【正文】 其他部件選擇 (1).推移千斤頂 選用框架連接方式的推移千斤頂。 由上述底座的特點(diǎn)和適用條件，選擇底分剛性底座。 特點(diǎn)： ① .擋矸，密封性能好； ② .活動(dòng)側(cè)護(hù)板的接觸面積大，導(dǎo)向性好； ③ .可以調(diào)架，有利于支架的穩(wěn)定性； ○ 4 .結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、折裝較困難。 ① 簡(jiǎn)單鉸接式：簡(jiǎn)單鉸接式護(hù)幫板鉸接在整體梁或鉸接式頂梁的前端 (有伸縮梁時(shí)鉸接在伸縮梁頭上 )，千斤頂直接與護(hù)幫板相連接。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。 (9).要求支架有足夠的剛度，能承受一定的不均勻載荷和沖擊載荷。 液壓支架設(shè)計(jì)的目的和要求 設(shè)計(jì)目的 采用綜合機(jī)械化采煤方法是大幅度增加煤炭產(chǎn)量、提高經(jīng)濟(jì)效益的必由之路。 Pz2與 Pt 的差值取決于頂板的下沉速度或者來(lái)壓的強(qiáng)烈程度，同時(shí)取決于安全閥的溢流特性。 在計(jì)算移架速度時(shí)，升柱初撐時(shí)間為 tc與 ts 之和。 (1)升柱初撐階段 把操縱閥置于Ⅰ的位置后，來(lái)自泵站的高壓液打開(kāi)液控單向閥進(jìn)入立柱下腔使支架升起。 圖 支架的工作特性曲線 Fig .13 line of support work characteristic t0 — 初撐階段； t1 — 增阻階段； t2 — 橫阻階段； P1 — 初撐力； P2 — 工作阻力 液壓支架工況分析 液壓支架是以乳化液泵站的高壓液體為動(dòng)力，通過(guò)液控系統(tǒng)，按要求使支架及附屬裝置完成支撐、降柱、移架、推移輸送機(jī)以及防護(hù)等動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)支護(hù)工作機(jī)械化。 ⑤ 防倒防滑裝置 在煤層傾角較大（一般在 15176。 ② 液控單向閥 液控單向閥是液壓支架的重要元件之一。立柱式液壓支架的主要?jiǎng)恿υ?，可分為單伸縮和雙伸縮兩種。掩護(hù)梁與前后連桿、底座共同組成四連桿機(jī)構(gòu)，承受支架的水平分力。 掩護(hù)式支架適用于頂板不穩(wěn)定或中等穩(wěn)定、老頂周期來(lái)壓不明顯、瓦斯含量少的破碎頂板條件。至 70 年代中期，研制了 QY 型掩護(hù)支架和 ZY35 型支撐掩護(hù)支架。從消化引進(jìn)設(shè)備開(kāi)始，到我國(guó)能獨(dú)立設(shè)計(jì)、研究和制造液壓支架，我們已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)這些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和提高勢(shì)在必行。 I 摘要 我課題的研究?jī)?nèi)容是支撐掩護(hù)式液壓支架的總體 及推移千斤頂強(qiáng)度 設(shè)計(jì)。 在采煤工作面的煤炭時(shí)間生產(chǎn)過(guò)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)作業(yè)正常進(jìn)行，必須對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)。 80 年代以來(lái)，開(kāi)發(fā)了適用于堅(jiān)硬頂板的大噸位 TZ720 型支架，分層開(kāi)采自動(dòng)鋪聯(lián)網(wǎng)支架、放頂煤液壓支架及大流量安全閥和操縱閥等。 支撐掩護(hù)式支架是在吸收了支撐式和掩護(hù)式兩種支架 優(yōu) 點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種支架。當(dāng)?shù)装宀黄綍r(shí)，掩護(hù)梁還將承受扭轉(zhuǎn)載荷。單伸縮立柱調(diào)高范圍較小，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低；雙伸縮立柱則與之相反。它的作用是閉鎖立柱或千斤頂?shù)哪骋磺恢械囊后w，使之承受外載產(chǎn)生的增加阻力，使立柱或千斤頂獲得額定工作阻力。 以上）時(shí)，支架需加設(shè)防倒防滑裝置，以免支架降落或前移時(shí)傾倒或下滑。