【文章內容簡介】 推溜后移架時的頂梁長度要長一個步距，一般為600mm。2)配套尺寸對頂梁長度的影響設備配套尺寸與支架頂梁長度有直接關系。為了防止當采煤機向支架內傾斜時，采煤機滾筒不截割頂梁，同時考慮到采煤機截割時，不一定把煤壁截割成一垂直平面，所以在設計時，要求頂梁前端距煤壁最小距離（梁端距）為T=300mm，這個距離叫空頂距。另外在輸送機鏟煤板前也留有一定距離。一般為E=100～150mm左右，也是為了防止采煤機截割煤壁不齊，給推移輸送機留有一定的距離。除此而外，所有配套設備包括采煤機和輸送機，均要在頂梁掩護之下工作，在此來計算頂梁長度。工作面無立柱空間寬度：R=B+E+W+X+d/2式中：B為截深mm；W為工作面輸送機總寬度mm；X為支架前柱與電纜槽之間的距離，mm；根據配套尺寸關系，在設計中選用采煤機和運輸機型號為：采煤機：MGD150/NW型；前輸送機：SGZ764/264型；后輸送機：SGW40T型；配套尺寸與采煤機截深、輸送機寬度等有關。配套尺寸=800+150+764+352=2066mm 式（） 配套尺寸頂梁長度L=[配套尺寸＋底座長度＋AcosQ1]－[GcosP1＋300＋e] 式（）式中：配套尺寸為 2066mm。底座長度為2675 mm。P1=52。Q1=75。代入公式（29）中得 頂梁長度L=[2066+2675+1162cos75]－[1885cos52 +300+30] =≈3158mm頂梁寬度根據支架間距和架型來定。～,～,此處取1500mm。A=LB 式（）式中： L—頂梁長度mm；B—頂梁寬度mm；代入公式（210）得A=31581500= m2 Fc = Bc(L＋Δ) 式（）式中：Fc—支護面積 m2 ； Δ—移架后頂梁前端點到煤壁的距離 m,一般Δ=300mm；Bc—支架間距（支架中心距），一般為1500mm；代入公式(212)得：Fc = 1500(3412＋300)= δ=A/Fc100% 式（）式中： δ—頂板覆蓋率A—頂梁面積 m2Fc—支護面積 m2代入式中得:δ=100%=%F1=Fcq 式（）式中: F1—支架的理論支護阻力，KN Fc—支護面積 m2q—支護強度 343KN/M2掩護梁是支架的掩護構件，它有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矩，掩護梁的用途，掩護梁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。掩護梁承受對支架的水平作用力及偏載扭矩。掩護梁和頂梁（包括活動側護板）一起，構成了支架完善的支撐和掩護體，完善了支架的掩護和擋矸性能。掩護梁的結構為鋼板焊接的箱式結構，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。有的支架在掩護梁上焊有立柱柱窩?；顒觽茸o板裝在掩護梁的兩側。從側面看掩護梁，其形狀有直線型、折線型。 掩護梁結構型式1—頂梁；2—掩護梁；3—立柱；4—前連桿；5—后連桿；6—底座；7—限位千斤頂梁的結構型式折線型相對直線型支架端面大，結構強度高，但工藝性差。對分式結構尺寸小，易于加工、運輸和安裝，但結構強度差。所以本次設計采用的是整體式、直線型。1）掩護梁的長度G 掩護梁就是兩鉸點的距離，由前面的四連桿機構可得知，掩護梁長度為2522mm。2）掩護梁寬度By本設計掩護梁寬度與頂梁寬度相同，所以掩護梁寬度為1500mm?！⊙谧o梁底座是液壓支架的主要承載部件，它把頂板的壓力傳遞給底板，它是支架的結構基礎，因此，對底座的設計有以下要求： ；；、推移千斤頂、液壓操縱系統(tǒng)和其他裝置；、操縱支架和采煤機等；；6 滿足快速移架和順序排矸的要求； 底座的結構型式通常有三種類型： （a） （b） 底座分類1整體式整體式底座是用鋼板焊接成的箱式結構，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，(a)所示。