【導讀】側(cè)護板的結(jié)構(gòu)型式.........

　　

【正文】 1Q 角的線； 以 O點為圓心， A為半徑，與上線交一點 a，即為后連桿與掩護梁的上鉸點； 過 a 點作與 H— H線相交為 P 角的斜線，以 a 點為圓心 ,G為半徑交一點 e? ，此點為掩護梁與 頂梁的鉸點； 過 e? 點作與 H— H線的平行線 F— F 線，則 H— H線與 F— F 線的距離為 1h ，為液壓支架最高位置時的計算高度； 以 a 點為圓心，掩護梁 G 的 ~ 長為半徑，在掩護梁上交一點 b，為前連桿上鉸點的位置； 過 e? 點作 F— F 線的垂線 (認為液壓支架在升降時， e? 點近似在此直線上滑動 )； 在垂線上作液壓支架在最低位置時，頂梁與掩護 梁的鉸點為 e? ； 取 ee?? 中點為 e? 點，為液壓支架降到中間位置時掩護梁與頂梁的鉸點； 1以 O點為圓心， oa為半徑作圓?。? 1以 e? 為圓心，掩護梁長 ea? 為半徑，交圓弧上一點 a? ，此點為液壓支架降到中間位置時，掩護梁與后連桿 的鉸點； 1以 e? 為圓心，掩護梁長 ea? 為半徑，交圓弧上一點 a? ， 此點為液壓支架降到最低位置時，掩護梁與后連桿的鉸點； 1連接 ae?? 、 ae ??? 。并以 a? 點為圓心， ab為半徑，交 ea?? 上一點 b? 點；以 a? 為圓心， ab為半徑，交 ea ??? 上一點 b? 點，該 b 、 b? 、 b? 三點為液壓支架在三個位置時前連桿的上鉸點； 1連接 oa? 、 oa? 為液壓支架降到中間位置和最低位置時后連桿的位置； 1分別作 b? 和 bb?? 的垂直平分線交一點 c ，即為前連桿下鉸點， bc為前連桿長度； 1過 c 點向 H— H線作垂線，交一點 d ，則 oa， ab， bc， cd和 do為液壓支架的四連桿機構(gòu)。 頂梁長度的確定 根據(jù)已知參數(shù)初步計算頂梁長度 根據(jù)由支護強度 p 、控頂距 cL 、中心距 cb 和支護效率 ? 計算工作阻力的公式 ????? ccN bLpP （ 39） 其中 CLLc ?? ， C 為梁端距， 取 350mm， ?取 ， cb =1750mm， p 取 ， NP =12020KN 可計算初步出頂梁長度： 配套尺寸對頂梁長度的影 響 設(shè)備配套尺寸與支架頂梁長度有直接關(guān)系。為了防止當采煤機向支架內(nèi)傾斜時，采mmCbpPL cN 6 3 ???? ??????? ? 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 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(shè)計時，要求頂梁前端距煤壁最小距離為 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 135~150 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(shè)備包括采煤機和輸送機，均要在頂梁掩護之下工作，以此來計算頂梁長度。 支架工作方式對頂梁長度的影響 如圖 所示，上邊為先推 溜后移架 (又稱滯后支護方式， 活塞桿處于收縮狀態(tài) )頂梁長度較短，下邊為先移架后推溜 (又稱及時支護方式， 活塞桿處于伸出狀態(tài) )頂梁長度較長。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，先移架后推溜時的頂梁長度要比先推溜后移架時的頂梁長度大一個步距，一般為 960mm。 圖 支架工作方式比較圖 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 頂梁長度計算 支架在工作 面的相對位置關(guān)系如圖 。 掩護式支架頂梁長度計算 頂梁長度 L =[配套尺寸 1L +底座長度 2L + ? ?1cosAQ][ ? ?1cos 300G P e??]+掩護梁與頂梁鉸點至頂梁后端點之距 3L （ mm） (310) 配套尺寸 — 參考原煤炭部煤炭科學研究院編制的綜采設(shè)備配套圖冊確定； 配套尺寸 aSfeBL ????? ）（ 39。1 式中 B — 采煤機截深， mm； 39。e — 煤壁與鏟煤板間所留間隙，以防采煤機在輸送機彎曲段工作時滾筒切割鏟煤板，一般 200~10039。 ?e mm； f — 鏟煤板寬度， mm； S — 輸送機中部槽寬度， mm； a — 底座前端與輸送機的距離， mm。 