其中卸載、降柱、推移和升柱支架是液壓支架的主要操作工序，而支架之間的相對(duì)移動(dòng)、支架及部件在空間里保持規(guī)定的位置和前梁伸縮等為輔助操作工序。從打開(kāi)操縱閥到支架頂梁接觸到頂板為升柱過(guò)程，立柱活塞腔壓力從 Po 增到 Ps，所需時(shí)間為 ts，從頂梁接觸頂板到關(guān)閉操縱閥為初撐過(guò)程，立柱活塞壓力從 Ps 增到 Pc，所需時(shí)間為 tc(主要取決于支架液壓系統(tǒng)特性和支架操縱工的主觀判斷，有一定的隨機(jī)性 )。在分析和計(jì)算過(guò)程中不考慮 tc是不符合實(shí)際情況的。對(duì)強(qiáng)烈的頂板周期來(lái)壓，該差值 會(huì)很大，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致立柱結(jié)構(gòu)或控制回路的破壞或失效。為了滿足對(duì)煤炭日益增長(zhǎng)的需要，必須大量生產(chǎn)綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，迅速增加綜合機(jī)械化采煤工作面。 (10).在滿足強(qiáng)度條件下， 盡可能減輕支架重量。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 。這種形式的護(hù)幫板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 適用條件： ① .幾乎所有的支撐掩護(hù)式支架都可采用； ② .既可用于頂梁，也適用于掩護(hù)梁。 推移裝置的形式選擇 推移裝置作用：將輸送機(jī)推向煤壁，保證作業(yè)循環(huán)；將液壓支架推向煤壁方向，及時(shí)支護(hù)頂板。由于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架重量大，為了提高移架力，采用框 架連接方式的千斤頂來(lái)提高移架力。推移機(jī)構(gòu)采用加強(qiáng)推桿 、抗彎強(qiáng)度高，不易損壞。這種底座對(duì)底板不 平的適應(yīng)性好，減少了底座的扭轉(zhuǎn)和偏載載荷，但支架的整體剛性 有所下降。 圖 26 簡(jiǎn)單鉸接式 Fig .26 Simple Articulated 圖 27 四連桿式挑梁 Fig .27 4link cantilever beam Fourrod connecting shoulder girder 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 (1).直角式 直角式側(cè)護(hù)板又分為直角式單側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板 (如圖 28 所示 )和直角式雙側(cè)可調(diào)的活動(dòng)側(cè)護(hù)板 (如圖 29 所示 )。 (1)． 護(hù)幫 (挑梁 )裝置的類型和特點(diǎn) 護(hù)幫 (挑梁 )裝置的類型主要有兩類，一類是簡(jiǎn)單鉸接式，如圖 所示；另一類是四連桿式，如圖 27 所示。 ③ 鉸接式頂梁 (如圖 22) 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)。 (8).支架的穩(wěn)定性要好，底座最大比壓要小于規(guī)定值。頂?shù)装?、支架頂梁及立柱等的彈性變形?duì)卸載沖擊有不利影響。圖 所示為相鄰支架降移后立柱活塞腔壓力 Pz2略超過(guò) Pt 的溢流承載過(guò)程。因此出現(xiàn)了初撐力保證系統(tǒng)和自動(dòng)增壓初撐系 統(tǒng)等。圖 所 示為立柱的工作過(guò)程。 支架的工作阻力標(biāo)志著支架的最大承載能力。護(hù)幫裝置安設(shè)在支架頂梁前端，由護(hù)幫板和護(hù)幫千斤頂組成。在此過(guò)程中，可使立柱和千斤頂保持恒定的工作阻力，避免立柱、千斤頂過(guò)載損壞。 ① 立柱 支架上凡是支撐在頂梁（或掩護(hù)梁）和底座之間直接或間接承受頂板載荷、調(diào)節(jié)支護(hù)楊鎮(zhèn)源：支撐掩護(hù)式液壓支架總體及推移千斤頂強(qiáng)度設(shè)計(jì) 6 高度的液壓缸稱為立柱。掩護(hù)梁是掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架的特征部件之一。但由于頂梁短，立柱傾斜布置，故作業(yè)空間和通風(fēng)斷面小。 