【正文】 的液壓支架有這種發(fā)展趨勢。這些裝置是為實現(xiàn)支架的某些動作或功能所必需的裝置。掩護式和支撐掩護式支架多采用直線型，使得制造工藝簡單。立柱類型： 立柱按動作不同分為單作用立柱和雙作用立柱；按結(jié)構(gòu)不同可分為活塞式和柱塞式；按伸縮不同可分為單伸縮式和雙伸縮式立柱。操縱閥按控制不同，可分為手控、液控、電控和電液控四種，按動作原理可分為往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種。隨著采煤機割煤的繼續(xù)，工作面液壓支架不斷重復(fù)上述四個主要動作過程。由于不同采煤工作面的底板條件、煤層厚度、煤層傾角、煤層的物理性質(zhì)等的不同，對液壓支架的要求也不同。 大采高工作面設(shè)備選型 工作面設(shè)備選型配套原則(一)生產(chǎn)能力配套 工作面生產(chǎn)能力取決于采煤機落煤能力，而刮板輸送機、液壓支架及運輸巷運輸設(shè)備的運輸能力要高于采煤機生產(chǎn)能力的20％以上，要保證工作面高產(chǎn)，工作面運輸設(shè)備的運輸能力要大于采煤機的落煤能力，液壓支架的移架速度一定要滿足采煤機高產(chǎn)快速運行的要求。支架的中心距，、。根據(jù)工作面生產(chǎn)能力的要求以及采煤機、液壓支架和運輸機的配套關(guān)系，參照國內(nèi)外工作面輸送機的技術(shù)參數(shù)以及該礦區(qū)近幾年綜采 “三機”配套成熟的經(jīng)驗，最終選定SGZ—1000/3000型運輸機。四連桿機構(gòu)在具有以上諸作用的同時，也有一些缺點。這樣四連桿機構(gòu)就可以確定了。因此，先移架后推溜時的頂梁長度要比先推溜后移架時的頂梁長度大一個步距，一般為600mm。采煤工作面風(fēng)速計算按下式進行。在頂梁下焊有鑄鋼柱窩，柱窩兩側(cè)有孔，用鋼絲繩或銷軸把立柱和頂梁連接起來。另一種是兩側(cè)皆為活動側(cè)護板?；顒觽?cè)護板裝在掩護梁的兩側(cè)。在設(shè)計支架時，應(yīng)根據(jù)支架結(jié)構(gòu)和配套要求合理選擇推移裝置的形式，并充分保證支架推移裝置對工作面條件和配套的適應(yīng)性。在支架正常工作時，立柱一般處于高壓受力狀態(tài)，其工作性能直接影響整個支架的工作狀態(tài)，因此設(shè)計時，要求具有合理的工作阻力和可靠的工作性能外，還必須有足夠的抗壓、抗彎強度，良好的密封性能，還應(yīng)有較大的伸縮行程，以滿足支架工作高度的要求?？梢圆患訐跞?。此時認(rèn)為支架頂梁承受集中載荷在頂梁1/3處，取頂梁為分離體，受力情況如圖62所示。 泵站壓力的確定泵站的壓力確定按產(chǎn)品目錄規(guī)定的泵站壓力，再考慮壓力損失，選取XRB2B型乳化泵，額定壓力為=35MPa。表面粗糙度為：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈密封時，～，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時，～；(2) 缸體內(nèi)徑D的圓度公差值可按10或11級精度選取，圓柱度公差值可按8級精度選??；(3) 缸體端面T的垂直度公差值可按7級精度選?。?4) 當(dāng)缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接時，螺紋應(yīng)取為6級精度的米制螺紋；(5) 當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸時，孔徑D1或軸徑d2的中心線對缸體內(nèi)孔軸線的垂直度公差應(yīng)按9級精度選??；(6) 為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)應(yīng)鍍以厚度為30～40μm的鉻層，鍍后進行珩磨或拋光?？ōh(huán)槽取動配合公差，螺紋則取較緊的配合。 平衡千斤頂位置的確定為了保證支架工作的可靠性，支架的支撐力分布，必須適應(yīng)頂板載荷分布。所以可以用值代入（627）式求得兩個，再取平均值即可。 