【文章內(nèi)容簡介】 備配套尺寸來確定頂梁長度。支架工作方式對支架頂梁長度有很大影響。先移架后推溜方式（即時(shí)支護(hù)）要求頂梁有較大長度；先推溜后移架方式（滯后支護(hù)）要求頂梁長度較小。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600 mm 。本次設(shè)計(jì)采用即時(shí)支護(hù)方式。 詳細(xì)DWG圖 紙 請 加：三 二 ③ 1爸 爸 五 四 0 六式中：配套尺寸—參考原煤炭部煤炭科學(xué)研究院編制的綜采設(shè)備配套圖冊確定；底座長度—底座前端至后連桿下鉸點(diǎn)之距。e —支架由高到低頂梁前端點(diǎn)最大變化距離；、—支架在最高位置時(shí)，分別為后連桿和掩護(hù)梁與水平面的夾角。中厚煤層綜采選用的配套設(shè)備如下：采煤機(jī)為MG750/1910—AWD型；輸送機(jī)為SGZ 1200/3600型。經(jīng)過計(jì)算得該支架的頂梁長度為6050mm。四連桿機(jī)構(gòu)是掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架的最重要部件之一。其作用概括起來主要有兩個(gè)：其一是當(dāng)支架由高到低變化時(shí)，借助四連桿機(jī)構(gòu)使支架頂梁前端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈近似雙紐線，從而使支架頂梁前端點(diǎn)與煤壁間距離的變化大大減小，提高了管理頂板的性能；其二是使支架能承受較大的水平力。支架從最高高度降到最低高度時(shí)，如圖2－1所示，頂梁端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的最大寬度，最好為30以下。 圖21 四連桿的幾何特征支架在最高位置時(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，如圖2－1所示，應(yīng)滿足以下要求：支架在最高位置時(shí)，P≤ ～，Q≤ ～；支架在最低位置時(shí)，考慮矸石便于下滑，以防矸石停留在掩護(hù)梁上，根據(jù)物理學(xué)摩擦理論可知，,如果按鋼和矸石的摩擦系數(shù)為,即：,求得；為了安全可靠在最低工作位置時(shí)，應(yīng)使為宜，而Q角主要考慮掩護(hù)梁底部距底板要有一定的距離，防止支架后部冒落的巖石卡住后連桿，使支架不能降下來，一般取。由圖21可知，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的夾角為Q，設(shè)計(jì)時(shí)，要使范圍內(nèi)，主要原因是Q角直接影響附加力Qy的數(shù)值大小。支架工作段要求曲線向前凸的一段，如圖2－1所示的h段，其原因?yàn)楫?dāng)頂板來壓時(shí)，立柱讓壓而下縮，使頂梁有前移的趨勢防止巖石向后移動(dòng)，又可以使作用在頂梁上的摩擦力指向老塘，同時(shí)底板陰止底座向后移；使整個(gè)支架產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢，從而增加了前梁端部的支護(hù)力，防止頂梁前端頂板冒落又可以使底座前端比壓減小，可防止啃底，有利移架，再則減少了水平力的合力，由于支架所承受的水平力由掩護(hù)梁來地克服，所以減輕了掩護(hù)梁的受力。圖22 掩護(hù)梁后連桿的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)從以上分析得知，為使支架受力合理和工作可靠，在設(shè)計(jì)四連桿機(jī)構(gòu)的曲線運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，應(yīng)盡量使支架的工作段要取曲線向前凸的一段，所以當(dāng)已知掩護(hù)和后連桿的長度后，從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，在設(shè)計(jì)時(shí)，只要把掩護(hù)梁和后連桿簡化成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，進(jìn)行作圖計(jì)算就可以了，其掩護(hù)梁和后連桿構(gòu)成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖2－2所示。