我國(guó)從 1958 年開(kāi)始設(shè)計(jì)掩護(hù)式支架，從1964 年開(kāi)始由專門研究室 全面開(kāi)展架型及閥類的攻關(guān)， 1970 年在山西大同首次全工作面裝備了 TZ140 型垛式液壓支架。綜合化采煤方法是高校安全的采煤方法，而液壓支架是綜合機(jī)械 化采煤方法中的最重要的設(shè)備之一?，F(xiàn)代長(zhǎng)壁工作面采煤已經(jīng)在開(kāi)采區(qū)使用液壓支架。而液壓支架的是以高壓液體作為動(dòng)力，由液壓元件與金屬構(gòu)件組成的支護(hù)和控制頂板的設(shè)備，它能實(shí)現(xiàn)支撐、切頂、移架和推移輸送機(jī)等一整套工序。到目前為止，適于我國(guó)高產(chǎn)高效的國(guó)產(chǎn)液壓支架有 20 余種架型，其中用于緩傾斜中厚煤層和緩傾斜厚煤層的各占一半。因此，它兼有支撐式和掩護(hù)式支架的特點(diǎn)和性能，可適應(yīng)各種頂?shù)装鍡l件。掩護(hù)梁一般做成箱式整體結(jié)構(gòu)，也有做成左、右對(duì)分結(jié)構(gòu)的。有的立柱兩端還有機(jī)械加長(zhǎng)段。液控單向閥往往和安全閥組合在一起，組成控制閥。防滑裝置一般安設(shè)在兩相鄰支架的底座側(cè)面，防倒裝置一般安設(shè)在兩相鄰支架的頂梁側(cè)面。這些輔助工序可與其中一種主要工序同時(shí)進(jìn)行，或者單獨(dú)進(jìn)行。 Po 是操縱閥打開(kāi)前立柱活塞腔壓力， Ps 是升柱過(guò)程中克服運(yùn)動(dòng)阻力和立柱、頂梁等自重所需的壓 力， Pc是初撐結(jié)束時(shí)立柱活塞腔壓力，其值取決于液壓系統(tǒng)特性和初撐時(shí)間 tc也有一定的隨機(jī)性。但對(duì)于具有初撐力保證系統(tǒng)或自動(dòng)增壓初撐系統(tǒng)的立柱控制回路，升柱初撐時(shí)間應(yīng)為打開(kāi)操縱閥到關(guān)閉操縱閥的實(shí)際所需時(shí)間，其值一般應(yīng)略大于 tc，由此可見(jiàn)初撐力保證系統(tǒng)或自動(dòng)增壓初撐系統(tǒng)可以解決同時(shí)要求快速移架和提高初撐力的矛盾。這主要是由于安全閥的溢流速度太慢而不能適應(yīng)頂板壓力來(lái)變化。而每個(gè)綜采工作面平均需要安裝 150 臺(tái)液壓支架，可見(jiàn)對(duì)液壓支架的需要量是很大的。 (11).要易于拆卸，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單。 為順利移架，前梁間一般要留有 100~150mm 間隙，從而增加了破碎頂板漏矸的可能性。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。 (2).折頁(yè)式 折頁(yè)式活動(dòng)側(cè)護(hù)板如圖 210 所示。 推移裝置由推移桿 、推移千斤頂和連接頭等主要零部件組成，其中推移桿是決定推移裝置形式和性能的關(guān)鍵部件。 (2).其他千斤頂 其他千斤頂有側(cè)推千斤頂，前梁回轉(zhuǎn)千斤頂和護(hù)幫千斤頂都采用雙作用活塞桿形式。 由上述推移裝置特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)推移裝置選用反向框架式長(zhǎng)推移桿 、 有較大的移架力，并在移架時(shí)對(duì)底座前部有上抬作用。 圖 210 折頁(yè)式活動(dòng)側(cè)護(hù) Foldingtype activities, side protection 圖 211 整體剛性底座 Overall rigid base 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 ③ .鉸接式分體底座 如圖 所示，鉸接式分體底座分為左右相對(duì)獨(dú)立的兩部分，從中擋處鉸接，左右底座在垂直方向可相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，無(wú)剛性約束。支架常用的活動(dòng) 側(cè)護(hù)板形式有直角式和折頁(yè)式兩種。在支架滯后支護(hù)的情況下，利用挑梁可實(shí)現(xiàn)及時(shí)支護(hù)；③在厚煤層分層開(kāi)采時(shí)，采上分層可利用挑梁掛網(wǎng)卷，采下分層可利用挑梁挑網(wǎng)兜。 。 (7).調(diào)高范圍要大，照明和通訊方便。這主要是由于封鎖高壓液體的液控單向閥的快速關(guān)閉引起。需要指出的是溢流承載階段可能發(fā)生在相鄰支架移架前或后，有一定的隨機(jī)性。