【正文】 缸底相連，底座中間布置有推移裝置，側(cè)面有拉后輸 送機(jī)千斤頂固定耳座。該底座整體性，穩(wěn)定性好，與底板接觸面積大，比壓小。 底座圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 37 掩護(hù)梁 設(shè)計(jì) （圖 詳見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙） 掩護(hù)梁上部與頂梁鉸接，下部與前后連桿相連，經(jīng)前后連桿與底座連為一個(gè)整體，是支架的主要連接和掩護(hù)部件，其主要作用包括： （ 1）承受頂板給予的水平分力和側(cè)向力，增加支架的抗扭性能。 （ 2）掩護(hù)梁與前后連桿、底座形成四連桿機(jī)構(gòu)，保證梁端距變化不大。 （ 3）阻擋后部頂煤及矸石前串，維護(hù)工作空間 另外，由于掩護(hù)梁承受的彎矩和扭矩較大，工作狀況惡劣，所以掩護(hù)梁必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 本支架 的掩護(hù)梁為 鋼板焊接的箱式結(jié)構(gòu)，在掩護(hù)梁上端與頂梁鉸接，下部焊有與前、后連桿鉸接的耳座。 在它與頂梁、前后連桿連接部位都焊有加強(qiáng)板，在相應(yīng)的危險(xiǎn)斷面和危險(xiǎn)焊縫處也都有加強(qiáng)板。 同時(shí)掩護(hù)梁有直線(xiàn)型、折線(xiàn)型兩種。這里選擇直線(xiàn)型掩護(hù)梁，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，其工藝性較好。 前、后連桿 設(shè)計(jì) 前、后連桿上下分別與掩護(hù)梁與底座鉸接，共同形成四連桿機(jī)構(gòu)，其主要作用包括： 使支架在調(diào)高范圍內(nèi)，頂梁前端與煤壁的距離（梁端距）變化盡可能小，更好地支護(hù)頂板； 承受頂板的水平分力和側(cè)向力，使立柱不受側(cè)向力。 前、后連桿的結(jié)構(gòu)形 式可以是整體式，也可以是分體式。本支架前連桿（如圖 7所示）為分體式雙連桿，后連桿為整體單連桿（如圖 8所示），均為鋼板焊結(jié)的箱形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)不但有很強(qiáng)的抗拉抗壓性能，而且有一定的抗扭能力。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 38 尾梁 設(shè)計(jì) 尾梁上部與掩護(hù)梁鉸接，由兩個(gè)尾梁千斤頂支撐，支架前移后垮落的頂煤及頂板直接作用到尾梁上，尾梁是支架掩護(hù)后部和實(shí)現(xiàn)放頂煤的關(guān)鍵部件，其主要作用包括： 支撐松動(dòng)的頂煤及頂板巖石，維護(hù)良好的工作空間； 為插板提供支點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)放頂煤創(chuàng)造條件； 尾梁的上下擺動(dòng)可以控制后部放煤和提高放煤量。 由于尾 梁要承受頂煤及頂板巖石的沖擊，所以要有足夠的剛度和強(qiáng)度。本支架尾梁采用整體箱形變斷面結(jié)構(gòu)，用鋼板拼焊而成 ， 兩側(cè)留有尾梁千斤頂耳座，中前部留有插板千斤頂耳座，尾梁中部留有裝插板的空間。 插板 設(shè)計(jì) 插板由插板千斤頂與尾梁相連，處于尾梁內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)放頂煤的直接部件，其主要作用有： 收回插板實(shí)現(xiàn)放頂煤； 伸出插板阻擋矸石進(jìn)入后部運(yùn)輸機(jī)； 當(dāng)有大塊煤落下時(shí)，利用插板尖齒可將塊煤破碎。 本支架插板是由鋼板拼焊的等斷面結(jié)構(gòu)（如 10所示），插板千斤頂耳座放在插板內(nèi)部，這樣不但便于插板的安裝，也增大了 插板強(qiáng)度。 推移機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) 支架的推移機(jī)構(gòu)包括：后推移桿、前推移桿、連接頭、推移千斤頂和銷(xiāo)軸等，主要作用是推移輸送機(jī)和拉架。 