從圖2－2可以看出，當(dāng)掩護(hù)梁和后連桿已知，只要找到前連桿的長度和位置就可以了，其具體作法是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)后連桿，使支架最高位置時(shí)的E’點(diǎn)向下作近似直線運(yùn)動(dòng)，在掩護(hù)梁上定有一點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)中有一段近似圓弧軌跡。只要找到這個(gè)圓弧軌跡的曲率半徑和曲率中心，就可以找到前連桿的位置和長度了。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，只要按支架在工作段，支架由高到低，在掩護(hù)梁上前連桿上鉸點(diǎn)所作的運(yùn)動(dòng)軌跡上，任找?guī)c(diǎn)，把掩護(hù)梁上前連桿上鉸點(diǎn)連線的垂直平分線所交的點(diǎn)為前連桿的下鉸點(diǎn)，這樣四連桿機(jī)構(gòu)就可以確定了首先用解析法來確定掩護(hù)梁和后連桿的長度。如圖23所示圖22 掩護(hù)梁后連桿的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)：——掩護(hù)梁長度 (mm)——后連桿長度 (mm)——掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)垂直線到后連桿鉸點(diǎn)之距 (mm)——支架最高位置時(shí)的計(jì)算高度 (mm)——支架最低位置時(shí)的計(jì)算高度 (mm)從幾何關(guān)系可以列出如下兩式： (2－4) (2－5)將（2－4）和（2－5）式聯(lián)立可得 (2－6)按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征所要求的角度，選定：；；；。代入（2－6）式，可求得的比值。而支架在最高位置時(shí)的值為： (2－7)因此掩護(hù)梁的長度為： (2－8)后連桿長度為： (2－9)支撐掩護(hù)式支架：=～帶入、的角度，得出=3100=2100=14003 液壓支架部件設(shè)計(jì)液壓支架各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)型式，應(yīng)根據(jù)工作面的頂?shù)装鍡l件和支架架型進(jìn)行選擇。結(jié)構(gòu)件的端面尺寸，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，滿足要求才能投入生產(chǎn)使用。 頂梁 主要作用（1）、用于支撐、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至頂板，并給予合理地分布；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）、為護(hù)幫、防倒裝置等提供依托；（4）、將頂板載荷通過立柱經(jīng)底座傳到底板。圖31 頂梁的結(jié)構(gòu)型式1——前梁；2——后梁；3——尾梁；4——前梁千斤頂；5——前梁伸縮千斤頂支撐式支架頂梁的結(jié)構(gòu)型式如圖31所示。圖31 a為整體剛性頂梁，頂梁為一整體，剛性大，承載能力較好。但對頂板的適應(yīng)性差。圖31 b為鉸接式頂梁，由前梁和后梁鉸接而成，分別由前、后排立柱支撐。其中圖31 b為全鉸接式，它能適應(yīng)頂梁上方前、后頂板的變化，但當(dāng)頂板出現(xiàn)凹坑時(shí)，頂梁易成人字形，影響支撐效果和切頂性能。半鉸接式頂梁如圖31 c所示，它克服了全鉸接式的缺點(diǎn)，當(dāng)頂梁中部頂板出現(xiàn)凸起時(shí)，使前、后梁向上翹；當(dāng)頂板出現(xiàn)凹坑時(shí)，由于交接點(diǎn)下部有平整碰頭阻止，支架頂梁仍保持平整位置。 圖31 d為剛性頂梁帶鉸接式前梁，頂梁由前、后梁鉸接。在鉸接前梁2安裝有前梁千斤頂4，用來支撐靠近煤壁處的頂板，同時(shí)還可以使前梁上、下擺角，適應(yīng)頂板起伏變化和增加頂梁前端的支撐能力。為了使冒落的頂板矸石滑向采空區(qū)，保護(hù)擋矸簾，還可以增加尾梁3，如圖31 e所示。圖31 f為帶伸縮前梁的剛性頂梁，伸縮千斤頂5使前梁1伸縮。由于前梁可以及時(shí)伸出支護(hù)剛暴露的頂板，從而允許固定頂梁減少長度。也可以用前梁千斤頂和伸縮千斤頂配合使用，使前梁既可以伸縮，也可以上下擺動(dòng)。為了使支架結(jié)構(gòu)簡單，而且具有更好的支護(hù)能力。本支架采用圖31 e所示的結(jié)構(gòu)。各類頂梁都為箱式結(jié)構(gòu)，一般由鋼板焊接而成。