平衡千斤頂?shù)脑O(shè)計兩柱掩護式液壓支架區(qū)別于放頂煤液壓支架和四柱支撐掩護式液壓支架一個主要方面是兩柱式液壓支架有平衡千斤頂，平衡千斤頂?shù)某霈F(xiàn)解放了兩根立柱，因此，平衡千斤頂在兩柱液掩護式壓支架中的作用是非常重要的。對活塞桿通常要求淬火，～1mm。對缸筒的要求：(1) 有足夠的強度，能長期承受最高工作壓力及短期動態(tài)試驗壓力而不致產(chǎn)生永久變形；(2) 有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲；(3) 內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)摩擦力作用下，能長期工作而磨損少，尺寸公差等級和形位公差等級足以保證活塞密封件的密封性；(4) 需要焊接的缸筒還要求有良好的可焊性，以便焊上法蘭或管接頭后不至于產(chǎn)生裂紋或過大變形。），支架降到最低位置時角最大。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。鼓型密封圈是兩個夾布U型橡膠圈壓制而成的整體實心密封圈，它和兩個L型防擠圈一起使用，～，可以不加擋圈。圖5－10 整體長推移桿 提底座機構(gòu)選擇設(shè)計兩柱掩護式支架的主要缺點是底座前端對底板比壓大，該礦區(qū)高產(chǎn)高效綜采面配套大槽寬內(nèi)寬(1000mm)刮板輸送機和大截深(800mm)電牽引采煤機，支架頂梁在立柱柱帽前部段較長，加劇了支架底座前端對底板比壓，造成底座容易扎底，影響支架移架速度。推桿都是采用鋼板焊接而成的箱體結(jié)構(gòu)，強度非常好。由于中擋底板分體，推移裝置處的浮煤、浮矸可隨支架移架從后端排到采空區(qū)，不需要人工清理，適應(yīng)高產(chǎn)高效生產(chǎn)要求。在設(shè)計時，根據(jù)左右工作面來確定左側(cè)或右側(cè)為活動側(cè)護板。由于頂煤易產(chǎn)生裂隙、破碎及跨落，要求頂梁盡可能適應(yīng)這種變化，具有良好的接頂性能，避免因局部壓力而引起損壞。但在工作面中安裝液壓支架后，通風(fēng)斷面積明顯減小。并以點為圓心，為半徑，交上一點點；以為圓心，為半徑，交上一點點，該、三點為液壓支架在三個位置時前連桿的上鉸點；1連接、為液壓支架降到中間位置和最低位置時后連桿的位置；1分別作和的垂直平分線交一點，即為前連桿下鉸點，為前連桿長度；1過點向H—H線作垂線，交一點，則，和為液壓支架的四連桿機構(gòu)。以上分析得知，為使支架受力合理和工作可靠，在設(shè)計四連桿機構(gòu)的曲線運動軌跡時，應(yīng)盡量使支架的工作段要取曲線向前凸的那一段，所以當(dāng)已知掩護梁和后連桿的長度后，從這個觀點出發(fā)，在設(shè)計時，只要把掩護梁和后連桿簡化成曲柄滑塊機構(gòu)，進行作圖就可以了，其掩護梁和后連桿構(gòu)成的曲柄滑塊機構(gòu)如圖4—2所示。通常，支撐掩護式支架的底座長度取4倍的移架步距。從技術(shù)先進性看，國內(nèi)外幾個主要采煤機廠家的主要產(chǎn)品相差不大，但可靠性有較大區(qū)別。根據(jù)上述原則，通過對該工作面開采地質(zhì)條件分析、研究，最終確定選用二柱支頂掩護式支架。液壓支架由不同數(shù)量的立柱和千斤頂組成，采用不同的操縱閥以實現(xiàn)升柱、降柱、移架、推溜等動作?？蛇m用于各種頂板條件，但支架操作次數(shù)增加，不能適應(yīng)高產(chǎn)高效要求，目前應(yīng)用較少。采煤機割煤后，支架尚未前移時（BB截面），端面距最大（等于采煤機截深）；當(dāng)支架降柱卸載前移，然后升柱支護新裸露頂板時，端面距又達到最?。–C截面）。若安全閥的密封性能不好，不能保證支架達到設(shè)計的工作阻力和穩(wěn)定的工作狀態(tài)，故要求安全閥的動作靈敏，閥的開啟壓力和關(guān)閉壓力差值很小，有一定的卸荷開口量，密封可靠和工作穩(wěn)定，沒有震蕩現(xiàn)象，有較長的使用壽命，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。 