【文章內(nèi)容簡介】 x1Mx2x3T (229)C點(diǎn)坐標(biāo)求出后，前連桿長度和角度就可以確定了。4) 前連桿下鉸點(diǎn)的高度D和前、后連桿下鉸點(diǎn)在底座上的投影距離E?！　　　　　　　　=yc (230) E=E1xc （231） (4) 四連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)選按上述方法可求出多組四連桿機(jī)構(gòu)尺寸，需按約束條件進(jìn)行優(yōu)選，從中選出一組最優(yōu)值。如圖（23）1） 約束條件，需滿足tanθ值的要求和支架的結(jié)構(gòu)尺寸關(guān)系a)前后連桿的比值范圍O=C/A=~b)前連桿的高度不宜過大,一般為DH1/5c)E的長度,一般EH1/ 圖4圖23 d)tanθ=U Figure 232) tanθ值的計(jì)算方法如下：　　a)a1(x4，y4) x4=E1+AcosQ1 y4= AsinQ1b)O2(x５，y５)　　　x５＝E1　　　y５＝0 c)cb1直線的斜率：　　　　k1＝y(tǒng)1ycx1xc (232)d)O2a1直線的斜率：　　　　k2＝y(tǒng)4y5x4x5 （233)由c、b１、O1共線及Oa１、O1共線，可推出：　　　　x６=k1x1y1k2x2y4k1k2 (234) y6=k1(x６x1)+ y1 (235)令 L=x６ S=H1y6　　則 tanθ=S/L=U 底座長度的確定底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。在設(shè)計(jì)支架的底座長度時(shí)，應(yīng)考慮如下諸方面：支架對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；使于人員操作和行走，保證支架的穩(wěn)定性等。通常，，；底座長度的選擇也可類比于同類型液壓支架的底座；支撐掩護(hù)式支架底座長度取4倍的移架步距。本設(shè)計(jì)取底座長度為2200mm。 頂梁長度的確定（1）影響頂梁長度的因素支架頂梁長度與配套尺寸有直接關(guān)系。同時(shí)為防止當(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（空頂距）為300mm。另外，在輸送機(jī)鏟煤板前也留有一定距離，一般為了135~150mm。除此之外，所有配套設(shè)備包括采煤機(jī)和輸送機(jī)，均要求在頂梁掩護(hù)下工作，以此來計(jì)算頂梁長度。為防止當(dāng)采煤機(jī)向支架內(nèi)傾斜時(shí)，采煤機(jī)滾筒不切割頂梁在設(shè)計(jì)時(shí)要求頂梁前端距煤壁最小距離為300mm。先移架后推溜的方式（及時(shí)支護(hù)方式）要求頂梁有較大長度；先推溜后移架的方式（滯后支護(hù)方式）要求頂梁長度較短。這是因?yàn)椴捎孟纫萍芎笸屏锏墓ぷ鞣绞綍r(shí)，支架要超前輸送機(jī)一個(gè)步距，以便采煤機(jī)過后支架能及時(shí)前移，支控新暴露的頂板，做到及時(shí)支護(hù)。因此，先移架后推溜時(shí)頂梁長度要比先推溜后移架時(shí)的頂梁長度要長一個(gè)步距，一般為600mm。（2）頂梁長度的計(jì)算頂梁長度l=（配套尺寸lp+底座長度ld+AcosQ1）—（GcosP1+300+Ex）+ 掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)至頂梁后端點(diǎn)的距離L (236)式中 配套尺寸lp —參考綜采設(shè)備配套圖冊確定，mm 配套設(shè)備選取如下： 采煤機(jī) ： MLS3H—340　 　刮板運(yùn)輸機(jī)：　SGZ—720/320則： lp =387+730+250+600=1967 mm其中600mm是采用及時(shí)支護(hù)方式時(shí)所加的尺寸。底座長度ld ——底座前端至后連桿下鉸點(diǎn)的距離，100mm由類比法，底座長度初取ld=2400 mml=1967+2100+986176。(1700176。+300+30)+100= mm 經(jīng)上式計(jì)算，頂梁長度取 3030mm，此外應(yīng)注意采用及時(shí)支護(hù)方式，即先移架后推溜，因此要求頂梁有較大長度。 立柱柱窩位置的確定（1）上柱窩液壓支架立柱上柱窩位置的確定原則，從理論上分析，要使頂梁支撐力分布與頂板載荷分布一致。但頂板載荷復(fù)雜，分布規(guī)律因支架機(jī)頂梁與頂坂的接觸情況而異。為簡化計(jì)算，假定頂梁與頂板均勻接觸，載荷沿頂梁長度方向按經(jīng)性規(guī)律變化，沿支架寬度方向均勻分布。把支架的空間桿系結(jié)構(gòu)，簡化成平面桿系結(jié)構(gòu)。同時(shí)為偏于安全，可以認(rèn)為頂梁前端載荷為零，載荷沿頂梁長度方向向后越來越大，呈三角形分布，并按集中載荷計(jì)算。所以支架支撐力分布也為三角形，以此計(jì)算立柱上柱窩位置。