【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，可以用保護密封圈的尼龍擋圈兼做導向環(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，適用于工作壓力 ～ ，在壓力小于 時，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 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向套上，為單向密封。工作壓力小于 時，可以不加擋圈。 以上兩種密封圈的使用，簡化了活塞結構，裝配方便，但密封圈本身加工較復雜。 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，防止外部硬傷。 缸口用鋼絲擋圈固定，是在導向套外側(cè)裝有鋼絲擋圈，內(nèi)側(cè)裝有密封圈和防塵圈。這種結構簡單，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。當密封液體壓力較高時，可采用半圓環(huán)結構連接方式。 推移 裝置 液壓支架推移裝置是保證支架正常推溜和拉架，實現(xiàn)工作面正常循環(huán)作河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 17 業(yè)的重要裝置。 在設計支架時，應根據(jù)支架結構和配套要 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 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，應用較廣 外供液式結構簡單，應用廣泛 差動式 千斤頂結構仍為普通型式，利用交替閥的油路系統(tǒng)，使其減小托輸送機力 用于直接拉架的方式，目前應用較少 浮動活塞式 千斤頂活塞可在活塞桿上滑動，使環(huán)腔供液時拉力與普通千斤頂相 同 ； 但在活塞腔供液時，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 ，與短推桿等導向件一起使用 動作時間有一定滯后，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 。 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(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，及時支護頂板 框架或推桿與底座導向通道共同作為支架、輸送機移動時的導向，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或輸送機底托架上。此時移架和推輸送機都用一個推移千斤頂 移步橫梁間接連接 在推移裝置與輸送機之間加一個移步橫梁、千斤頂僅與移步橫梁連接。這種方式減少了支架與輸送機之間的約束和影響、比較機動，但結構復雜 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，稱為下移架機構。少數(shù)為頂梁之間相連，稱為上移架機構。移架與推溜各用不同的千斤頂。推輸送機千斤頂兩端分別同支架與輸送機相連，但數(shù)量可以減少，如 5~6m布 置一個 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，結構簡單可靠，重量輕，被廣泛采用。 支架推輸送機的力應不大于輸送機的設計推力，拉架力一般應為支架重量的 ～ 3 倍。支架移架速度應與采煤機截割牽引速度相適應。 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 19 圖 短推移桿 護幫 千斤頂 護幫 千斤頂?shù)母左w用圓柱銷固定在護幫下端的耳座上，活塞桿與主梁與主梁相連接。護幫千斤頂?shù)幕?塞腔液路上，裝有液控單向閥和安全閥，以保證護幫的初撐力和工作阻力。 圖 護幫千斤頂 掩護梁 掩護梁為整體箱形焊接結構。掩護梁上端與頂梁鉸接，下端通過前后連桿與底座鉸接，構成四連桿機構。掩護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。 掩護梁上部設計了機械限位塊結構，當支架出現(xiàn)不正常工作狀況時，機械限河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 20 位起作用，頂梁與掩護梁的機械限位塊發(fā)生干涉作用，強制限位，防 止支架呈現(xiàn)“放大炮”狀態(tài)，避免頂梁過渡上仰，以保護平衡千斤頂、增強了支架的適應性和可靠性。 掩護梁采用固定側(cè)護板結構，結構簡單、可靠性高。 前、后連桿 ZY3200/14/32 型二柱掩護式液壓支架采用雙前連桿、整體后連桿式結構，前、后連桿均為箱形抗扭體，該箱形結構剛性好，強度高，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。 前后連桿與掩護梁、底座相鉸接，組成四連桿機構。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 結構 四 連桿機構的作用 1．梁端護頂 鑒于四連桿機構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采高的變化范圍。這樣可使托梁鉸接點運動時與煤壁接近于保持等距，當梁端距處于允許值范圍之內(nèi)時，借此可以保證梁端頂板維護良好。 2．擋矸 鑒于組成四連桿機構的掩護梁既是連接件，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，掩護梁一般做成整體箱形結構，具有一定強度。