【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 =A/S100%=SBL1100% δ — 頂板覆蓋率 將已知各數(shù)據(jù)代入式（ 2— 15） ]3[ δ=100%=% 底座的結(jié)構(gòu)選擇及主要參數(shù)的確定 底座的作用 底座 在 支架工 序 過程中起著將頂板壓 力傳遞到底板并穩(wěn)固支架的作用。 底座設(shè)要求： 1） 底座應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度； 2） 底座對(duì)底板的起伏變化適應(yīng)性好； 3） 底座與底板 接觸面積大，以減小底座對(duì)底板的接觸比壓，避免支架陷入底板； 4） 底座應(yīng)有足夠的尺寸來安入立柱、推移裝置及液壓控制裝置； 5） 底座要能把落入支架內(nèi)的碎矸推棄到老塘中。 底座的結(jié)構(gòu)確定 通過類比本 設(shè)計(jì)采用整體式底座 底座主要尺寸的確定 1） 底座長(zhǎng)度 L2 ]3[ 通過類比，取底座長(zhǎng)度為 2375mm 通過類比，取底座寬度 為 1200mm 底 座其它尺寸的確定通過類比，確定立柱下鉸點(diǎn)，連桿下鉸點(diǎn)位置 （水平與垂直方向距離）具體尺寸見圖 2— 10 掩護(hù)梁的結(jié)構(gòu)選擇及主要參數(shù)確定 ． 1 掩護(hù)梁的作用 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 掩護(hù)梁是支架的掩護(hù)構(gòu)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(hù)梁結(jié)構(gòu)型式如下 : 1） 從側(cè)面看 掩護(hù)梁分直線型和折線型。 2） 從支架高度方面看 掩護(hù)梁可分為整體式和對(duì)分式 對(duì)以上幾種類型的掩護(hù)梁進(jìn)行比較，本設(shè)計(jì)確定掩護(hù)梁的結(jié)構(gòu)形式為整體式、直線型。 掩護(hù)梁主要尺寸的確定 1） 掩護(hù)梁長(zhǎng)度 G（兩鉸點(diǎn)間距 離） 由前面四連桿機(jī)構(gòu)確定知： 2） 掩護(hù)梁長(zhǎng)度 G 取 2268mm 掩護(hù)梁寬度 By 本設(shè)計(jì)取掩護(hù)梁寬度與頂梁寬度相同，所以掩護(hù)梁寬度取 500mm 3） 掩護(hù)梁厚度 通過類比，可確定掩護(hù)梁厚度見總裝配圖 4） 掩護(hù)梁上前后連桿鉸點(diǎn)位置 通過類比 ，可確定前后連桿鉸點(diǎn)位置（水平和垂直方向） 具體見圖 2— 10 中掩護(hù)梁部分。 立柱的結(jié)構(gòu)選擇及主要參數(shù)的確定 立柱的作用 立柱是支架 的承壓構(gòu)件，它長(zhǎng)期處于高壓受力狀態(tài) ，它除了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)，良好的密封性能，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn) 單，并能適應(yīng)支架的工作要求。立柱應(yīng)具有承受頂板載荷，調(diào)節(jié)支護(hù)高度的作用。 立柱結(jié)構(gòu)形式 的確定 立柱分類有以下幾種： 1） 立柱按動(dòng)作方式分為單作用和雙作用； 2） 立柱按結(jié)構(gòu)種類分為活塞式和柱塞式； 3） 立柱按伸縮式分為單伸縮式和雙伸縮式； 具體結(jié)構(gòu)如圖 2— 12圖所示 支撐掩護(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計(jì) 22 (a) (b) (c) (d) (e) (f) 圖 2— 12 立柱的類型 Fig .212 sorting of leg piece 本設(shè)計(jì)選用單伸縮，雙作用活塞式立柱。 