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24所示：圖24 頂梁受力分析Figure 24 Top Beam Analysis對 A點(diǎn)取矩：MＡ= 0 x=F1Lg3F1Wh1ptsinα(h2h1)ptcosα (237)式中 x—立柱上柱窩至頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)的距離，m； Lg—頂梁長度（不包括頂梁與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁后端的距離），m； 　　　 由頂梁計(jì)算可知，Lg =2930 mm pt—立柱工作阻力之和； pt=2600 kN h1—頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁頂面的距離，h1＝100 mm h2—立柱上柱窩中心至頂梁頂面的距離，h2 = 150 mm α —立柱在最高位置時(shí)的傾角，初取α＝15176。　 F1—支架支護(hù)阻力，F(xiàn)1=qxFc（2） 下柱窩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)考慮柱前行人和支架的調(diào)高范圍以及下柱窩與前連桿下鉸點(diǎn)的距離，一般按支架在最低工作位置時(shí)，立柱最大傾角應(yīng)小于30176。來考慮，具體計(jì)算如圖25圖25 Figure 25 x1=x+GcosP2AcosQ2H3tanα2E （238)式中 H3=Hn(h3+h2)，取h3＝200 mm；h2=200 mm　α2—支架最低位置時(shí)，立柱傾角，初取α2＝29?　代入數(shù)據(jù)得 x1= mm，取x1=350 mm液壓支架總體簡圖如圖26所示：圖26 Figure 26支護(hù)面積　Fc=l+c+eB+K 如圖27所示 圖27 頂梁的支護(hù)面積Figure 27 Roof beams supporting area式中 l—支架頂梁長度,l= mc—梁端距, c= mB——支架頂梁寬度，B = mK——架間距,K= m故： Fc=+(+) = 則： F1 =qxFc=440= kN將以上代入式446 得　＝，取 ＝800 mm 支架理論支護(hù)強(qiáng)度和支護(hù)阻力確定（1）理論支護(hù)強(qiáng)度支護(hù)強(qiáng)度取決于頂板性質(zhì)和煤層厚度。支護(hù)強(qiáng)度可根據(jù)下列公式估算： qx=KHγ105 MPa 　 (239)式中 K—作用與支架上的頂板巖石系數(shù)，一般取5~8，頂板條件好、周起來壓不明顯時(shí)取下限，否則取上限；選取K=7H—采高，m γ—頂板巖石密度， t/m3　qx=7105 MPa = MPa考慮到煤層厚度及其它因素，取qx= MPa～。（2）理論支護(hù)阻力支架工作阻力P應(yīng)滿足頂板支護(hù)強(qiáng)度的要求，即： P＝qF103 kN (240)式中 F—支架的支護(hù)面積，m2可按下式計(jì)算F=L+CB+K m2 (241)式中 L—支架頂梁長度，mC—梁端距，m B—支架頂梁寬度，mK—架間距，m 對于支撐式支架，支架立柱的總工作組力等于支架工作阻力。對于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架，由于受到立柱傾角的影響，支架工作阻力小于支架立柱的總工作阻力。工作阻力與支架立柱的總工作阻力的比值，稱為支架的支撐效率η，所以支架立柱的總工作阻力Pz為Pz＝Pη kN (242)支撐式支架的η=100%，支撐掩護(hù)式和掩護(hù)式支架取η＝80％左右。3 液壓支架主要部件的設(shè)計(jì)頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件，并起切頂作用。它可多次反復(fù)支撐頂板，以利于放煤。頂梁裝有側(cè)護(hù)板，活動(dòng)側(cè)裝有千斤頂和彈簧，防止架間漏煤、矸及調(diào)節(jié)支架間距。若四連桿機(jī)構(gòu)與頂梁鉸接，要有可靠的鉸接支座。 功能作用頂梁后面與掩護(hù)梁鉸接，下面由立柱支撐，上與頂板直接接觸，做成箱體結(jié)構(gòu)，不但要滿足一定的剛度和強(qiáng)度的要求，還要適應(yīng)頂板的不平整性，避免局部應(yīng)力過大而損壞。頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件，并起切頂作用。一般前、后柱窩斷面為最危險(xiǎn)斷面，斷面安全系數(shù)n，它可多次反復(fù)支撐頂煤，以利于放煤。頂梁裝有側(cè)護(hù)板，一側(cè)裝有側(cè)推千斤頂和彈簧，防止架間漏煤、矸石及調(diào)節(jié)支架間距。1) 支撐，維護(hù)和覆蓋頂板，為工作面創(chuàng)造安全的工作空間。