2L — 底座前端至后連桿下鉸點之距， mm； A — 支架后連桿的長度， mm； G — 支架掩護梁的長度， mm； 1Q 、 1P — 支架在最高位置，分別為后連桿和掩護梁與水平面的夾角； e — 支架由高到低頂梁前端點最大變化距離 ,取 e =20mm。 選取的采煤機型號為 MG800/2040WD型采煤機，截深為 800mm。 刮板輸送機型號 SGZ1000/1400， 規(guī)格（長 寬 高）（ mm）為 1750 1000 362。 配套尺寸 1L =800+400+1000+600=2800mm 底座長度 2L =3360mm 頂梁長度 L = 321 )3 0 058c o s()75c o s( LeGALL ?????? ?? =(2800+3360+2134 cos75176。 )(4103 cos58176。 +300+20) +150 =4368mm 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 圖 支架配套設(shè)備在工作面的相對位置關(guān)系 4 液壓支架主要部件選擇設(shè)計 支架主要部件的設(shè)計要求 頂梁是支護頂板的直接支撐構(gòu)件，除滿足一定的剛度和強度外，還要滿足支護頂板足夠的頂 板覆蓋率；同時盡可能的要適應頂板的不平整性，使頂梁與頂板的接觸應力均勻，避免因局部壓力而引起損壞。 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，抗彎曲度，良好的密封性能，結(jié)構(gòu)簡單，并能適應支架的工作要求。 掩護梁是支架的掩護構(gòu)件，除防止采空區(qū)冒落的矸石涌于工作面外，并承受冒落矸石的壓力和頂梁分解的水平力。 底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。因此除滿足一定的剛度和強度外，對底板起伏不平的適應性要強；對底板接觸比壓要??；要有足夠的空間安 裝立柱、液壓控制裝置、推移裝置和其它輔助裝置；要便于人員操作行走，能起一定的擋矸作用；要考慮排矸能力；要有一定的重量，以保證支架的穩(wěn)定性等。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 頂梁的選擇設(shè)計 頂梁的作用 大采高液壓支架的頂梁是直接支撐頂煤和間接支撐直接頂及老頂部分載荷的承載部件，除滿足一定的剛度和強度外，還要求對頂板覆蓋率要高，以減少降、移支架過程中漏煤。由于頂煤易產(chǎn)生裂隙、破碎及跨落，要求頂梁盡可能適應這種變化，具有良好的接頂性能，避免因局部壓力而引起損壞。 頂梁的形式 頂梁形式：整體頂梁、鉸接頂梁和楔形結(jié) 構(gòu)頂梁。 鉸接頂梁的前段稱為前梁，后段為主梁，簡稱頂梁。 1．整體頂梁 整體頂梁 如圖 所示： 圖 整體頂梁 整體頂梁結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好；頂梁對頂板載荷的平衡能力較強；前端支撐力較大；可設(shè)置全長側(cè)護板，有利于提高頂板覆蓋率，改善支護效果，減少架間漏矸。為改善接頂效果和補償焊接變形，整體頂梁前端 (800～ 1000mm)一般上翹 1～ 3176。 。 2．鉸接式頂梁 鉸接式頂梁 如圖 所示： 圖 鉸接式頂梁 1前梁； 2前梁千斤頂； 3頂梁 在前梁千斤頂 2的推拉下，前梁 1上下擺 動，對不平頂板的適應性強。運輸時將前梁 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 放下與頂梁垂直，以減小運輸尺寸。 前梁千斤頂必須有足夠的支撐力和連接強度，前梁上不宜設(shè)置側(cè)護板。為順利移架，前梁間一般留有 100～ 150 mm 間隙，增加了破碎頂板漏矸的可能性。 各類頂梁都為箱式結(jié)構(gòu)，一般有鋼板焊接而成。為加強結(jié)構(gòu)的剛度，在上下蓋板之間焊有加強筋板，構(gòu)成封閉式棋盤形。頂梁前端呈滑撬式或圓弧形，以減少移架阻力。在頂梁下焊有鑄鋼柱窩，柱窩兩側(cè)有孔，用鋼絲繩或銷軸把立柱和頂梁連接起來。 ZY12020/38/62 型液壓支架采用整體頂梁結(jié)構(gòu)，箱形焊接結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu) 簡單，對頂板載荷平衡能力強。如圖 所示。頂梁側(cè)護板一直伸到前端，對頂板的啟閉性能好。