惭b位置要與橫筋板相適應(yīng)，一般為對稱布置，這樣可以使側(cè)護(hù)板受力平衡。其優(yōu)點(diǎn)是防止頂板巖石從架間冒落，移架時摩擦阻力小。當(dāng)支架在最高位置時，平衡千斤頂達(dá)到最小長度 4L ，如圖 。 華北科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 當(dāng)支架降到頂梁和掩抄梁成 180? 角時．為使平衡干斤頂不與掩護(hù)梁發(fā)生干涉 ，可以按下式計(jì)算 7h ： eB22b bDhh ?? ? ? ? （ 415） 式中 ： eB ：掩護(hù)梁厚度， m； bD ：平衡千斤頂外徑． m； b? ：平衡干斤頂外徑與掩護(hù)梁間之間隙， — 般取 ； 1h ： 瞬心 點(diǎn)至頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)的距離， m； 平衡千斤頂在作拉力時，取 x＝ ／ gL ；平衡千斤頂在作推力時，取 x＝ gL 。當(dāng)立柱的上、下柱窩位置確定后，就可以根據(jù)頂板載荷分布來確定平衡千斤頂?shù)奈恢谩? 圖 頂梁受力分析 對 A 點(diǎn)取矩： 0aM ?? 11 1 1 2 1c o s s in ( ) 03 gt FLF W h p x p h h??? ? ? ? ? （ 49） 1 1 1 1 2 1s i n ( )3c osgLF F Wh p h hx p ??? ? ?? 式中 x： 立柱上柱窩至頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)的距離， m； 1F ：支架支護(hù)阻力， 1cF qF? ， kN； g：支架最大支護(hù)強(qiáng)度， kN／ 2m ； 華北科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 cF ：支護(hù)面積， 2m ； gL：頂梁長度 (不包括頂梁與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁后端的距離 )， m； tp ：立柱工作阻力之和， kN； 1h ：頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁頂面的距離， m； 2h ：立柱上校窩中心至頂梁頂面的距離， m； ? ：立柱在最高位置時的傾角 ； ②立柱下柱窩位置的確定。 ①立柱上柱窩位置的確定。一般立柱軸線與頂梁垂線的夾角小于 30? (支架在最低工作位置時 )，因?yàn)榻嵌容^大，可使調(diào)高范圍增加。另外，在輸送機(jī)鏟煤板前也留有一定