【文章內(nèi)容簡介】 ，也有用銅合金制成。在不承受橫向力或橫向力很小的情況下，可以用保護(hù)密封圈的尼龍擋圈兼做導(dǎo)向環(huán)。 活塞靠密封圈密封，密封圈有 O 型、 Y 型、 U 型、 V型、鼓型、蕾型等。鼓型密封圈是兩個(gè)夾布 U型橡膠圈壓制而成的整體實(shí)心密封圈，它和兩個(gè) L型防擠圈一起使用，適用于工作壓力 ～ ，在壓力小于 時(shí)，可以不加擋圈。它可用于各種活塞上的雙向密封。 鼓 型密封圈是一個(gè) U型夾布橡膠圈和唇內(nèi)夾橡膠壓制而成的單向?qū)嵭拿芊馊?。它適用于裝入各種液壓活塞頭和導(dǎo)向套上，為單向密封。工作壓力小于 時(shí)，可以不加擋圈。 以上兩種密封圈的使用，簡化了活塞結(jié)構(gòu)，裝配方便，但密封圈本身加工較復(fù)雜。 活塞的軸向固定方式由三種：用螺帽加防松螺釘固定；用壓盤和螺釘固定；用半圓環(huán)加彈性擋圈固定。 活柱和活塞桿是立柱傳遞機(jī)械力的重要零件，它要能承受壓力和彎曲等載荷作用，必須耐磨和耐 腐蝕，可用 27SiMn 或 45 號(hào)鋼制成。為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。 缸口用鋼絲擋圈固定，是在導(dǎo)向套外側(cè)裝有鋼絲擋圈，內(nèi)側(cè)裝有密封圈和防塵圈。這種結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，但要求活塞桿外徑與缸體內(nèi)徑之間有比較大的空間，這種固定方式使用較多。 固定鋼絲和鋼絲擋圈的連接方式，不能耐高壓。當(dāng)密封液體壓力較高時(shí)，可采用半圓環(huán)結(jié)構(gòu)連接方式。 推移 裝置 液壓支架推移裝置是保證支架正常推溜和拉架，實(shí)現(xiàn)工作面正常循環(huán)作河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 17 業(yè)的重要裝置。 在設(shè)計(jì)支架時(shí)，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(duì)工作面條件和配套的適應(yīng)性。 推移裝置的型式如表 所示 表 推移裝置 千斤頂?shù)男褪? 型 式 特 點(diǎn) 適用條件 普通式 普通活塞式雙作用千斤頂可為外供液式，也可為內(nèi)供液式 目前已很少直接用作推移裝置，而多與反拉框架一起使用，應(yīng)用較廣 外供液式結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛 差動(dòng)式 千斤頂結(jié)構(gòu)仍為普通型式，利用交替閥的油路系統(tǒng)，使其減小托輸送機(jī)力 用于直接拉架的方式，目前應(yīng)用較少 浮動(dòng)活塞式 千斤頂活塞可在活塞桿上滑動(dòng)，使環(huán)腔供液時(shí)拉力與普通千斤頂相 同 ； 但在活塞腔供液時(shí)，使壓力 的 作用面積僅為活塞桿 斷 面積， 從而 減小 了 推輸送力 廣泛用于直接拉架方式 ，與短推桿等導(dǎo)向件一起使用 動(dòng)作時(shí)間有一定滯后，但一般不影響使用 推移裝置一般由推移千斤頂、推桿或框架等導(dǎo)向傳力桿件以及連接頭等部件組成，其功能 、連接型式見表 。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 18 表 推移裝置的功能與主要連接型式 功 能 將輸送機(jī)推向煤壁，保證作業(yè)循環(huán) 將液壓支架拉向煤壁方向，及時(shí)支護(hù)頂板 框架或推桿與底座導(dǎo)向通道共同作為支架、輸送機(jī)移動(dòng)時(shí)的導(dǎo)向，起一定的防滑作用 連接型式 直接連接 一端固定在支架底座（一 般位于支架縱軸線上），另一端固定在輸送機(jī)或輸送機(jī)底托架上。此時(shí)移架和推輸送機(jī)都用一個(gè)推移千斤頂 移步橫梁間接連接 在推移裝置與輸送機(jī)之間加一個(gè)移步橫梁、千斤頂僅與移步橫梁連接。這種方式減少了支架與輸送機(jī)之間的約束和影響、比較機(jī)動(dòng)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜 相鄰支架或支架節(jié)連接 這種方式一般用于節(jié)式或各種類型的組合邁步支架。