2對分式為使底座在一定范圍內適應底板起伏不平的變化，通常把底座制成前、后或左、右對分的形式，（b），兩者用過橋連接。3底靴式 底靴式底座的特點是每根立柱支撐在一個底靴上，立柱之間用彈簧鋼板連接，立柱與底靴之間用銷軸連接，其特點是結構輕便，動作靈活，對底板的不平整適應性強，但剛性差，與底板的接觸面積小，穩(wěn)定性較差，一般用于節(jié)式支架上。各種型式的底座前端都制成滑撬形，以減小支架的移架阻力，同時底座后部重量大于前部，避免移架時啃底。 整體式底座根據以上分析，選擇整體式底座。四連桿機構鉸接在底座后部，在兩內主筋中間形成較高的鉸點位置，這主要是為了形成足夠的后工作空間，在不影響人行通道的基礎上，前、后連桿鉸接點應盡量前移。在兩內主筋間下部布置有推拉裝置。有兩個球面柱窩與立柱缸底相連，在底座側面靠前位置設有拉后輸送機千斤頂的可拆裝固定耳座。該底座整體性強，穩(wěn)定性好，比壓小。立柱是支架的承壓構件，它長期處于高壓受力狀態(tài)，它除應具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，還必須有足夠的抗壓、抗彎強度、良好的密封性能，結構要簡單，并能適應支架的工作要求。1)立柱數目前過內支撐式支架立柱數為2～6根，常用為4根；掩護式支架為2柱；支撐掩護式支架為4柱。2)支撐方式支撐式支架立柱為垂直布置。掩護式支架為傾斜布置，這樣可克服一部分水平力，并能增大調高范圍。一般立柱軸線與頂梁的垂線夾角小于300（支架在最低位置時），由于角度較大，可使調高范圍增加。同時由于頂梁較短，立柱傾角加大可以使頂梁柱窩位置前移，使頂梁前端支護能力增大。支撐掩護式支架，根據結構要求呈傾斜或直立布置，一般立柱軸線與頂梁垂線夾角小于100（支架在最高位置時），由于夾角較小，有效支撐能力較大。3)立柱間距立柱間距指支撐式和支撐掩護式支架而言即前、后柱的間距。立柱間距的選擇原則為有利于操作、行人和部件合理布置。支撐式和支撐掩護式支架的立柱間距為1～。4)立柱類型立柱按動作方式，分為單作用和雙作用；按結構分類，分為活塞式和活柱式；按伸縮方式分為單身縮和雙伸縮。a b cd e f 立柱類型單作用活塞式；b—單作用柱塞式；c—雙作用活塞式；d、e、f—雙伸式1)立柱缸體內徑和活塞外徑D= 式（）式中： D—立柱缸體內徑mmF1—支架承受的理論支護阻力KNnd—每架支架立柱數Pa—安全閥的正壓力，pa=40mpaαm —立柱最大傾角（度） 代入公式（213）得Dd==查表21 取整為200mm。表21 立柱缸體內徑Dd標準值列表506380100110125140145150180200210220230250260表22 立柱缸徑缸、活塞柱徑配合關系表外缸內徑/mm250220200180160140活塞外徑/mm240210185170150130工作阻力/KN2352196017641372980784額定工作壓力/MPa502)立柱初撐力和工作阻力P1= (KN) 式（）式中： —立柱初撐力 KN Pb — 泵站壓力 選用XRB2B型乳化液泵站，壓力Pb=35 Mpa考慮各種損失，按32MPa計算。代入公式（214）得== = 式（）式中： —立柱工作阻力，KNPa —安全閥調整壓力，安全閥選用YF1B型調正壓力=40 MPa。代入公式（214）得：==1256 KN推移裝置推移裝置由推移千斤頂和推移桿組成。推移桿為焊接結構,具有足夠的強度和剛度。其推移裝置可使支架及輸送機產生相互導向的防滑功能。支撐掩護式支架所需的移架力不僅應克服底板的摩擦力，還應克服兩旁相鄰支架的摩擦力以及由于移架時立柱的剩余載荷引起的頂板對支架的摩擦力 ，所以它需要的移架力要比支撐式支架大得多。為獲得較大的移架力，掩護式和支撐掩護式支架的推移裝置常增加一個推移框架，以便利用推移千斤頂的推力移架，拉力推溜。