底座底座有三種類型：整體式 整體式底座是用鋼板焊接成的箱式結(jié)構(gòu),整體性強,穩(wěn)定性好,強度高,不易變形,與底板接觸面積大,比壓小；對分式 為使底座在一定范圍內(nèi)適應(yīng)底板起伏不平的變化,通常把底座制成前,后或左,右對分式；底靴式 底靴式底座的特點是每根立柱支承在一個底靴上,立柱之間用彈簧鋼板連接，立柱與底靴之間用銷軸連接，結(jié)構(gòu)簡單，動作靈活，對底板的不平整適應(yīng)性強，但剛性差，與底板接觸面積小，穩(wěn)定性差，一般用于節(jié)式支架。用途：l 用于支撐維護控頂區(qū)的頂板；l 承受頂板的壓力；l 將頂板載荷通過立柱、掩護梁、前后連桿經(jīng)底座傳到底板。根據(jù)支架各部件的功能和作用，其組成可分為四個部分：承載結(jié)構(gòu)件 如頂梁、掩護梁、底座、連桿、尾梁等。如尤蘭礦用電流控制的兩柱掩護式支架，班產(chǎn)一直保持在5000一6000噸。30多年來在液壓支架技術(shù)不斷發(fā)展中，形成了以煤科總院專業(yè)研究所和骨干支架制造廠設(shè)計所為主的支架研究設(shè)計隊伍，采用計算機CAD進行各種類型支架的設(shè)計，用有限元計算軟件等進行計算，并普及計算機繪圖。1980年起，人們?nèi)〉昧藢ψ砸剖揭簤褐Ъ艿难兄瞥晒Σ⒅鸩礁倪M完善，進而普遍推廣應(yīng)用，使回采工作面采煤過程中的落煤、裝煤、運煤和支護控頂?shù)裙ば蛉繉崿F(xiàn)綜合機械化，煤礦取得了較大綜合效益。采煤綜合機械化，是加速我國煤炭工業(yè)發(fā)展，大幅度提高勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn)煤炭工業(yè)現(xiàn)代化的一項戰(zhàn)略措施。我國制訂的緩傾斜工作面頂板分類及其它研究成果為支架設(shè)計、選型和使用提供了有力的指導(dǎo)依據(jù)。英國也在大力發(fā)展兩柱掩護式支架，工作阻力有了很大提高，達到6000—8000kN。其主要功能是承受和傳遞頂板和垮落巖石的載荷；液壓油缸 包括立柱和各類千斤頂。 掩護梁掩護梁是支撐掩護式和掩護式支架的特征之一，它直接承受冒落矸石的載荷和頂板通過頂梁傳遞的水平載荷引起的彎距，一般都采用有鋼板焊接而成的箱體結(jié)構(gòu)，在掩護梁上端與頂梁鉸接，下部焊有與前、后連桿鉸接的耳座。掩護式和支撐掩護式支架的底座多采用整體剛性平底座，各種形式的底座前端都制成滑橇形，避免移架時啃底，底座與立柱之間連接處用鑄鋼球面柱窩接觸，以免因立柱偏斜受偏載，并用限位板和銷軸限位，防止立柱脫出柱窩。液壓支架采用安全閥均為直動式，結(jié)構(gòu)簡單、工作靈敏度高，過載時，它能及時起到溢流作用，利用液壓和彈簧力的相互作用，以實現(xiàn)閥的開啟溢流和復(fù)位定壓作用。支架支撐頂板后，以其為支點操作推溜千斤頂。 設(shè)計目的采用綜合機械化采煤方法是大幅度增加煤炭產(chǎn)量、提高經(jīng)濟效益的必由之路。雖然支架的液壓缸（立柱和千斤頂）種類、數(shù)量很多，但其液壓系統(tǒng)都是采用多執(zhí)行元件的并聯(lián)系統(tǒng)。如圖3—2所示：圖3—2二柱掩護式支架—。國外采煤機一般開機率在70—95%，而國產(chǎn)采煤機的開機率在50%—60%左右。 支架四連桿機構(gòu)的確定 四連桿機構(gòu)的作用1．梁端護頂 鑒于四連桿機構(gòu)可使托梁鉸接點呈雙紐線運動，故可選定雙紐線的近似直線部分作為托梁鉸接點適應(yīng)采高的變化范圍。 四連桿機構(gòu)的設(shè)計從圖4—2可以看出，當(dāng)掩護梁和后連桿已知，只要找到前連桿的長度和位置就可以了。 頂梁長度的確定 支架工作方式對頂梁長度的影響 支架工作方式對頂梁長度的影響很大，如圖4—6所示。因此必須驗算通風(fēng)斷面積。頂梁結(jié)構(gòu)形式如圖5—1：, 圖51 頂梁的結(jié)構(gòu)型式1——護幫；2——后梁；3——尾梁；4——護幫千斤頂；5——前梁伸縮千斤頂各類頂梁都為箱式結(jié)構(gòu)，一般有鋼板焊接而成。一般沿傾斜方向的上方為固定側(cè)護板，下方為活動側(cè)護板。如圖5—6 所示圖5—6底座結(jié)構(gòu)形式 掩護梁的選擇設(shè)計大高采掩護式支架掩護梁采用整體箱形焊接結(jié)構(gòu)，充分考慮了大采高支架復(fù)雜的三維空間受力，以及垮落頂板對梁體可能造成的沖擊破壞，安全系數(shù)大，強度高。