立柱主參數(shù)的確定 1） 立柱缸體內(nèi)徑和活塞外徑 缸體內(nèi)徑的確定 ]4[ Dd = mPaFm ?? co s/40 Dd = 4c o ??? = 式中 Da— 立柱剛體內(nèi)徑 mm 待求 Pa— 初取安全閥調(diào)整壓力 Pa= 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 α m =40 取標(biāo)準(zhǔn)值 Dd =180mm 活塞桿外徑 查資料得 d=170mm 2)立柱工作用阻力和初撐力 ]4[ 柱P =4?.Dd （ 2— 17） 式中 柱P — 立柱工作阻力， KN Pa— 安全閥調(diào)整壓力 ，取 Pa=40（ Mpa） 將各已知數(shù)據(jù)代入式（ 2— 17）得 : 柱P =4? 1802 40=(KN) 式中： 柱初P — 立柱初撐力， KN Pb — 立柱泵來壓， Pb =32(Mpa) 柱初P =4? 180032=（ KN） 推移裝置的結(jié)構(gòu)選擇和主要參數(shù)的確定 推移裝置的作用 推移裝置在采煤機(jī)截割一次煤壁后進(jìn)行推移運(yùn)輸機(jī)，為下一個(gè)工作物質(zhì)循環(huán)做好準(zhǔn)備，同時(shí)推移液壓支架及時(shí)支護(hù)新暴露的頂板，防止冒落。 推移裝置的結(jié)構(gòu)型式 推移裝置有以下幾種 ： 1） 直接連接方式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 但推溜力大于移架力。 2） 框架式連接方式，當(dāng)缸體后腔進(jìn)液時(shí)，活塞桿移架當(dāng)剛體內(nèi)腔進(jìn)液時(shí)，缸體前移，通過框架而推溜，所以這種方式可以使移架力大于推溜力。 3） 移步橫梁連接方式：結(jié)構(gòu)復(fù)雜并不能起到防止支架下滑的作用，這種方式對(duì)支架與運(yùn)輸機(jī)的配套性不做要求。 浮動(dòng)活塞式：它可以使移架大于推溜力。推溜，活塞進(jìn)液，由于活塞空套在活塞柑上，活塞 推到前方后，活塞桿推溜，同于活 塞面積小，所以推溜力小；移架，活塞桿腔進(jìn)液，支撐掩護(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計(jì) 24 缸體前移而移架，左腔壞形面積大于活塞桿面積，所以移架力大于推溜力。 通過幾以上幾種類比，推移裝置進(jìn)行 比較，本設(shè)計(jì)選取浮動(dòng)活塞式為推移裝置。 推移裝置有關(guān)參數(shù)確定 推移步距 本設(shè)計(jì)采用移架后推溜的及時(shí)支護(hù)方式，所選采煤機(jī)截深為 650mm。 推移千斤頂行程 推移千斤頂行程與推移步距有關(guān)，當(dāng)推移步距為 650mm時(shí)選推移千斤頂?shù)男谐虨?700mm。 推移千斤頂?shù)母左w內(nèi)徑，活塞桿的外徑的確定 缸體內(nèi)徑，活塞 桿直徑按以下兩式得出： ]4[ D= 2/4 dPF b移 ?? (2— 19) d= b推 PF ??/4 (2— 20) 式中： D— 推移千斤頂缸體內(nèi)徑 mm d— 推移千斤頂活塞桿直徑 mm ； 移F — 推移千斤頂移架力， KN 待求； 推F — 推移千斤頂推溜力， KN 待求； bP — 推移千斤頂處泵站來壓 Pb =29Mpa 初選 移F =200KN 推F =100KN 將 推F 代入（ 2— 20）得 ]5[ D= ??? = 將 d代入式（ 2— 19）中得 ]5[ D= ??? ＋ = 將 D， d圓整取標(biāo)準(zhǔn)值 D=125mm d=70mm 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 推移千斤頂?shù)耐屏锪鸵萍芰?]5[ 推F =π/ （ 2—21） 移F =π/4(D