該礦區(qū)高產(chǎn)高效綜采工作面配套大槽寬 (內(nèi)寬 1000mm)刮板輸送機和大截深 (800mm)電牽引采煤機，因而支架頂梁在立柱柱帽前部無支撐段長，會造成頂梁前部對頂板支護能力弱，設(shè)計決定采用整體頂梁，而且將頂梁梁體前部設(shè)計為上翹結(jié) 構(gòu)， 上翹角度為 1— 3176。，可顯著提高頂梁前端對頂板的支護力。支架前端采用帶四連桿機構(gòu)的兩級護幫機構(gòu)， 較好的解決了大采高軟煤片邦問題 ，護幫機構(gòu)既可收回又可翻轉(zhuǎn) 180176。 挑平 (可上 翻 3176。 )，支架的超前護頂、護幫 性能好。 圖 頂梁結(jié)構(gòu)形式 側(cè)護板的選擇設(shè)計 支架側(cè)護板裝置一般由側(cè)護板、彈簧筒、側(cè)推千斤頂、導向桿和連接銷軸等組成。 主要作用 （ 1） 擋矸 可改善頂梁與掩護梁的護頂、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） 導向 在 支架移架時起導向作用 ； 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 （ 3） 防倒、調(diào)架 活動側(cè)護板增強了支架側(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。 側(cè)護板的種類與選擇 頂梁和掩護梁的側(cè)護板有兩種，一種是一側(cè)固定另一側(cè)活動的側(cè)護板。由 于固定側(cè)護板與梁體焊接在一起，既節(jié)省材料又可加固梁體。在設(shè)計時，根據(jù)左右工作面來確定左側(cè)或右側(cè)為活動側(cè)護板。一般沿傾斜方向的上方為固定側(cè)護板，下方為活動側(cè)護板?；顒觽?cè)護板通過彈簧筒和側(cè)推千斤頂與梁體連接，以保證活動側(cè)護板與鄰架的固定側(cè)護板靠緊。但當改換工作面開采方向時，活動側(cè)護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)皆為活動側(cè)護板。這種側(cè)護板可以適應工作面開采方向變化的要求，有利于防倒和調(diào)架。 側(cè)護板的結(jié)構(gòu)型式 支架活動側(cè)護板形式：直角式單側(cè)活動側(cè)護板、直角式 雙側(cè)可調(diào)活動側(cè)護板和折頁式單側(cè)活動側(cè)護板。 1. 直角式單側(cè)活動側(cè)護板 直角式單側(cè)活動側(cè)護板如圖 所示： 圖 直角式單側(cè)活動側(cè)護板 直角式單側(cè)活動側(cè)護板一側(cè)固定式，一側(cè)活動式。固定側(cè)護板是梁的邊筋板，可增加梁體強度，減輕支架重量。 直角式單側(cè)活動側(cè)護板 適用于傾角較小 (15176。 以下 )的緩傾斜煤層或水平煤層，擋矸密 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 封性和導向性好。 2．直角式雙側(cè)可調(diào)活動側(cè)護板 直角式雙側(cè)活動側(cè)護板如圖 所示，可 根據(jù)工作面傾角方向，調(diào)整一側(cè)固定，另一側(cè)活動，適應性強， 可 用于各種支架。 圖 直角式雙側(cè)可調(diào)活動側(cè)護板 3．折頁式活動側(cè)護板 折頁式活動側(cè)護板如圖 所示，主要特點是 結(jié)構(gòu)簡單，千斤頂可以布置在梁體的外側(cè)，便于拆裝和維修。擋矸密封性差，移架時導向性差。用于頂板比較穩(wěn)定或堅硬條件的支撐掩護式支架。 圖 折頁式活動側(cè)護板 1活動上側(cè)護板； 2活動下側(cè)護板； 3頂桿； 4千斤頂 ； 5固定側(cè)護板 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 30 頁 頂梁側(cè)護板高度一般取 250— 500mm，薄煤層支架取下限，大采高支架取上限，掩護梁側(cè)護板和后連桿側(cè)護板高度一般根據(jù)支架最大高度時，側(cè)護板水平尺寸一般按移架步距加100— 200mm 搭 接量的原則來確定。 所以綜合考慮各個方面， ZY12020/38/62 型液壓支架 設(shè)計采用直角式雙側(cè)可調(diào)活動側(cè)護板?？梢愿鶕?jù)工作面傾角方向，調(diào)整一側(cè)