同時(shí)也與泵站到立柱活塞腔的復(fù)雜液控系統(tǒng)特性有關(guān)。立柱的 工 作過(guò)程是在液壓控制系統(tǒng)支配下進(jìn)行的，圖 所示為最基本的立柱控制回路。此階段為增阻階段 1t ；隨著頂板壓力繼續(xù)增加，使立柱下 腔壓力 超過(guò)支架的安全閥調(diào) 正值時(shí)，安全閥打開(kāi)溢流，立柱收縮，使頂板壓力減小，立柱下腔壓力降低，當(dāng)?shù)陀诎踩y壓力調(diào)整值后，安全閥停止溢流，這樣在安全閥調(diào)整壓力的限止下，壓力曲線隨時(shí)間呈波浪形變化，此階段為恒阻階段 3t ，此時(shí)支架的工作阻力為 23104 ap D p n???, KN (12) 式中 pa ——支架安全閥的調(diào)定壓力， MPa ； 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 其它符號(hào)意義同前。我國(guó)規(guī)定，煤層采高超過(guò) ～ ，支架應(yīng)設(shè)護(hù)幫裝置，其目的在于防止煤壁片幫或在片幫時(shí)互幫板起到遮蔽作用，避免砸傷工作人員或損壞設(shè)備。卸載以后，工作腔內(nèi)的壓力低于調(diào)定壓力時(shí)，安全閥自動(dòng)關(guān)閉。 (2) 執(zhí)行元件 執(zhí)行元件包括立柱和各種千斤頂。 ② 掩護(hù)梁 阻擋采空區(qū)冒落的 矸石 竄入工作面并承受采空區(qū)冒落矸石的載荷和承受頂板通過(guò)頂梁傳遞的水平推力的部件叫掩護(hù)梁。 掩護(hù)式支架的支護(hù)性能是：支撐力較小，切頂性能差，但由于頂梁短，支撐力集中在靠近煤壁的頂板上，所以支護(hù)強(qiáng)度較大、且均勻，掩護(hù)性好，能承受較大的水平推力，對(duì)頂板反復(fù)支撐次數(shù)少，能帶壓移架。 50 年代英國(guó)研制的垛式支架和法國(guó)研制的節(jié)式支架代替了木支架、金屬摩擦支架，開(kāi)辟了采煤工作面支護(hù)設(shè)備的技術(shù)革命 ； 60 年代前蘇聯(lián)研制并改進(jìn)的 OMKT 型掩護(hù)式支架 (具有四連桿機(jī)構(gòu) )，解決了支架梁端距變化大且不能承受水平力的問(wèn)題，開(kāi)辟了液壓支架設(shè)計(jì)的新時(shí)代 ： 70年代主要是“立即支護(hù)”方式 ； 80年代以來(lái)，為提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，液壓支架在液壓性能和自動(dòng)化程度方面有了大幅度提高。 strength 目錄 前言 ....................................................................................................................................... 1 1 概述 ................................................................................................................................. 2 液壓支架發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀 ................................................................................. 2 液壓支架的應(yīng)用 ................................................................................................... 3 液壓支架的作用 ................................................................................................. 3 綜采工作面的布置 ............................................................................................ 3 液壓支架的類型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .............................................................