【正文】 綜合機(jī)械化不僅產(chǎn)量大，效率高，成本低，而且能減輕笨重的體力勞動(dòng)，改善作業(yè)環(huán)境那，是煤炭工業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向。過(guò)短的話，強(qiáng)度不夠，影響千斤頂?shù)恼９ぷ?；過(guò)長(zhǎng)使千斤頂?shù)男谐炭s短影響伸縮梁的伸出長(zhǎng)度。液壓支架設(shè)計(jì)使用安全辨析。 活塞靠密封圈密封，密封圈有 O 形、 Y形、 U 形、 鼓形、蕾形等。但是，由于支架的頂梁長(zhǎng)短和間距大小不同，所以并不能完全反映支架對(duì)頂板的支撐能力。 當(dāng)需要支架上升支護(hù)頂板時(shí)，高壓乳化液進(jìn)入立柱的活塞腔，另一腔回液，推動(dòng)活塞上升，使 與活塞桿相連接的頂梁緊密接觸頂板。 掩護(hù)梁在 y方向的投影面積： Fy= sin55186。 39。 撐掩護(hù)式支架的受力分析與計(jì)算 易得： 239。 圖 212 液壓支架總體簡(jiǎn)圖 ① ． 立柱下柱窩中心至底座地面的距離 按比例類比 ZZ4000/17/35 型液壓支架，取 h3=280mm ② ． 前后排立柱最低位置時(shí)的傾角 39。KN ㈣ 確定 12?? 直接支撐的支撐掩護(hù)式支架，立柱的傾角較小，且一般后排的立柱的傾角2? 小于前排立柱的傾角 1? ；支撐掩護(hù)式支架，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求呈傾斜或直立布置，一般立柱軸線與頂梁垂線的夾角小于 10176。 參考以上公式和查閱綜采支護(hù)手冊(cè)得，取頂梁長(zhǎng)度取 3920mm，此外應(yīng)注意采用及時(shí)支護(hù)方式，即先移架后推溜，因此要求要求頂梁由較大的長(zhǎng)度。通常，掩護(hù)式液爪支架的底座長(zhǎng)度取移架步距的 3． 5 倍 (一個(gè)移架步距為 )，即 左右；支撐掩護(hù)式液壓支架的底 座長(zhǎng)度取移架步距的 4倍，即 左右。 3）掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)和瞬心中心間的只限于水平線夾角θ，滿足 tanθ≤。它克服了以上兩種側(cè)護(hù)板的缺點(diǎn)，但由于架間側(cè)護(hù)板造成三角帶易填入碎矸，影響了架間密封效果。折線型相對(duì)直線型支架斷面大，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，但工藝性差，所以很少采用。寬度的確 定應(yīng)考慮支架的運(yùn)輸、安裝和調(diào)架要求。國(guó)內(nèi)外整層垮落開(kāi)采緩后煤層的采面礦壓初步研究成果可知：隨著采高加大，上覆巖層動(dòng)壓現(xiàn)象仍然存在，且表現(xiàn)頻繁；直接頂越穩(wěn)定，高支架支護(hù)效果越好；支架應(yīng)具有足夠的支護(hù)力，特別是對(duì)老頂來(lái)壓強(qiáng)烈的頂板；采高加大后，應(yīng)防止片幫、冒頂，盡力保持支架的穩(wěn)定性，為此提高支架剛度是十分重要的。 今后，我國(guó)的液壓支架的設(shè)計(jì)將朝技術(shù)含量大、鋼板強(qiáng)度大、移架速度快 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 4 （ 6~8s∕架）和電液控制閥的方向發(fā)展，對(duì)有破碎帶和斷層的工作面將加大支架的移架力，盡量采用整體可靠推桿和抬底座機(jī)構(gòu)，并減少千斤頂數(shù)量。因而綜合機(jī)械化采煤少不了要用自移式液壓支架。其特點(diǎn)是綜采工作面裝備 采用大功率電牽引采煤機(jī)、電液控制的大噸位液壓支架及大運(yùn)量輸送機(jī)等機(jī)電一體化高新技術(shù)。同時(shí)把采空區(qū)后排支柱和鉸接頂梁拆除，讓頂板巖石冒落下來(lái)，即為回柱放頂。 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(guò) 400mm，為減少割煤時(shí)間，一般采用 ~1m 截深。 液壓支架式以高壓液體為動(dòng)力，由金屬構(gòu)件和若干液壓元件組成。在采用雙伸縮立柱時(shí)垛式液壓支架的伸縮比為 ；支撐掩護(hù)式液壓支架為 ；掩護(hù)式液壓支架可達(dá) 。本設(shè)計(jì)底座長(zhǎng)度取 2600mm。另一種是兩側(cè)皆為活動(dòng)側(cè)護(hù)板。 （ 2）四連桿機(jī)構(gòu)對(duì)液壓支架的影響： 1）對(duì)支架在調(diào)高范圍內(nèi)梁端距的大小有重要影響 2）影響支撐效率 3）雙紐線軌跡變化對(duì)支架垂直支撐力有重要影響 4）雙紐線軌跡影響連桿、掩護(hù)梁等連接部件的受力情況 （ 3）對(duì)四連桿機(jī)構(gòu)的基本要求 為了掌握四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，必須正確理解四連桿機(jī)構(gòu)的作用。 