【正文】 ..................... 18 支架工作方式對(duì)頂梁長(zhǎng)度的影響 .................................. 18 頂梁長(zhǎng)度計(jì)算 .................................................. 18 立柱布置 ........................................................... 19 液壓支架的性能參數(shù)確定 .............................................. 20 ............................................ 20 ............................................ 20 .............................................. 21 ........................................ 21 4液壓支架主要部件設(shè)計(jì) ..................................................... 22 支架主要部件的設(shè)計(jì)要求 ............................................. 22 頂梁的設(shè)計(jì) ......................................................... 22 頂梁結(jié)構(gòu)形式 .................................................. 22 頂梁斷面形狀 ................................................. 23 底座的設(shè)計(jì) ......................................................... 24 掩護(hù)梁的設(shè)計(jì) ........................................................ 25 連桿的設(shè)計(jì) .......................................................... 26 頂梁側(cè)護(hù)板的設(shè)計(jì) .................................................... 27 主要作用 ...................................................... 27 側(cè)護(hù)板的種類(lèi)與選擇 ............................................ 27 6 側(cè)護(hù)板的結(jié)構(gòu)型式 .............................................. 28 立柱的設(shè)計(jì) ......................................................... 29 立柱 尺寸確定 .................................................. 30 ........................................... 30 5液壓支架頂梁受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 ........................................... 32 液壓支架頂梁受力分析 ................................................ 31 液壓支架受力特點(diǎn)及分析假設(shè) ..................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 關(guān)鍵詞：液壓支架、底座、頂梁、前后連桿 3 Abstract This design is entitled ZY3200 type hydraulic support, including roof beams, base, cover beams, front and rear connecting rod body design and top beam intensity calculations. Hydraulic supports is a very important device in the coal industry, it is in the coal face in order to prevent the roof cave, to maintain a certain space, to ensure the safety of workers and the work of the normal operation of the roof for support. It is based on highpressure liquid as the driving force to achieve support, cut the top, mobile hydraulic support and a whole set of processes over conveyors. Keywords: Hydraulic support、 Base、 Topbeam、 Front and rear linkage 4 目 錄 前言 ........................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。液壓支架是以高壓液體為動(dòng)力，由若干個(gè)液壓元件（油缸、閥件） 與一些金屬構(gòu)件組合而成的一種支撐和控制頂板的采煤工作面設(shè)備，具有強(qiáng)度高、移動(dòng)速度快、支護(hù)性能好、安全可靠等特性。 液壓支架是以高壓液體為動(dòng)力，由金屬構(gòu)件和若干液壓元件組成。 90％ 以上的美國(guó)長(zhǎng)壁綜采工作面使用了電液控制兩柱掩護(hù)支架，其額定工作阻力最高可達(dá) 9 800 kN，初撐比為 ～ ，移架循環(huán)時(shí)間大多小于 10 s。 從 20 世紀(jì) 90 年代中期開(kāi)始，我國(guó)液壓支架進(jìn)入了快速發(fā)展階段 ，全國(guó)綜掘綜采工作面數(shù)量大幅度提高，液壓支架的性能 、 參數(shù) 、 可靠性有了明顯的提高，支架的架型不斷豐富，如大采高支架 、 薄煤層支架 、 大傾角液壓支架 、 鋪網(wǎng)液壓支架和端頭支架等 。因此，液壓支架的設(shè)計(jì)工作是很重要的。 7． 井向罐籠尺寸 根據(jù)井向罐籠尺寸考慮支架的運(yùn)輸外形尺寸。 20 世紀(jì) 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，他們積極開(kāi)發(fā)和應(yīng)用新技術(shù)，致力于高性能 、 高可靠性的新一代重型液壓支架的研制 。 如洛斯公司 20 英里礦在長(zhǎng)壁綜采面用工作阻力為電液控制兩柱掩護(hù)式支架， 1997 年 6 月產(chǎn)商品煤 萬(wàn) t，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 8 900 kN 電流控制的兩柱掩護(hù)式支架，月產(chǎn)煤達(dá)到 萬(wàn) t。當(dāng)需要降柱時(shí)，高壓液進(jìn)入立柱的活塞桿腔，另一腔回液，迫使活塞桿下降，于是頂梁脫離頂板。