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，這個水平推力由液壓支架的四連桿機構承受，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 鑒于四連桿機構將液壓支架連成一個重量較大的整體，在支架承載階段，其穩(wěn)定程度較高。 四連桿機構在具有以上諸作用的同時，也有一些缺點。首先，支架在工作過程當中，四連桿機構必須承受很大的內(nèi)力，從而導致支架結構尺寸的加大和河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 21 重量的增加；其次，由于四連桿機構對頂板產(chǎn)生一個水平力（又稱水平支撐力），因此對支架的工作性能將產(chǎn)生不良影響。 四連桿機構設計的要求 高度 在最大和最小范圍內(nèi)變化時，頂梁端點運動軌跡的最大寬度 e應小于或等于 70mm，最好為 30mm以下。 在最高位置時和最低位置時，頂梁與掩護梁的夾角 P 和后連桿與底平面的夾角 Q ，應滿足如下要求：支架在最高位置時， P ≤52176。～ 62176。，Q ≤75176?！?85176。；支架在最低位置時，為有利于矸石下滑，防止矸石停留在掩護梁上，根據(jù)物理學摩擦理論可知，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，可提高后連桿下鉸點 的高度。 3． 掩護梁與頂梁鉸點 e? 和瞬時中心 O之間的連線與水平線夾角為 ? 。設計時，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。 四連桿機構的設計 四連桿機構的設計的主要方法有：直接求解法、解析法、幾何作圖法等。本設計鑒于各種方法的優(yōu)缺點，采用了計算機求解的方式來求解。 為了減少附加力，必須使得 tan? 有較小值。同時，為有效的 控制 頂板，要求支架在某一高度時的 ? 角，恰好是頂梁前端點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，頂梁前端點運動軌跡近似成直線為目標函數(shù)，這兩項要求都能滿足。 四連桿機構的幾何特征，如圖 所示 。 （ 1）支架在最高位置時， 1P ≤ ?? 62~52 ，即： ~ 弧度；1Q ≤ ?? 85~75 即 ~ ；支架在最 底 位置時，保證 P?1 ?28 。 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 22 （ 2）后連桿與掩護梁的比值，掩護式支架為 I =~。支撐掩護式為 I = ~。 （ 3）前后連桿上絞點之距與掩護梁的比值為 I?1 ~。 （ 4） 39。e 點的運動軌跡呈近似雙紐線，支架由高到低雙紐線運動軌跡的最大寬度 70e? mm以下 最好在 30mm以下 。 （ 5）支架在最高位置時的 tan? 應小于 ，在優(yōu)化設計中， 對掩護式支架最好小于 ， 對支撐掩護式支架最好應小于 。 四連桿機構各部參數(shù)如圖 所示，圖中的 1H 為支架在最高位置時的計算高度。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 四連桿機構參數(shù)圖 (1)后連桿與掩護梁長度的確定 如圖 ，當支架在最高位置時的 H1 值確定后，掩護梁長度 G為： 111s in s inHG P I Q? ??（ ） （ ） （ ） 后連桿長度為： A I G?? （ ） 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 23 前后連桿上絞點之距為 ： B I G??1 （ ） 前連桿上絞點至掩護梁上絞點之距為： F G B?? （ ） 從 式 （ ）至 式 （ ），可求出多組后連桿和掩 護梁的尺寸。為了簡化計算，對變量規(guī)定相應的步長如下： 1P 的步長為 ； 1Q 的步長為 弧度； 1I 的步長為 ； I 的步長，支撐掩護式為 。若上述四個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）后連桿下絞點至坐標原點之距為 1E ，如圖 圖 四連桿機構幾何關系 （ 3）前連桿長度及角度的確定 當支架高度變化時，掩護梁上絞點 ,e 的運動軌跡為近似雙紐線，為使雙紐線最大寬度和 ? 角 盡量小，可把 ,e 點的軌跡視為理想直線，當然實際上并非如此。但是，我們可以做到支架高度變化時，有三點在一條直線上，如圖，即：支架在最高和最低以及中間某一位置的三點。當支架的最高河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 24 和最低位置確定后，在直線上的最高和最低點就確定了。根據(jù)設計經(jīng)驗，當 ,e點沿理想垂線由最高向最低運動時，后 連桿 與掩護梁的夾角由大于 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。 1） 1b 點坐標 當支架在最高位置 時 的計算高度為 1H ，此時 1b 點的坐標為： 11cosx F P??（ ） （ ） 1 1 1siny H F P? ? ? （ ） （ ） 2） 2b 點坐標 支架在最低位置時的計算高度 為 2H ，此時 2b 的坐標為： 22cosx F P?? （ ） （ ） 2 2 2si n si ny B P? ? ?（ ） + A （ Q） （ ） 根據(jù)四連桿機構 的幾何特征要求，支架降到最低位置時 ?? ? 30~252Q ，為計算方便 ??282Q ，即 弧度。 根據(jù)幾何關系 2P 為： 2212212c osa r c t a nc osG E A QPE A Q? ? ????????（ ）（ ） （ ） 3） 3b 點坐 標 當支架的掩護梁與后連桿成垂 直位置時，根據(jù)幾何關系， 3b 點坐標為：33cosx F P?? （ ） （ ） 3 3 3si n si ny B P A Q? ? ? ?（ ） （ ）