【文章內(nèi)容簡介】 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)計支架的底座長度時，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；支撐掩護式支架底座長度取4倍的移架步距。本設(shè)計取底座長度為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。同時為防止當(dāng)采煤機向支架內(nèi)傾斜時，采煤機滾筒不截割頂梁，又考慮到采煤機截割時，不一定把煤壁截割成一垂直平面，所以在設(shè)計時，要求頂梁前端距煤壁最小距離（空頂距）為300mm。另外，在輸送機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)備包括采煤機和輸送機，均要求在頂梁掩護下工作，以此來計算頂梁長度。為防止當(dāng)采煤機向支架內(nèi)傾斜時，采煤機滾筒不切割頂梁在設(shè)計時要求頂梁前端距煤壁最小距離為300mm。先移架后推溜的方式（及時支護方式）要求頂梁有較大長度；先推溜后移架的方式（滯后支護方式）要求頂梁長度較短。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。因此，先移架后推溜時頂梁長度要比先推溜后移架時的頂梁長度要長一個步距，一般為600mm。（2）頂梁長度的計算頂梁長度l=（配套尺寸lp+底座長度ld+AcosQ1）—（GcosP1+300+Ex）+ 掩護梁與頂梁鉸點至頂梁后端點的距離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 ： MLS3H—340　 　刮板運輸機：　SGZ—720/320則： lp =387+730+250+600=1967 mm其中600mm是采用及時支護方式時所加的尺寸。底座長度ld ——底座前端至后連桿下鉸點的距離，100mm由類比法，底座長度初取ld=2400 mml=1967+2100+986176。(1700176。+300+30)+100= mm 經(jīng)上式計算，頂梁長度取 3030mm，此外應(yīng)注意采用及時支護方式，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)律因支架機頂梁與頂坂的接觸情況而異。為簡化計算，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，并按集中載荷計算。所以支架支撐力分布也為三角形，以此計算立柱上柱窩位置。此時認(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點取矩：MＡ= 0 x=F1Lg3F1Wh1ptsinα(h2h1)ptcosα (237)式中 x—立柱上柱窩至頂梁和掩護梁鉸點的距離，m； Lg—頂梁長度（不包括頂梁與掩護梁鉸點至頂梁后端的距離），m； 　　　 由頂梁計算可知，Lg =2930 mm pt—立柱工作阻力之和； pt=2600 kN h1—頂梁和掩護梁鉸點至頂梁頂面的距離，h1＝100 mm h2—立柱上柱窩中心至頂梁頂面的距離，h2 = 150 mm α —立柱在最高位置時的傾角，初取α＝15176?！? F1—支架支護阻力，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的距離，一般按支架在最低工作位置時，立柱最大傾角應(yīng)小于30176。來考慮，具體計算如圖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，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支護面積　Fc=l+c+eB+K 如圖27所示 圖27 頂梁的支護面積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 支架理論支護強度和支護阻力確定（1）理論支護強度支護強度取決于頂板性質(zhì)和煤層厚度。支護強度可根據(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）理論支護阻力支架工作阻力P應(yīng)滿足頂板支護強度的要求，即： P＝qF103 kN (240)式中 F—支架的支護面積，m2可按下式計算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。對于掩護式和支撐掩護式支架，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%，支撐掩護式和掩護式支架取η＝80％左右。3 液壓支架主要部件的設(shè)計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)護板，活動側(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，掩護梁，前后連桿經(jīng)底座傳到底板。 結(jié)構(gòu)形式本設(shè)計選用整體鋼性頂梁，為寬面板式箱型結(jié)構(gòu)件。其特點為：1) 在整個控頂長度內(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，造價低。3) 一般將頂梁前端設(shè)計成向上翹的結(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，支架仍可以有效支護頂板。 尺寸確定1) 頂梁長度頂梁長度確定見支架總體設(shè)計，長度為3050 mm2) 頂梁寬度；～(下限為側(cè)護板收縮時的運輸寬度。3) 頂梁厚度根據(jù)支架強度、人行、通風(fēng)斷面、要求，在滿足它們的同時適當(dāng)增大頂梁高度，減少鋼材。 掩護梁 掩護梁的功能與不動的鄰架間保持封閉。掩護梁下部與前、后連桿相連，下端與尾梁鉸接，還設(shè)有尾梁千斤項的耳座。用于承受部分煤、矸載荷，防止其竄入后輸送機的工作空間，保證支架、后輸送機正常運行。掩護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梁背部載荷并通過前后連桿傳遞給底座2) 掩護梁承受對支架的水平作用力及偏載扭矩。3) 掩護梁和頂梁一起，構(gòu)成了支架完善的支撐和掩護梯，完善了支架的掩護和擋矸性能。 結(jié)構(gòu)型式本設(shè)計選用整體直線型，寬面板式箱型結(jié)構(gòu)。其特定如下：1) 整體性好，強度大，加工簡單，工藝性好。2) 用于支頂掩護式支架時，立柱不支在掩護梁上，因而它的受力和結(jié)構(gòu)比價簡單 尺寸確定1) 長度由總體設(shè)計確定，一般支架高度大，調(diào)高范圍大，要求掩護梁長度長，具體長度在繪制支架總圖時按需要取。2) 寬度原則和頂梁相同， 前、后連桿的設(shè)計 前、后連桿的功能前后連桿是四連桿機構(gòu)中重要的運動和承載部件，與掩護梁和底座的一部分共同組成四連桿機構(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)計采用分體式，其特點如下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體件或者采用鑄鋼件。2) 尺寸小，加工運輸簡單，穩(wěn)定性較好，是我國掩護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，及時支護頂板1) 以較小的力推移輸送機（80～200KN），以較大的力拉移支架（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，而是用推移桿或框架承受，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。 結(jié)構(gòu)形式與特點本設(shè)計采用浮動活塞式，其特點為1）活塞在活塞桿上滑動，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（保持密封）使環(huán)腔（上腔）供液時拉力與普通千斤頂相同，但在活塞腔（下腔）供液時，使壓力的作用面積僅為活塞桿斷面，從而減小了推輸送機力。 推移千斤頂?shù)墓ぷ髟懋?dāng)活塞腔進(jìn)液，活塞桿腔出液時，浮動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，活塞桿外伸并產(chǎn)生推力。當(dāng)活塞桿腔進(jìn)液時，在液體壓力作用下活塞與活塞桿同步回縮或缸體相對前移并產(chǎn)生拉力。推力等于液體作用在活塞桿面積上的力，拉力等于液體作用在活塞環(huán)腔面積上的力。采用直接連接，一端固定在支架底座上，另一端固定在輸送機或者輸送機底托架上。此時移架，推溜用一個推移千斤頂。 推移千斤頂尺寸確定1) 活塞桿直徑浮動