移架千斤頂位于主副架之間，多數(shù)分別與兩者的底座相連，稱為下移架機(jī)構(gòu)。少數(shù)為頂梁之間相連，稱為上移架機(jī)構(gòu)。移架與推溜各用不同的千斤頂。推輸送機(jī)千斤頂兩端分別同支架與輸送機(jī)相連，但數(shù)量可以減少，如 5~6m布 置一個(gè) 推移桿的常用形式有正拉式短推移桿和倒拉式長推移桿兩種。 ZY3200 型液壓支架所采用的推移裝置為： 倒拉式長推移桿 。如圖 所示，結(jié)構(gòu)簡單可靠，重量輕，被廣泛采用。 支架推輸送機(jī)的力應(yīng)不大于輸送機(jī)的設(shè)計(jì)推力，拉架力一般應(yīng)為支架重量的 ～ 3 倍。支架移架速度應(yīng)與采煤機(jī)截割牽引速度相適應(yīng)。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 19 圖 短推移桿 護(hù)幫 千斤頂 護(hù)幫 千斤頂?shù)母左w用圓柱銷固定在護(hù)幫下端的耳座上，活塞桿與主梁與主梁相連接。護(hù)幫千斤頂?shù)幕?塞腔液路上，裝有液控單向閥和安全閥，以保證護(hù)幫的初撐力和工作阻力。 圖 護(hù)幫千斤頂 掩護(hù)梁 掩護(hù)梁為整體箱形焊接結(jié)構(gòu)。掩護(hù)梁上端與頂梁鉸接，下端通過前后連桿與底座鉸接，構(gòu)成四連桿機(jī)構(gòu)。掩護(hù)梁主要作用是阻擋并承載采空區(qū)冒落的矸石，承受頂板水平推力、側(cè)向力和傳遞扭轉(zhuǎn)載荷，并保持支架整體的穩(wěn)定性。 掩護(hù)梁上部設(shè)計(jì)了機(jī)械限位塊結(jié)構(gòu)，當(dāng)支架出現(xiàn)不正常工作狀況時(shí)，機(jī)械限河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 20 位起作用，頂梁與掩護(hù)梁的機(jī)械限位塊發(fā)生干涉作用，強(qiáng)制限位，防 止支架呈現(xiàn)“放大炮”狀態(tài)，避免頂梁過渡上仰，以保護(hù)平衡千斤頂、增強(qiáng)了支架的適應(yīng)性和可靠性。 掩護(hù)梁采用固定側(cè)護(hù)板結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高。 前、后連桿 ZY3200/14/32 型二柱掩護(hù)式液壓支架采用雙前連桿、整體后連桿式結(jié)構(gòu)，前、后連桿均為箱形抗扭體，該箱形結(jié)構(gòu)剛性好，強(qiáng)度高，能可靠地承受支架在工作過程中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩和水平載荷，保持支架的穩(wěn)定性。 前后連桿與掩護(hù)梁、底座相鉸接，組成四連桿機(jī)構(gòu)。后連桿的防矸背板可有效防止采空區(qū)矸石竄入工作面。 四連桿 結(jié)構(gòu) 四 連桿機(jī)構(gòu)的作用 1．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。這樣可使托梁鉸接點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)與煤壁接近于保持等距，當(dāng)梁端距處于允許值范圍之內(nèi)時(shí)，借此可以保證梁端頂板維護(hù)良好。 2．擋矸 鑒于組成四連桿機(jī)構(gòu)的掩護(hù)梁既是連接件，又是承載件，為了承受采空區(qū)內(nèi)破碎巖石所賦予的載荷，掩護(hù)梁一般做成整體箱形結(jié)構(gòu)，具有一定強(qiáng)度。由于它處在隔離采空區(qū)的位置，故可以起到良好的擋矸作用。 3．抵抗水平力 觀測表明：綜采面給予支架的外載，不但有垂直于煤層頂板 的分力，而且還有沿巖層層面指向采空區(qū)方向（或指向煤壁方向）的分力，這個(gè)水平推力由液壓支架的四連桿機(jī)構(gòu)承受，從而避免了立柱因承受水平分力而造成立柱彎曲變形。 4．提高支架穩(wěn)定性 鑒于四連桿機(jī)構(gòu)將液壓支架連成一個(gè)重量較大的整體，在支架承載階段，其穩(wěn)定程度較高。 