【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ―――――――――――――――――――――――― 18 掩護(hù)梁與頂梁鉸接點(diǎn)至頂梁后端點(diǎn)的距離，本設(shè)計(jì)取 200mm。 參考以上公式和查閱綜采支護(hù)手冊(cè)得，取頂梁長(zhǎng)度取 3920mm，此外應(yīng)注意采用及時(shí)支護(hù)方式，即先移架后推溜，因此要求要求頂梁由較大的長(zhǎng)度。 4） 頂梁寬度的確定 支撐掩護(hù)式支架包括側(cè)護(hù)板在內(nèi)的頂梁寬度為 — 左右，下限為側(cè)護(hù)板收縮時(shí)的運(yùn)輸寬度， 為支架正常工作時(shí)的寬度， 為調(diào)架時(shí)側(cè)護(hù)板伸出后的最大寬度，取 B=。 1）支架立柱數(shù)的確定 目前國(guó)內(nèi)支撐式液壓支架立柱數(shù)為 2— 6根，常用為 4根；掩護(hù)式液壓支架為 2 根；支撐掩護(hù)式液壓支架為 4根。本設(shè)計(jì)立柱數(shù)為 4. 2） 立柱上校窩位置的確定 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)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。為簡(jiǎn)化計(jì)算，假定頂梁與頂板均勻接觸，載荷沿頂梁長(zhǎng)度力向技線性規(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(jiǎn)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(zhǎng)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)算立柱上校窩位置。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 210 所示 : 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 19 對(duì) A點(diǎn)取矩： MA=0? ； 即? ? ? ? ? ? 11 1 1 1 2 1 1 2 1 2 2 2 1 2 2 lgF W c o s s in s in c o s 03Fh P t x l P t h h P t h h P t? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 整理得： ? ? ? ?1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 2 21 1 2 2lg F W c os si n si n3 c os c osF h P t l h h P t P tx P t P t? ? ???? ? ? ? ?? ? （ 29） 式中： x—— 支架后排立柱上柱窩至頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)的距離， m； F1—— 支架支護(hù)阻力， Fl＝ CqF ， kN； q—— 支架最大支護(hù)強(qiáng)度， kN／ 2m ； CF —— 支護(hù)面積， 2m ； lg —— 頂梁長(zhǎng)度 (不包括頂梁與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁后端的距離 )， m；lg ==； 1Pt ， 2Pt —— 前、后排各立柱工作阻力之和， kN； 1h —— 頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁頂面的距離， m；取 1h = 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 20 2h —— 立柱上柱窩中心至頂梁頂面的距離， m；取 2h = 1? , 2? —— 前后排立柱在最高位置時(shí)的傾角， W—— 頂梁與頂板間的摩擦系數(shù) ㈠支護(hù)強(qiáng)度 q 確定 支護(hù)強(qiáng)度取 決于頂板性質(zhì)和煤層厚度?？筛鶕?jù)下列公式采用插值法計(jì)算： ? ? 11 2 1 21mx H hqq q q q hq hq?? ? ? ? （ 210） 式中： xq —— 當(dāng)支架最大采高為 Hm 時(shí)，支架應(yīng)有的支護(hù)強(qiáng)度， KN/ 2m 1q —— 在選擇表 21 中的低于 Hm 但與之相鄰的采高相對(duì)應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度， KN/ 2m 2q —— 在選擇表 21 中的高于 Hm 但與之相鄰的采高相對(duì)應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度， KN/ 2m 1hq —— 1q 所對(duì)應(yīng)的采高， m 2hq —— 2q 所對(duì)應(yīng)的采高， m； 表 21 支架架型確定參數(shù) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 21 ㈡確定支架支護(hù)阻力 1F 支架工作阻力應(yīng)滿足頂板支護(hù)強(qiáng)度的要求 支架工作阻力 P 應(yīng)滿足頂板支護(hù)強(qiáng)度的要求，即 P= CqF * 310 KN (211) 式中： CF —— 支架的支護(hù)面積， 2m ，可按下式計(jì)算： ? ?? ? 2CF L C B K m? ? ?（ 212） 式中： L—— 支架頂梁長(zhǎng)度， m C—— 梁端距， m B—— 支架頂梁寬度， m K—— 架間距， m 由于查表采高 ，故用插值法計(jì)算? ? 11 2 1 21mx H hqq q q q hq hq?? ? ? ? ? ? 13 9 4 9 ????????? =, 梁端距 C，一般為 ，最大不超過 ，取 C=，我國(guó)規(guī)定支架間標(biāo)準(zhǔn)中心距為 ， B+K= CF =（ +） = 2m 所以， F1= 310 KN = 310 KN ㈢ 立柱工作阻力 1Pt ， 2Pt 對(duì)于支撐式支架，支架立柱的總工作阻力等于支架工作阻力。對(duì)于掩護(hù)式 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 22 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 作的比值，稱為支架的支撐效率 ? ，所以支架立柱的總工作阻力 Pt為：t PP ?? (213) 支撐式支架的效率為 100﹪，支撐掩護(hù)式和掩護(hù)式支架取η =80％左右。 Pt= 10179。／ = 10179。Kn 前后排立柱數(shù)相等，初步可設(shè)為 1Pt = 2Pt = 422t tpn p?? 10179。