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。 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。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。 液壓支架生產(chǎn)能力的確定，為了保證工作面采煤機(jī)連續(xù)截煤，整個(gè)工 作面支架的移機(jī)速度應(yīng)大干采煤機(jī)連續(xù)截煤的平均截煤牽引速度。 工作阻力的確定 目前，國(guó)內(nèi)外確定支架支護(hù)強(qiáng)度和工作阻力，通常采用巖重倍數(shù)法和經(jīng)驗(yàn)類(lèi)此法來(lái)估算。 11 3 液壓支架 整體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 液壓支架基本參數(shù) 的確定 支架的高度和支架的伸縮比 （一） 支架高度 支架高度的確定原則，應(yīng)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(lái)確定， 其最大與最小高度為： 1mmH h S?? （ 31） 2n n aH h S a ?? ? ? ? （ 32） 式中 ， mH —— 支架最大高度 （ mm）； nH —— 支架最小高度 （ mm）； mh —— 煤層最大厚度（ mm）； nh —— 煤層最小厚度（ mm）； 1S —— 考慮偽頂、煤皮冒落后仍有可能靠初撐力所需要的支撐高度，一般取200～ 300mm； 2S —— 頂板最大下沉量，一般取 100～ 200mm； a —— 移 架時(shí)支架的最小可縮量，一般取 50mm； a? —— 浮矸石、浮煤厚度，一般取 50mm。對(duì)于破碎頂板，梁端距不應(yīng)超過(guò) 100mm，但實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)。 液壓 支架四連桿機(jī)構(gòu)的確定 四連桿機(jī)構(gòu)的作用 （一） 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。 Q≤ 75176。 （ 3）圖 可知，掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn) e? 和瞬時(shí)中心 O 之間的連線與水平線夾角為 ? ，θ 14 設(shè)計(jì)時(shí)，要使 tan? ≤ 以下，主要原因是 ? 角直接影響附加力 yQ 的數(shù)值大?。? （ 4）支架的工作段要取曲線向前凸的那一段，如圖 的 h 段，其原因?yàn)楫?dāng)頂板來(lái)壓時(shí)，立柱讓壓而下縮，使頂梁有前移的趨勢(shì)防止巖石向右移動(dòng)，又可以使作用在頂梁的摩擦力指向采空區(qū)，同時(shí)底板阻止底座向右移，使整個(gè)支架產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，從而增加了前梁端部的支護(hù)力，防止頂梁前端頂板冒落又可以使底座前端比壓減小，可防止啃底，有利移架；再則減少了水平力的合力，由于支架所承受的水平力有掩護(hù)梁來(lái)克服，所以減輕了掩護(hù)梁的受力。確定掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)至頂梁頂面之距（預(yù)確定為 160mm），和后連桿下鉸點(diǎn)至底座底面之距（預(yù)確定為 250mm）。 2 7 9 0)2 5 01 6 0(3 4 0 01 ????h G A 16 9 9 0)2 5 01 6 0(1 4 0 02 ????h 取 1P =50176。 通過(guò)此作圖方法， 求得的前連桿的長(zhǎng) 度是 1568mm。 選取采煤機(jī)型號(hào)為 MG180/420WDK型采煤機(jī)， 規(guī)格（長(zhǎng) 寬 高）（ mm）為11074 2042 1180， 截深 800 mm。 我國(guó)已定制了不同頂板等級(jí)的支護(hù)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，支護(hù)強(qiáng)度除可按規(guī)定選用外，還可按經(jīng)驗(yàn)公式結(jié)算。一般取初撐力為（ ～ ）倍的工作阻力。 底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架 的部件。半鉸接式頂梁如圖 c 所示，它克服了全鉸接式的缺點(diǎn)， 當(dāng)頂梁中部頂板出現(xiàn)凸起時(shí)，使前、后梁向上翹；當(dāng)頂板出現(xiàn)凹坑時(shí)，由于交接點(diǎn)下部有平整碰頭阻止，支架頂梁仍保持平整位置。本支架采用圖 a 示的結(jié)構(gòu)。 （ 2） 開(kāi)式頂梁 開(kāi)式頂梁結(jié)構(gòu)如圖 所示。 如圖 所示 圖 底座 掩護(hù)梁的設(shè)計(jì) ZY3200 型掩護(hù)式支架掩護(hù)梁采用整體箱形焊接結(jié)構(gòu)，充分考慮了支架復(fù)雜的三維空間受力，以及垮落頂板對(duì)梁體可能造成的沖擊破壞，安全系數(shù)大，強(qiáng)度高。 主要作用 （ 1）擋矸 可改善頂梁與掩護(hù)梁的護(hù)頂、防矸性能，隔離控頂區(qū)與采空區(qū)、防止冒落矸石竄入工作面，減少冒矸形成的粉塵； （ 2）導(dǎo)向 在支架移架時(shí)起導(dǎo)向作用； （ 3）防倒、調(diào)架 活動(dòng)側(cè)護(hù)板增強(qiáng)了支架側(cè)向穩(wěn)定性，其上設(shè)置的彈簧與千斤頂都起防倒與調(diào)架作用。這種側(cè)護(hù)板可以適應(yīng)工作面開(kāi)采方向變化的要求，有利于防倒和調(diào)架。 29 立柱設(shè)計(jì) 支架的各部分尺寸確定以后，可以對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。當(dāng)中缸縮回到最低位置時(shí)，靠外力把單向閥 M 頂開(kāi)，此時(shí)，活柱縮回，完成降柱過(guò)程。為避免立柱完全縮回，支架出現(xiàn)“壓死 ” 現(xiàn)象，采煤工作面的生產(chǎn)循環(huán)英保證在“壓死”前就前移。 （ 3） 頂梁、底座與頂?shù)装灞徽J(rèn)為均勻接觸，載荷沿支架長(zhǎng)度按線形規(guī)律分布，沿支架寬度方向?yàn)榫肌? 當(dāng)支架支撐在頂板和底板之間時(shí)，無(wú)論取其整體或是某部分為分離體，皆處于平衡狀態(tài)。 ? ?? ? 6 4 o s30s i n6 3 8 1)10s i o s8 6 (3 6 0 01 ?? ??????????? ????F kNF 37401 ? 將求的 1F 代入 (51)求出 x ? ? ????????? 3740 o i n381x ? ?3 7 4 0 7 4 i n3 6 0 s3 6 0 0 ???????? ?? ?x 列出水平方向和垂直方向的力系平衡方程，再由此解出頂梁和掩護(hù)梁的鉸接內(nèi)力 ax 和 ay kNWFPPx ta o s49910s i n3600c o ss i n 1281 ??????????? ???? kNFPPy ta 55374030s i n49910c o s3600s i nc o s 1281 ????????? ???? 則合力 ? ? kNF 855565 22 ???? ,與水平線的夾角是 ?406555arc tan ?