四連桿機(jī)構(gòu)在具有以上諸作用的同時(shí)，也有一些缺點(diǎn)。首先，支架在工作過程當(dāng)中，四連桿機(jī)構(gòu)必須承受很大的內(nèi)力，從而導(dǎo)致支架結(jié)構(gòu)尺寸的加大和河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 21 重量的增加；其次，由于四連桿機(jī)構(gòu)對(duì)頂板產(chǎn)生一個(gè)水平力（又稱水平支撐力），因此對(duì)支架的工作性能將產(chǎn)生不良影響。 四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求 高度 在最大和最小范圍內(nèi)變化時(shí)，頂梁端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的最大寬度 e應(yīng)小于或等于 70mm，最好為 30mm以下。 在最高位置時(shí)和最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的夾角 P 和后連桿與底平面的夾角 Q ，應(yīng)滿足如下要求：支架在最高位置時(shí)， P ≤52176?！?62176。，Q ≤75176?！?85176。；支架在最低位置時(shí)，為有利于矸石下滑，防止矸石停留在掩護(hù)梁上，根據(jù)物理學(xué)摩擦理論可知，要求 tanPW ，如果鋼和矸石的摩擦系數(shù)W =，則 P =176。為了安全可靠，最低工作位置應(yīng)使 P ≥25176。為宜。而 Q 角主要考慮后連桿底部距底板要有一定距離，防止支架后部冒落巖石卡住后連桿，使支架不能下降。一般取 Q ≥25176?！?30176。，在特殊情況下需要角度較小時(shí)，可提高后連桿下鉸點(diǎn) 的高度。 3． 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 ? 。設(shè)計(jì)時(shí)，要使 ? 角滿足 tanθ ? 的范圍，其原因是 θ 角直接影響支架承受附加力的數(shù)值大小。 四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)的主要方法有：直接求解法、解析法、幾何作圖法等。本設(shè)計(jì)鑒于各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，采用了計(jì)算機(jī)求解的方式來求解。 為了減少附加力，必須使得 tan? 有較小值。同時(shí)，為有效的 控制 頂板，要求支架在某一高度時(shí)的 ? 角，恰好是頂梁前端點(diǎn)的雙紐線軌跡上的切線與頂梁垂線間 的夾角。所以，只要令支架由高到低變化時(shí)，頂梁前端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡近似成直線為目標(biāo)函數(shù)，這兩項(xiàng)要求都能滿足。 四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征，如圖 所示 。 （ 1）支架在最高位置時(shí)， 1P ≤ ?? 62~52 ，即： ~ 弧度；1Q ≤ ?? 85~75 即 ~ ；支架在最 底 位置時(shí)，保證 P?1 ?28 。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 22 （ 2）后連桿與掩護(hù)梁的比值，掩護(hù)式支架為 I =~。支撐掩護(hù)式為 I = ~。 （ 3）前后連桿上絞點(diǎn)之距與掩護(hù)梁的比值為 I?1 ~。 （ 4） 39。e 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈近似雙紐線，支架由高到低雙紐線運(yùn)動(dòng)軌跡的最大寬度 70e? mm以下 最好在 30mm以下 。 （ 5）支架在最高位置時(shí)的 tan? 應(yīng)小于 ，在優(yōu)化設(shè)計(jì)中， 對(duì)掩護(hù)式支架最好小于 ， 對(duì)支撐掩護(hù)式支架最好應(yīng)小于 。 