長推桿整體式推移裝置在工作面傾角大的情況下，有利于防止輸送機支架的下滑，但在工作面難以更換；鉸接式長推桿推移裝置可以在上、下、左、右四個方向擺動，兼有短推桿和雙推移桿的雙重特點。在支架底座前橋后部設(shè)計提底座機構(gòu) 如圖5—11所示，能夠大幅度地降低底座前部對底板的比壓。它可用于各種活塞上的雙向密封。為簡化計算，假定頂梁與頂板均勻接觸，載荷沿頂梁長度上呈線性規(guī)律變化，沿支架寬度方向均勻分布。本支架中，=8000kN，=2，=，=0176?？傊?，缸筒是液壓缸的主要零件，它與缸蓋、缸底、油口等零件構(gòu)成密封容腔，用以容納壓力溶液，同時它還是活塞的運動“軌道”。圖6—5活塞桿 (a)實心桿 (b)空心桿活塞桿的技術(shù)要求：1) 活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229～285HB，必要時，再經(jīng)高頻淬火，硬度達45～55HRC；2) 活塞桿d和d1的圓度公差值，按10或11級精度選??；3) 活塞桿d的圓柱度公差值，應(yīng)按8級精度選?。?) 活塞桿d對d1的徑向跳動公差值，；5) 端面T的垂直度公差值，則應(yīng)按7級精度選??；6) 活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按6級精度加工；如載荷較小，機械振動也較小時，允許按7級或8級精度制造；7) 活塞桿上若有聯(lián)接銷孔時，該孔徑按H11級加工?？偨Y(jié)起來主要有下述兩方面的作用：a、調(diào)節(jié)支架頂梁對頂板的支撐合力及合力作用點位置，提高支架對不穩(wěn)定頂板的適應(yīng)性。為了防止平衡千斤頂?shù)亩h(huán)或平衡千斤頂本身被拉壞，對平衡千斤頂?shù)男谐逃腥缦乱螅寒?dāng)平衡千斤頂在最高位置時，頂梁能下擺15176。在穩(wěn)定頂板條件下，平衡千斤頂拉，可增強頂梁后端的切頂能力；b、當(dāng)支架卸載和半卸載時，可調(diào)整頂梁角度，保持支架合理的工作狀態(tài)?；钊麠U內(nèi)端的卡環(huán)槽、螺紋和緩沖柱塞也要保證與軸線同心，特別是緩沖柱塞，最好與活塞桿做成一體。缸體的技術(shù)要求：(1) 缸體采用HH9配合。本支架采用雙伸縮立柱，尺寸如下：外缸內(nèi)徑：400mm；中缸外徑：380mm；中缸內(nèi)徑：290mm；活柱外徑：255mm。所以支架支撐力分布也為三角分布，以此計算立柱的上柱窩位置。它適用于裝入各種液壓活塞頭和導(dǎo)向套上，為單向密封。6 立柱和千斤頂?shù)脑O(shè)計 立柱的設(shè)計 立柱類型的選擇及其結(jié)構(gòu)立柱是支架的最重要的承壓與高度調(diào)節(jié)部件，其結(jié)構(gòu)有單伸縮型、雙伸縮型、單伸縮帶機械加長桿型三種。對推移裝置的要求是：（1）以較小的力推移輸送機（80～200kN），以較大的拉移支架（150～500kN）；（2）為適應(yīng)支架和輸送機可能出現(xiàn)的相對位置變化，推移裝置前部在推移過程中，在水平和垂直方向能有一定的擺動范圍；（3）工作中推移千斤頂不承受側(cè)向力，而是讓推移桿或框架承受，為此它們必須有足夠的強度，以保證工作的可靠性；（4）在拉架過程中推移裝置和支架底座之間應(yīng)有較好的導(dǎo)向性能，使支架能移正。掩護梁上端與頂梁鉸接，下部與前、后連桿或直接與底座鉸接。但當(dāng)改換工作面開采方向時，活動側(cè)護板便位于傾斜方向的上方，對調(diào)架、防倒等帶來不便，所以很少采用。頂梁前端呈滑撬式或圓弧形，以減少移架阻力。根據(jù)煤安規(guī)程規(guī)定，工作面風(fēng)速應(yīng)小于5m/s。這是因為采用先移架后推溜的工作方式時，支架要超前輸送機一個步距，以便采煤機過后，支架能及時前移，支控新暴露的頂板，做到及時支護。從這個觀點出發(fā)，只要按支架在工作段，支架由高到低，在掩護梁的上鉸點所作的運動軌跡上，任找?guī)c（為作圖方便起見，可找出支架上高、中、低三個位置時上鉸點運動軌跡上的三點），把掩護梁上前連桿上鉸點連線的垂