從幾何關(guān)系出發(fā)可以列出如下兩式： 1 1 2c o s c o sG P A Q L?? （ 24） 2 2 2c o s c o sG P A Q L?? (25) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 14 將式 2 25聯(lián)立可得： 21cos coscos cosPPAG Q Q?? ? (26) 支架計(jì)算高度為支架高度減去掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)至頂梁頂面的距離和后連桿下鉸點(diǎn)至底座地面的 距離。同時(shí)為了防止當(dāng)采煤機(jī)向支架內(nèi)傾斜時(shí)，采煤機(jī)滾筒不截割頂梁，又考慮到采煤機(jī)截割時(shí)，不一定把煤壁截割成一垂直平面，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，要求頂梁前端距煤壁最小距離為 300mm ，這個(gè)距離叫空頂距。此時(shí)認(rèn)為支架頂梁承受集中載荷 F1在頂梁 1／ 3處，取 頂梁為分離體，受力情況如圖 210 所示 : 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 19 對(duì) A點(diǎn)取矩： MA=0? ； 即? ? ? ? ? ? 11 1 1 1 2 1 1 2 1 2 2 2 1 2 2 lgF W c o s s in s in c o s 03Fh P t x l P t h h P t h h P t? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 整理得： ? ? ? ?1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 2 21 1 2 2lg F W c os si n si n3 c os c osF h P t l h h P t P tx P t P t? ? ???? ? ? ? ?? ? （ 29） 式中： x—— 支架后排立柱上柱窩至頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)的距離， m； F1—— 支架支護(hù)阻力， Fl＝ CqF ， kN； q—— 支架最大支護(hù)強(qiáng)度， kN／ 2m ； CF —— 支護(hù)面積， 2m ； lg —— 頂梁長(zhǎng)度 (不包括頂梁與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁后端的距離 )， m；lg ==； 1Pt ， 2Pt —— 前、后排各立柱工作阻力之和， kN； 1h —— 頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁頂面的距離， m；取 1h = 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 20 2h —— 立柱上柱窩中心至頂梁頂面的距離， m；取 2h = 1? , 2? —— 前后排立柱在最高位置時(shí)的傾角， W—— 頂梁與頂板間的摩擦系數(shù) ㈠支護(hù)強(qiáng)度 q 確定 支護(hù)強(qiáng)度取 決于頂板性質(zhì)和煤層厚度。來(lái)考慮，具體計(jì)算如圖 211所示。 (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)度方向按線性規(guī)律分布，沿支架寬度方向?yàn)榫鶆?分布。 39。 ③、確定掩護(hù)梁的面積 由四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)知掩護(hù)梁的長(zhǎng)度 1150mm，估計(jì)其寬度與頂梁寬度一致，由于工作時(shí)有側(cè)護(hù)板伸出，所以其寬度就為 。 此時(shí)畫(huà)液壓支架的總裝配圖的草圖以確定液壓支架缸的行程，根據(jù)液壓缸各部分零件的定位要求，一一確定各部分零件的尺寸。一般采用調(diào)高泵站工作壓力的辦法來(lái)提高初撐力，以免立柱的缸徑過(guò)大。加大伸縮梁的伸縮油缸的缸徑，防止受頂板摩擦阻力對(duì)它的別卡，無(wú)需降架即可實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)割煤后新暴露的頂板提供立即支護(hù)，防止因伸出伸縮梁而降架松動(dòng)頂板造成冒頂事故。 （ 3）頂板在支撐狀態(tài)時(shí)，伸縮比較困難，尤其對(duì)整頂梁上的伸縮梁，因而一般不用于整頂梁 ，對(duì)于鉸接分體頂梁也要提高伸縮千斤頂?shù)耐评?，與前梁千斤頂?shù)耐评ζヅ?。在缸體的上端有導(dǎo)向套，他為 活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。 