四連桿機(jī)構(gòu)各部參數(shù)如圖 所示，圖中的 1H 為支架在最高位置時(shí)的計(jì)算高度。令 ： oa2 =A 。 ab = B 。 bc =C 。 cd =D 。 2od=E 。 39。ae =G 。 39。eb=F 。 1Jo =S 。 39。Je =L 。 A IG? 。 B IG?1 。tan? =SL =U e J 圖 四連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)圖 (1)后連桿與掩護(hù)梁長度的確定 如圖 ，當(dāng)支架在最高位置時(shí)的 H1 值確定后，掩護(hù)梁長度 G為： 111s in s inHG P I Q? ??（ ） （ ） （ ） 后連桿長度為： A I G?? （ ） 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 23 前后連桿上絞點(diǎn)之距為 ： B I G??1 （ ） 前連桿上絞點(diǎn)至掩護(hù)梁上絞點(diǎn)之距為： F G B?? （ ） 從 式 （ ）至 式 （ ），可求出多組后連桿和掩 護(hù)梁的尺寸。為了簡化計(jì)算，對(duì)變量規(guī)定相應(yīng)的步長如下： 1P 的步長為 ； 1Q 的步長為 弧度； 1I 的步長為 ； I 的步長，支撐掩護(hù)式為 。若上述四個(gè)變量各向前邁出五步，經(jīng)排列組 合變得到 625組數(shù)據(jù)。此處，步長也可根據(jù)精度自行確定不必遵循此規(guī)定。 （ 2）后連桿下絞點(diǎn)至坐標(biāo)原點(diǎn)之距為 1E ，如圖 圖 四連桿機(jī)構(gòu)幾何關(guān)系 （ 3）前連桿長度及角度的確定 當(dāng)支架高度變化時(shí)，掩護(hù)梁上絞點(diǎn) ,e 的運(yùn)動(dòng)軌跡為近似雙紐線，為使雙紐線最大寬度和 ? 角 盡量小，可把 ,e 點(diǎn)的軌跡視為理想直線，當(dāng)然實(shí)際上并非如此。但是，我們可以做到支架高度變化時(shí)，有三點(diǎn)在一條直線上，如圖，即：支架在最高和最低以及中間某一位置的三點(diǎn)。當(dāng)支架的最高河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 24 和最低位置確定后，在直線上的最高和最低點(diǎn)就確定了。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng) ,e點(diǎn)沿理想垂線由最高向最低運(yùn)動(dòng)時(shí)，后 連桿 與掩護(hù)梁的夾角由大于 90 到小于90 變化，在夾角變化過程中，一定有一位置使后連桿與掩護(hù)梁呈垂直狀態(tài)，以這一特殊狀態(tài)為所求的中間某一位置，來確定直線上中間某一位置的點(diǎn)。 1） 1b 點(diǎn)坐標(biāo) 當(dāng)支架在最高位置 時(shí) 的計(jì)算高度為 1H ，此時(shí) 1b 點(diǎn)的坐標(biāo)為： 11cosx F P??（ ） （ ） 1 1 1siny H F P? ? ? （ ） （ ） 2） 2b 點(diǎn)坐標(biāo) 支架在最低位置時(shí)的計(jì)算高度 為 2H ，此時(shí) 2b 的坐標(biāo)為： 22cosx F P?? （ ） （ ） 2 2 2si n si ny B P? ? ?（ ） + A （ Q） （ ） 根據(jù)四連桿機(jī)構(gòu) 的幾何特征要求，支架降到最低位置時(shí) ?? ? 30~252Q ，為計(jì)算方便 ??282Q ，即 弧度。 根據(jù)幾何關(guān)系 2P 為： 2212212c osa r c t a nc osG E A QPE A Q? ? ????????（ ）（ ） （ ） 3） 3b 點(diǎn)坐 標(biāo) 當(dāng)支架的掩護(hù)梁與后連桿成垂 直位置時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系， 3b 點(diǎn)坐標(biāo)為：33cosx F P?? （ ） （ ） 3 3 3si n si ny B P A Q? ? ? ?（ ） （ ）