為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度，在上下蓋板之間焊有加強(qiáng)筋板，構(gòu)成封閉式棋盤型。頂梁前端呈滑撬式或圓弧形，以減少移架阻力。支撐式支架后端焊有掛簾板，作為掛矸簾之用。在頂梁下面焊有鑄鋼柱窩，柱窩兩側(cè)有孔，用鋼絲繩或銷軸把立柱和頂梁連接起來，掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架在頂梁后端有銷孔，通過銷軸與掩護(hù)梁上的銷孔相連。按頂梁的斷面形狀，還可以把頂梁分成如下結(jié)構(gòu)形式：（1） 閉式頂梁閉式頂梁為頂梁上、下蓋板與筋板焊接成封閉型，如圖32所示。一種為立筋凸出型，如圖32 a所示，增加了焊接強(qiáng)度；另一種為立筋凹下，焊接后使頂梁平整，但焊接強(qiáng)度不如前一種，如圖32 b 。（2） 開式頂梁開式頂梁結(jié)構(gòu)如圖33所示。圖32 頂梁閉式立筋型式圖33 頂梁開式立筋型式開式頂梁的特點(diǎn)，可減輕頂梁重量，增強(qiáng)頂梁的抗彎強(qiáng)度。對于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架，為便于側(cè)護(hù)板能自由伸縮，要在頂梁頂面上加焊一塊比側(cè)護(hù)板稍厚的鋼板，稱為頂板，如圖34中a，同時(shí)也增強(qiáng)了頂梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。圖34 頂梁斷面本設(shè)計(jì)中的支撐掩護(hù)式液壓支架頂梁采用閉式結(jié)構(gòu)支架側(cè)護(hù)板裝置一般由側(cè)護(hù)板、彈簧筒、側(cè)推千斤頂、導(dǎo)向桿和連接銷軸等組成。（1）、擋矸。可改善頂梁與掩護(hù)梁的護(hù)頂、防矸性能，隔離控頂區(qū)與采空區(qū)、防止冒落矸石竄入工作面，減少冒矸形成的粉塵；（2）、導(dǎo)向。在支架移架時(shí)起導(dǎo)向作用；（3）、防倒、調(diào)架?；顒?dòng)側(cè)護(hù)板增強(qiáng)了支架側(cè)向穩(wěn)定性，其上設(shè)置的彈簧與千斤頂都起防倒與調(diào)架作用。頂梁和掩護(hù)梁的側(cè)護(hù)板有兩種：一種是一側(cè)固定另一側(cè)活動(dòng)的側(cè)護(hù)板。由于固定側(cè)護(hù)板與梁體焊接在一起，可節(jié)省原梁體的側(cè)板，既節(jié)省材料又可加固梁體。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)左右工作面來確定左側(cè)或右側(cè)為活動(dòng)側(cè)護(hù)板。一般沿傾斜方向的上方為固定側(cè)護(hù)板，下方為活動(dòng)側(cè)護(hù)板?；顒?dòng)側(cè)護(hù)板通過彈簧筒和側(cè)推千斤頂與梁體連接，以保證活動(dòng)側(cè)護(hù)板與鄰架的固定側(cè)護(hù)板靠緊。但當(dāng)改換工作面開采方向時(shí)，活動(dòng)側(cè)護(hù)板便位于傾斜方向的上方，對調(diào)架、防倒等帶來不便，所以很少采用。另一種是兩側(cè)皆為活動(dòng)側(cè)護(hù)板。這種側(cè)護(hù)板可以適應(yīng)工作面開采方向變化的要求，有利于防倒和調(diào)架。由于支架中心距較大，本液壓支架采用的是第二種兩側(cè)皆為活動(dòng)側(cè)護(hù)板。側(cè)護(hù)板的結(jié)構(gòu)型式如圖35所示。圖35 側(cè)護(hù)板的結(jié)構(gòu)型式一種是側(cè)護(hù)板在頂梁的外側(cè)。這種類型側(cè)護(hù)板又有三種型式，圖35 a，頂梁上無頂板，側(cè)護(hù)板易被冒落矸石壓住，影響側(cè)護(hù)板的伸縮；圖35 b、c，在頂梁上加設(shè)頂板，克服了以上的缺點(diǎn)，但支架承載時(shí)，側(cè)護(hù)板裝置受力很大。另一種是鉸接式側(cè)護(hù)板，如圖35 d所示。它克服了以上兩種側(cè)護(hù)板的缺點(diǎn)，但由于架間側(cè)護(hù)板造成三角帶容易填入碎矸，影響架間密封效果。所以綜合考慮各個(gè)方面，本架采用圖35 b所示的側(cè)護(hù)板。可以根據(jù)工作面傾角方向調(diào)整一側(cè)固定，另一側(cè)活動(dòng)，適應(yīng)性強(qiáng)。 