零部件圖 具體見(jiàn)圖紙。 鑒于實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)條件的限制，本論文在許多方面做得還不夠完美，不免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，希望大家見(jiàn)諒。 下料、粗車、熱處理、半精車、精車。 活塞與缸體內(nèi)徑的配合精度為 H9/f9 由互換性計(jì)算出： 活塞與缸體的配合公差 Tf 為 ： 導(dǎo)向套外表面與缸體配合精度為φ 55H10/f9 則計(jì)算的配合公差 Tf 為 : 主要零部件包括缸體、活塞、導(dǎo)向套、缸蓋等。 圖 31 2 .伸縮梁 前梁為箱式結(jié)構(gòu)，由鋼板焊接而成，伸縮梁為“抽斗”式結(jié)構(gòu)，一般還有護(hù) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 38 幫裝置，其特點(diǎn)如下： （ 1）它伏套在前梁外部，用設(shè)哦所千斤頂控制其伸縮?？傊舜蔚目傮w設(shè)計(jì)讓我無(wú)論在理論知識(shí)，還是實(shí)際應(yīng)用都受益頗深。 支架初撐力的大小取決于泵站的工作壓力，立柱缸徑和立柱的數(shù)量。F1=,F2= 確定液壓缸的行程及結(jié)構(gòu)形式 液壓缸的行程主要液壓支架最低位置來(lái)確定。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 29 ①、矸石阻力的作用力的作用點(diǎn)的位置確定： x、 y 方向上矸石作用力就相當(dāng)于均勻載荷， W 的作用點(diǎn)就在掩護(hù)梁的 1/2 處。 ? ?336 4 3 4ta n s in c o s ta nc o s ta n s inbbx y WF ? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? （ 221） 6353c o s c o sc o s bF y WF ?????? (223) ? ?1 2 1 21 c o s c o s s in s in ta n1 ta nn a b a b CF P P P P WfL? ? ? ? ?? ??? ? ? ? ???? ?? （ 223） 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 27 圖 214頂梁分離體受力 Fn求出后，代入式 220，可求出 x。為偏于安全，在計(jì)算時(shí)把外載荷視為集中載荷。 2）立柱下柱窩位置計(jì)算 立柱下柱窩位置的確定，要有利 于移架，使底座前端 比壓小。同時(shí)為偏于安全，可以認(rèn)為頂梁前端載荷為零，載荷沿頂梁長(zhǎng)度方向向后越來(lái)越大，呈三角形分布，并按集中載荷計(jì)算。因此，先移架后推溜時(shí)頂梁長(zhǎng)度要比先推溜后移架時(shí)的頂梁長(zhǎng)度要長(zhǎng)一個(gè)步距，一般為 600mm。 2) 掩護(hù)梁和后連桿長(zhǎng)度的確定。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 10 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 11 控頂距與四連桿機(jī)構(gòu) ，也就是從支架頂梁后端檐到煤邦的距離 （ 1）四連桿機(jī)構(gòu)的作用： 四連桿機(jī)構(gòu)是掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架的最重要部件之一?；顒?dòng)側(cè)護(hù)板通過(guò)彈簧和側(cè)推千斤頂與梁體連接，以保證活動(dòng)側(cè)護(hù)板與鄰架的固定側(cè)護(hù)板靠緊。在設(shè)計(jì)支架的底座長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮如下諸方面： 支架對(duì)底板的接觸比壓要小；支架內(nèi)部應(yīng)有足夠的空間用于安裝立柱、液壓控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置；便于人員操作和行走，保證支架的穩(wěn)定性等。 液壓支架高度、采高確定 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)條件得到變化等因素來(lái)確定，其最大和最小高度為 Hm ≥ hm﹢ S1 （ 21） Hn≤ hn－ S2－ α－σ （ 22） 式中 Hm—— 支架最大高度，由設(shè)計(jì)題目知： Hm=； Hn—— 支架最小高度，由設(shè)計(jì)題目知： Hn=； hm—— 煤層最大厚度（最大采高）； hn—— 煤層最小厚度（最小采高）； S1 —— 偽頂 冒落的最大厚度，一般取 ～ ； S2—— 頂板周期來(lái)壓時(shí)的最大下沉