2) 將立柱的支撐力傳遞到頂板，并給予合理的分布，對支架后部接近采空區(qū)的頂板起切頂作用，對無立柱空間的頂板起支撐作用。3) 為互幫，防到裝置等提供依托。 4) 將頂板載荷通過立柱，掩護(hù)梁，前后連桿經(jīng)底座傳到底板。 結(jié)構(gòu)形式本設(shè)計(jì)選用整體鋼性頂梁，為寬面板式箱型結(jié)構(gòu)件。其特點(diǎn)為：1) 在整個(gè)控頂長度內(nèi)，頂梁為一整體結(jié)構(gòu)，鋼性大，承載能力大。2) 結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，操作方便，造價(jià)低。3) 一般將頂梁前端設(shè)計(jì)成向上翹的結(jié)構(gòu)，提高支架前端對頂板的支撐力。本設(shè)計(jì)在頂梁前端1000mm左右上翹2o4) 由于頂梁較長，對不平頂板或頂板臺(tái)階等條件適應(yīng)性較差。但是由于頂梁長，頂板上合力作用位置發(fā)生變化情況下，在頂梁上容易找到新的平衡點(diǎn)，支架仍可以有效支護(hù)頂板。 尺寸確定1) 頂梁長度頂梁長度確定見支架總體設(shè)計(jì)，長度為3050 mm2) 頂梁寬度；～(下限為側(cè)護(hù)板收縮時(shí)的運(yùn)輸寬度。3) 頂梁厚度根據(jù)支架強(qiáng)度、人行、通風(fēng)斷面、要求，在滿足它們的同時(shí)適當(dāng)增大頂梁高度，減少鋼材。 掩護(hù)梁 掩護(hù)梁的功能與不動(dòng)的鄰架間保持封閉。掩護(hù)梁下部與前、后連桿相連，下端與尾梁鉸接，還設(shè)有尾梁千斤項(xiàng)的耳座。用于承受部分煤、矸載荷，防止其竄入后輸送機(jī)的工作空間，保證支架、后輸送機(jī)正常運(yùn)行。掩護(hù)梁受扭力和橫向載荷力大，是十分重要的部件。1) 承受頂梁部分載荷和掩護(hù)梁背部載荷并通過前后連桿傳遞給底座2) 掩護(hù)梁承受對支架的水平作用力及偏載扭矩。3) 掩護(hù)梁和頂梁一起，構(gòu)成了支架完善的支撐和掩護(hù)梯，完善了支架的掩護(hù)和擋矸性能。 結(jié)構(gòu)型式本設(shè)計(jì)選用整體直線型，寬面板式箱型結(jié)構(gòu)。其特定如下：1) 整體性好，強(qiáng)度大，加工簡單，工藝性好。2) 用于支頂掩護(hù)式支架時(shí)，立柱不支在掩護(hù)梁上，因而它的受力和結(jié)構(gòu)比價(jià)簡單 尺寸確定1) 長度由總體設(shè)計(jì)確定，一般支架高度大，調(diào)高范圍大，要求掩護(hù)梁長度長，具體長度在繪制支架總圖時(shí)按需要取。2) 寬度原則和頂梁相同， 前、后連桿的設(shè)計(jì) 前、后連桿的功能前后連桿是四連桿機(jī)構(gòu)中重要的運(yùn)動(dòng)和承載部件，與掩護(hù)梁和底座的一部分共同組成四連桿機(jī)構(gòu)，使支架能承受圍巖載荷，保證支架梁端距的穩(wěn)定并承受作用于支架的水平力于側(cè)向力。 結(jié)構(gòu)型式本設(shè)計(jì)采用分體式，其特點(diǎn)如下1) 大多為鋼板焊接成的箱型結(jié)構(gòu)，也可用厚鋼板制成實(shí)體件或者采用鑄鋼件。2) 尺寸小，加工運(yùn)輸簡單，穩(wěn)定性較好，是我國掩護(hù)式液壓支架采用的主要型式。 推移裝置 推移裝置的功能1) 將輸送機(jī)推向煤壁，保證作業(yè)循環(huán)。2) 將液壓支架拉向煤壁方向，及時(shí)支護(hù)頂板1) 以較小的力推移輸送機(jī)（80～200KN），以較大的力拉移支架（150～500KN）2) 為適應(yīng)支架和輸送機(jī)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(dòng)范圍。3) 工作中推移千斤頂不承受側(cè)向力，而是用推移桿或框架承受，為此它們必須有足夠的強(qiáng)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。 結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn)本設(shè)計(jì)采用浮動(dòng)活塞式，其特點(diǎn)為1）活塞在活塞桿上滑動(dòng)，因此要求它們之間采用雙向密封并有導(dǎo)向環(huán)。2）活塞與缸的密封采用鼓型密封圈組件。3）活塞在活塞桿上的定位多用卡環(huán)形式，其結(jié)構(gòu)簡單可靠。4）缸口導(dǎo)向套的固定可采用螺紋或固定鋼絲.5) 千斤頂活塞可在活塞桿上滑動(dòng)（保持密封）使環(huán)腔（上腔）供液時(shí)拉力與普通千斤頂相同，但在活塞腔（下腔）供液時(shí)，使壓力的作用面積僅為活塞桿斷面，從而減小了推輸送機(jī)力。 推移千斤頂?shù)墓ぷ髟懋?dāng)活塞腔進(jìn)液，活塞桿腔出液時(shí)，浮動(dòng)活塞首先在液體壓力作用下前移至缸口導(dǎo)向套處停住，當(dāng)液壓力繼續(xù)作用時(shí)，活塞桿