底座（1）、承受由立柱與連桿等傳遞的頂板載荷，并傳遞給底版；（2）、是整個(gè)支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、整體性的基礎(chǔ)；（3）、為支架輔助件，例如推移裝置、防倒防滑、操縱閥架等提供依托與根基；（4）、有一定的擋矸與排矸能力；（5）、便于人員操作與行走； （6）、與工作面輸送機(jī)等組成交替前移的支撐點(diǎn)，防止支架與輸送機(jī)下滑。、特點(diǎn)與選擇支架底座結(jié)構(gòu)型式通常有三種類型，即整體剛性底座、底分式剛性底座和鉸接分體底座。此處選擇分式剛性底座。分式底座是分左右對稱兩部分，上部用過橋或箱型結(jié)構(gòu)固定連接，這種底座在剛性、穩(wěn)定性和強(qiáng)度方面基本和整體剛性底座相同。安裝推移千斤頂?shù)匕宀幻芊?，排矸性能好，適用于支撐掩護(hù)式支架。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工作面條件和配套的適應(yīng)性。推移裝置的型式如表31所示表31 推移裝置千斤頂?shù)男褪叫? 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桿的常用形式有正拉式短推移桿和倒拉式長推移桿兩種。本支架由于推移力小于拉架力很多，采用倒拉長推桿式本支架主要對立柱的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的說明，其余的千斤頂如推移千斤頂、側(cè)推千斤頂、前梁千斤頂?shù)榷疾捎孟嚓P(guān)手冊上的標(biāo)準(zhǔn)型號和尺寸，故不再詳細(xì)敘述。立柱是支架的承壓構(gòu)件，它長期處于高壓受力狀態(tài)，它除應(yīng)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(qiáng)度，良好的密封性能，結(jié)構(gòu)要簡單，并能適應(yīng)支架的工作要求。 立柱的類型立柱的種類很多，按不同的分類方法有不同的類型。詳細(xì)分類見表32。表32 立柱的分類分類方法類型按動(dòng)作方式分單作用和雙作用按結(jié)構(gòu)種類分活塞式和活柱式按伸縮方式分單伸縮和雙伸縮本支架使用的立柱采用雙伸縮液壓缸綜采放頂煤工藝是割煤與放煤，放煤產(chǎn)量一般占60％多，而且放煤口位置越高，煤塵越大。同時(shí)原煤含水低，粉塵也大。低位放頂煤支架雖較其他架型放煤煤塵要小，但煤塵仍超出國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)很多。而且移架時(shí)也會(huì)產(chǎn)生粉塵。為此必須高度重視防塵?，F(xiàn)在主要采取的措施是噴霧降塵，實(shí)踐證明效果良好。每架由平面截止閥、球形截止閻、單向閥、噴頭及管路組成()。架間有管路相通，低位放頂煤支架噴霧系統(tǒng)在架后放煤口處有4組噴頭，在前粱處有l(wèi)組噴頭。為減少煤塵，在收尾梁放煤時(shí)，由操縱系統(tǒng)控制打開單向鎖，使水路暢通，噴嘴噴出霧狀形成霧墻，便粉塵減少。此外還有一球形截止閥，可手工控制噴霧時(shí)間。另一組安設(shè)在前梁處負(fù)責(zé)移架時(shí)降塵。圖 噴霧降塵系統(tǒng)式中： ——支護(hù)面積，；——頂梁寬度，；——頂梁長度，；——移架后頂梁前端到煤壁的距離，一般。代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得： 支護(hù)強(qiáng)度是指支架對單位面積頂板提供的工作阻力。式中： ——支架總工作阻力。——支護(hù)效率；——支架中心距，；——梁端距， ；——頂梁長度， ；代入相關(guān)數(shù)據(jù) = 得：4 立柱和千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)與驗(yàn)算立柱是液壓支架的主要承載與高度調(diào)節(jié)件。它除了要具有較高的承載能力外，還應(yīng)有較大的伸縮行程，以滿足支架工作高度的要求。在厚煤層開采中，為了增大支架對煤層厚度變化的適應(yīng)性，常需使支架的伸縮比較大。此時(shí)，單伸縮立柱就難以滿足要求。雖然采用在支架上裝設(shè)機(jī)械加長桿的方法，在一定程度上可以擴(kuò)大其調(diào)高范圍。但機(jī)械加長桿在安裝后就成為固定活塞桿，需要調(diào)節(jié)時(shí)裝拆比較困難。目前，在國內(nèi)外一些大高度的新型支架上日益采用伸縮式立柱。由于本設(shè)計(jì)的采高較大，因此采用雙伸縮立柱結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)參