KN ㈣ 確定 12?? 直接支撐的支撐掩護(hù)式支架，立柱的傾角較小，且一般后排的立柱的傾角2? 小于前排立柱的傾角 1? ；支撐掩護(hù)式支架，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求呈傾斜或直立布置，一般立柱軸線與頂梁垂線的夾角小于 10176。（支架在最高工作位置時(shí)），因?yàn)閵A角小，有效支撐力較大。取 1? =5176。， 2? =3176。 ㈤ 確定前后排立柱間距 2l 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(hù)式液壓支架的立柱間距為 1— ，選立柱間距 2l =。 代入公式（ 29）得 x=，取整為 430mm。 2）立柱下柱窩位置計(jì)算 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 30。來考慮，具體計(jì)算如圖 211所示。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 23 圖 211 下柱窩位置計(jì)算圖 按幾何關(guān)系列出的下列諸公式進(jìn)行計(jì)算： 2 1 1 2 2 2c o s c o sx l x A Q l x G P? ? ? ? ? ? (214) 39。2 3 1tanxH ?? （ 215) 將 （ 215） 代入（ 214）得： 39。1 2 2 3 1 1 2c os ta n c osx l x G P H l A Q?? ? ? ? ? ?（ 216） 式中： H3=H2(h2+h3) 39。1? —— 支架最低位置時(shí)，前排立柱傾角，176。； 1l —— 前后排立柱下鉸點(diǎn)之距， m； 2Q —— 支架最低位置時(shí)，后連桿與水平面夾角 2P —— 支架最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與水平面夾角 由立柱上柱窩計(jì)算得： 2l =， h2=， x=； 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 24 由四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)知： A=， G=， Q2=176。 ,P2=176。 圖 212 液壓支架總體簡(jiǎn)圖 ① ． 立柱下柱窩中心至底座地面的距離 按比例類比 ZZ4000/17/35 型液壓支架，取 h3=280mm ② ． 前后排立柱最低位置時(shí)的傾角 39。1? ， 39。2? 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，且一般后排立柱的傾角 39。2? 也應(yīng)小于前排立柱的傾角 39。1? 。 ③ ． 確定前后排立柱間距 1l 參考《礦山機(jī)械》，一般選取 800950mm，由繪圖知 1l =959mm. ④ ． 確定 H3 H3=H2(h2+h3) =(+) = 代入公式 216 得 x1=，取整為： 607mm 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 25 支架總體簡(jiǎn)圖如圖 212 所示 支架受力分析及立柱的負(fù)載 為了設(shè)計(jì)計(jì)算方便，要對(duì)支架的外載荷和支架本身進(jìn)行簡(jiǎn)化，現(xiàn)概述下： (1)把支架簡(jiǎn)化成一個(gè)平面桿系結(jié)構(gòu)。為偏于安全，在計(jì)算時(shí)把外載荷視為集中載荷。 (2)金屬結(jié)構(gòu)件校直梁理論計(jì)算。 (3)頂梁、底座與頂?shù)装灞徽J(rèn)為均勻接觸，載荷沿支架長(zhǎng)度方向按線性規(guī)律分布，沿支架寬度方向?yàn)榫鶆?分布。 (4)通過分析和計(jì)算可知，掩護(hù)梁上殲石的作用力，只能使支護(hù)架實(shí)際支護(hù)阻力降低。所以在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)忽略不計(jì)，使掩護(hù)梁偏于安全。 (5)立校和短校按最大工作阻力計(jì)算。 (6)產(chǎn)生作用在頂梁上的水平力的情況有兩種，一是由于支架讓壓凹縮，頂梁前端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為近似雙紐線，頂梁與頂板間產(chǎn)生相對(duì)位移，頂板給予頂梁水平摩擦力；另一種是由于頂板向采空區(qū)方向移動(dòng)，使支架頂梁受到一個(gè)指向采空區(qū)的水平摩擦力。頂梁和頂板的靜摩擦系數(shù) w一般取 。 (7)按不同支護(hù)高度時(shí)各部件最大受力值進(jìn)行強(qiáng)度校核。 撐掩護(hù)式支架的受力分析與計(jì)算 易得： 239。1 39。21cos mmHHa? ? ? （ 217） 首先取頂梁為分離體，如圖 214 所示。寫出內(nèi)力 xb， yb 以及 Fn 作用點(diǎn)的位置 x的表達(dá)式。 12si n si nb n a bx fF P P??? ? ? （ 218） 12c os c osb n a by F P P??? ? ? （ 219） 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 26 7 1 1 2 2 1 6 7 2 6 7c o s c o s s in ( ) s in )n a b a bnfF h P L P L P h h P h hx F? ? ? ?? ? ? ? ? ?? （（ 220） 式中，α 1，α 2角可由結(jié)構(gòu)尺寸算出，即為α 1=5176。，α 2=3176。 圖 213支撐掩護(hù)式支架整體受力 再取掩護(hù)梁為分離體，如圖 215所示，寫出連桿受力 F5， F6的表達(dá)式，求出Fn。 ? ?336 4 3 4ta n s in c o s ta nc o s ta n s inbbx y WF ? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? （ 221） 6353c o s c o sc o s bF y WF ?????? (223) ? ?1 2 1 21 c o s c o s s in s in ta n1 ta nn a b a b CF P P P P WfL? ? ? ? ?? ??? ? ? ? ???? ?? （ 223） 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 27 圖 214頂梁分離體受力 Fn求出后，代入式 220，可求出 x。 ? ?1 1 2 21 c o s c o sabnx P L P LF ???? （ 224） 再取底座為分離體，如圖 216 所示，可求出底板對(duì)底座的支撐反力 F1’及其作用點(diǎn)的位置 x’ ：