支架撐緊頂板時，液壓控制使推移千斤頂活塞桿縮回，推移千斤頂的拉力經導向塊變?yōu)閷髁蚣艿耐屏Χ堰\輸機推向煤壁。支架卸載后，液壓控制使推移千斤頂活塞桿伸出，此時運輸機不動，導向塊成為固定支點，推移千斤頂的推力把支架移至新的工作位置，這時傳力框架承受拉力。短框架推移裝置與長框架推移裝置工作原理形同無論是長框架還是短框架推移裝置，都可以把推移千斤頂設計成傾斜裝置，前高后低。這樣避免移架是底座前端扎底，有利于移架動作的順利完成。長框架推移裝置的缺點是傳力框架較長，桿端面小，因而剛度不易保證，容易發(fā)生彎曲變形。在這里采用長框架推移裝置。推桿采用16Mn鋼板焊接而成，主要由主筋板，大耳座、小耳座、加強筋板組成，長1080㎜，寬290㎜。設計結果數據：表 23 液壓支架主要技術參數表項目單位技術參數支架整體性能支架高度mm3600～4700支架寬度mm1500支架中心距mm1500支護強度MPa對底板比壓MPa初撐力 kN工作阻力kN5000操作方法本架操作泵站壓力MPa35下圖為用Solidworks所繪立體總圖。圖215 放頂煤液壓支架本章完成了液壓支架的整體結構設計，主要包括支架主要尺寸的確定，頂梁、掩護梁結構設計及參數確定，底座、立柱及液壓千斤頂的選擇。其中重點進行了支架四連桿機構的設計及計算，由此得到支架各部分的設計參數。第3章 液壓支架的受力分析放頂煤液壓支架作為放頂煤開采技術的關鍵設備 ,它設計的好壞 ,是放頂煤開采技術能否進一步推廣和發(fā)展的關鍵。本文以放頂煤液壓支架為例 ,探討放頂煤液壓支架的受力分析 ,以便把放頂煤液壓支架設計得更合理 ,更科學。 頂梁分離體受力分析、X： 式（） 式（）式中：—頂梁所受集中力 KNω—頂梁頂板摩擦系數 ， ω=—前排立柱的合力 =2512（KN）P—后排立柱的合力，P=2512（KN） —頂梁a 點所受垂直力，KN由式(31)和(32)聯(lián)立，求Fn整理得 式（）式中： θ—瞬心角（度）代入公式（33）得:≈ KN 由式（31）得:=(sin18?+sin8?)= (KN)由式（35）得:ya=－2512（cos18?+cos8?）= (KN) 式（）式中：x —后梁集中力作用點與頂梁后端之距 mm ?！谧o梁與頂梁鉸點與頂梁上表面之距 ， =400mm—前排立柱上鉸點與頂梁后端之距 ， =2590mm—后排立柱上鉸點與頂梁后端之距， =590mm—前排立柱上鉸點與頂梁上表面之距， =257mm—后排立柱上鉸點與頂梁上表面之距 ， =257mm—前排立柱上鉸點與前后梁鉸點之距 ， =3085mm 在把頂梁所受頂板的載荷求出后，就可以進一步計算出載荷在頂梁上面的分布情況。由于頂板與頂梁接觸情況不同，載荷實際分布很復雜。為了計算方便，假設頂梁與頂板均勻接觸且載荷為線性分布。設頂梁長為Lg，頂板的集中載荷為F1，其作用點距頂梁一端為x。則 頂梁三角形載荷分布 頂梁梯形載荷分布時，載荷分布為三角形。頂梁前端比壓q2為0，頂梁后端比壓q3為：10 MPa 式（）式中： —頂梁后端比壓, mpa Bm—頂梁寬度，Bm=1500mm代入公式（37）得MPb)當＞X＞時,載荷呈梯形分布，頂梁前端比壓為： 式（）式中： —頂梁前端比壓, mpa Lg—頂梁長度， 5675mmB—頂梁寬度，Bm=1500mm代入公式（38）得=頂梁后端比壓為 式（）代入公式（39）得:= Mpa支架的結構設計結束，其結構尺寸已定。再經受力分析，其外載荷也已確定。于是可求出支架實際支護強度如下式： 式（）式中： Lg—頂梁長度， mmB—頂梁寬度，Δ—頂梁前端至煤壁的距離，300mm代入公式（310）得:＝。寫出連桿受力F5,F6的表達式。后連桿受力: 式（）式中： —后連桿與水平的夾角， 75度—前連桿與水平面的夾角，57度的反作用力。 代入公式（）得:＝ KN前連桿受力： 式（）代入公式（）得