bPd )22? （ 2—22） 將各已知數(shù)據(jù)代入式（ 221）（ 222） 推F =702 29= 移F =(12570)2 29= 側(cè)護(hù) 裝置的結(jié)構(gòu)選擇及 主要參數(shù)的確定 側(cè)護(hù)裝置的作用 1)消除相鄰支架掩護(hù)梁和頂梁間的間間隙，防止冒落矸石進(jìn)入支護(hù)空間； 作為支架移架的傾倒； 2） 防止支架的傾倒； 3） 調(diào)整支架間距 ； 側(cè)護(hù)裝置結(jié)構(gòu)形式的確定 按側(cè)護(hù)板與掩護(hù)梁或頂梁上頂面的關(guān)系，側(cè)護(hù)板有以下幾種型式： 上復(fù)式：如圖 2— 16所示，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但活動(dòng)側(cè)護(hù)板特別是頂梁活動(dòng)側(cè)護(hù)板承載 時(shí)不能調(diào)節(jié)，且容易被大塊巖石壓住或卡住。 埋伏式 :如圖 216b 所示 ，頂 梁或掩護(hù)梁的上面加焊幾條鋼板，使側(cè)護(hù)板的水平板面比頂梁或掩護(hù)梁承載面低，它改善側(cè)護(hù)板的受力 情況活動(dòng)側(cè)護(hù)板的設(shè)節(jié)性能。它的結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，目前頂梁側(cè)護(hù)板多采用這種型式。 抽出式：如圖 2— 16c 所示正常情況下，活動(dòng)測(cè)護(hù)板的調(diào)節(jié)性能較好，當(dāng)支架承受偏 載或窄槽內(nèi)堵塞粉塵時(shí)，調(diào)節(jié)也困難，它的結(jié)構(gòu)比比較復(fù)雜。 支撐掩護(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計(jì) 26 (a) (b) (c) (d) 圖 213側(cè)護(hù) 板 的結(jié)構(gòu)型式 Fig. 213 mining sorting 4） 折頁式如圖 213d 所示，活動(dòng)側(cè)護(hù)板的調(diào)節(jié)性能較好，不受支架承載的影響，但它會(huì)造成架間三角帶，其中常填滿碎矸 防塵效果差。 側(cè)護(hù)裝置有參數(shù)確定 1） 側(cè)護(hù)千斤頂行程，缸體內(nèi)徑，活塞桿直徑 通過類比取 側(cè)推千斤頂行程 L=170mm 側(cè)推千斤頂內(nèi)徑 D=63mm 側(cè)推千斤頂活塞桿直徑 d=40mm 2） 側(cè)推千斤頂推拉力 側(cè)推千斤頂推拉力按以下式計(jì)算： ]6[ b推P PD4/ 2???? （ 2—23） 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 式中， 推F — 側(cè)推千斤頂推力 KN 待求 Pb— 側(cè)推千斤頂處泵站來壓 取 29Mpa 將名已知數(shù)據(jù)代入式（ 2— 23）得 ]6[ 推F =632 2910 3? = 拉P=π/4(D2 d2 )Pb 式中拉P— 側(cè)推千斤頂拉力 KN待求 將各已知數(shù)據(jù)代入式（ 2— 24） 得 ]6[ 拉P=（ 632 402 ） 2910 3? π= 3） 側(cè)護(hù)板主要尺寸的確定 頂梁測(cè) 護(hù)板的側(cè)向?qū)挾纫?，按支架升降高度和推移步距來確定。即：考慮到當(dāng)前一架升起，另一架降柱時(shí)，要保證相鄰兩架間側(cè)護(hù)板不能脫離接觸，同時(shí)考慮到支架降柱后要前移，為防止頂梁后部側(cè)護(hù)板脫離接觸，頂梁側(cè)護(hù)板后部要加寬，加寬長(zhǎng)度一般為從頂梁后部起大于一個(gè)移架步距。 掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板的側(cè)面寬度，主要考慮移架步距，一般比一個(gè)步距大 100mm，當(dāng)一個(gè)架固定，另一架前 移時(shí)，兩架之間能封閉，同時(shí)又考慮到 降架前移時(shí)，原不動(dòng)的掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板 下部不至脫開，所掩護(hù)梁下部要加寬。 ，由兩臺(tái)相鄰支架的間距離確定。 本設(shè)計(jì)取頂梁和掩護(hù)梁測(cè)擴(kuò)板的上部寬度為 200mm。 ，盡量減小間隙，加強(qiáng) 密封性。 側(cè)護(hù)板活動(dòng)方式的確定 本設(shè)計(jì)選取側(cè)護(hù)板活動(dòng) 前梁千斤頂?shù)倪x擇及有關(guān)參數(shù)的確定 支撐掩護(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計(jì) 28 前梁千斤頂行程的確定 根據(jù)類比，本設(shè)計(jì)前梁千斤頂行程選取 140mm。 缸體內(nèi)徑和活塞 直徑 本設(shè)計(jì)內(nèi)徑 D=100mm 和活塞桿直徑 d=70mm 前梁千斤頂推拉力的確定 ]6[ 1)初撐力階段 b推初 PDP ..4/ 2?? （ 2—25） 式中 Pb 取 32Mpa 代入 b推初 PDP ..4/ 2?? = 2)工作階段 ]7[ b推 PDP ..4/ 2?? （ 2—26） b拉 PdDP )(4/ 22 ??? （ 2—27） b拉 PdDP )(4/ 22 ?? ? =(1002702)29103=(KN) b推 PDP ..4/ 2?? =29103=(KN) 3 支架受力分析計(jì)算 液壓支架的支護(hù)性能與外載荷 液壓支架采煤工作面的作用是支護(hù)頂板，當(dāng)煤層被采動(dòng)后，頂板有壓力顯現(xiàn)。作用在支架上的載荷大體可分為兩部分：其 一是直接頂形式的壓力 Q1；其二是老頂形成的壓力 Q2如果直接頂比較完整，在荼面煤壁上面的直接頂呈懸壁，工 作面煤壁上方的直接頂已經(jīng)斷裂，則 Q1由支架單獨(dú)承受在支架之后冒落，當(dāng)直接項(xiàng)在支架 之 后冒落 時(shí) ，老頂呈懸臂狀態(tài)。由老頂形式的懸壁一端頂 支承在直接頂垮落后的碎矸上，另一端則支承在支架和煤壁上方直接頂上，并形成載荷 Q2，隨著煤壁的推進(jìn)，老頂懸露長(zhǎng)度加長(zhǎng)。 Q2 在增加，當(dāng)老頂懸落達(dá)到一定長(zhǎng)度后，其自重使其斷裂，于是老頂懸露變短， Q2 降到最小值 ，在采煤工作面連續(xù)開采過程中， Q2 由小到大再由大到小，周而復(fù)始。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 液壓支架的結(jié)構(gòu)和支架液壓系統(tǒng)必須保證液壓支架液具有完全適應(yīng)頂板變化性能。采煤機(jī)采過一個(gè) 截深之后，支架前移一個(gè) 步距，此時(shí)頂板尚無下沉現(xiàn)象，支架以初撐力支撐頂板。此后 頂板開始下沉，破碎或斷裂，支架承載加大，直到立柱下腔壓力達(dá)到安全閥調(diào)值，安全閥釋放，出現(xiàn)支架的“讓壓”現(xiàn)象。這時(shí)立柱以“工作阻力”支護(hù)頂板。具體工作征如圖 3— 1所示 圖 31支架的工作特征曲線 Fig. 31 line of hydraulic support haracteristic 由上述液壓支架的工作 狀 態(tài)可知 ， 支架承受的外載 荷 是頂板下沉形成的，在頂板下沉過程中，支架頂梁與頂板有相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象，支架僅受垂直于頂梁的 力 ，還受平行頂梁的力。 為了設(shè)計(jì)方便，要對(duì)支架的載 荷和支架本身進(jìn)行簡(jiǎn)化，現(xiàn)概述如下 ： 1)