推移桿的一端通過(guò)連接頭與輸送機(jī)相連，另一端通過(guò)千斤頂與底座河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 39 相連，推移桿除承受推拉力外，還承受側(cè)向力，底座下滑時(shí)有一定的防滑作用。 本支架的推移桿采用等斷面的箱型鋼板焊接結(jié)構(gòu)，兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向板，其作用是為推移千斤頂導(dǎo)向并能阻擋輸送機(jī)下滑。 輔助裝置防護(hù)裝置及放頂煤裝置 設(shè)計(jì) 裝置 支架性能的好壞和對(duì)工作面地質(zhì)條件的適應(yīng)性，在很大程度上取決于防護(hù)裝置的 設(shè)置和完善程度，本支架設(shè)有比較完善的防護(hù)裝置，性能可靠，主要包括側(cè)護(hù)板、護(hù)幫板等機(jī)構(gòu)。 側(cè)護(hù)板 設(shè)置側(cè)護(hù)板，提高了支架掩護(hù)和防矸性能，一般情況下，支架頂梁和掩護(hù)梁設(shè)有側(cè)護(hù)板。側(cè)護(hù)板通常分為固定側(cè)護(hù)板和活動(dòng)側(cè)護(hù)板兩種，左右對(duì)稱(chēng)布置，一側(cè)為固定側(cè)護(hù)板，另一側(cè)為活動(dòng)側(cè)護(hù)板，固定側(cè)護(hù)可以是永久性的也可以是暫時(shí)的（也稱(chēng)為雙向可調(diào)活動(dòng)側(cè)護(hù)板）。暫時(shí)性固定側(cè)護(hù)板可以在調(diào)換工作面方向時(shí)，改作活動(dòng)側(cè)護(hù)板，而此時(shí)另側(cè)的活動(dòng)側(cè)護(hù)板改為固定側(cè)護(hù)板。 活動(dòng)側(cè)護(hù)板一般都是有彈簧套筒和千斤頂控制。側(cè)護(hù)板的主要作用有： ⑴阻擋矸石，即 使在降架過(guò)程中，由于彈簧套筒的作用，使活動(dòng)側(cè)護(hù)板與鄰架固定側(cè)護(hù)板始終相接觸，能有效防矸； ⑵操作側(cè)推千斤頂，用側(cè)護(hù)板調(diào)架，對(duì)支架防倒有一定作用。 為了減輕支架重量，本支架頂梁和掩護(hù)梁設(shè)單側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板，另一側(cè)為固定側(cè)護(hù)板，頂梁活動(dòng)側(cè)護(hù)板由兩個(gè)彈簧套筒和兩個(gè)千斤頂控制，掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板有兩個(gè)彈簧套筒和一個(gè)千斤頂控制。彈簧套筒是由導(dǎo)桿、彈簧、彈簧筒等組成，側(cè)護(hù)板是由鋼板直角對(duì)焊的結(jié)構(gòu)，側(cè)板上的耳子河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 40 是在運(yùn)輸時(shí)固定活動(dòng)側(cè)護(hù)板用的。 護(hù)幫裝置 護(hù)幫裝置固定于伸縮梁的前端下部。護(hù)幫板在前端，護(hù)幫千斤頂與伸縮梁的托板連接。 需護(hù)幫時(shí)可操作護(hù)幫千斤頂，使護(hù)幫板下部貼緊煤壁，防止片幫的煤炭砸傷人和設(shè)備。在采煤機(jī)到來(lái)之前一定要收回護(hù)幫裝置，使采煤機(jī)順利通過(guò)，并防止?jié)L筒割頂梁。當(dāng)前方片幫，梁端距過(guò)大時(shí)，可推出護(hù)幫板，但采煤機(jī)通過(guò)之前必須收回幫護(hù)板。當(dāng)頂板發(fā)生超冒落或梁端距很大時(shí)，護(hù)壁板可翻轉(zhuǎn) 180176。對(duì)煤壁上方頂板進(jìn)行支護(hù)。 放頂煤機(jī)構(gòu) 本支架為低位放頂煤支架，放頂煤機(jī)構(gòu)位于掩護(hù)梁的后端，主要包括尾梁、插板、插板千斤頂及尾梁千斤頂?shù)?。放煤時(shí)，只要將插板收回并擺動(dòng)尾梁，垮落的頂煤即可從尾梁后部流進(jìn)輸送機(jī)。 支架的執(zhí) 行元件設(shè)計(jì) 支架承載結(jié)構(gòu)件確定后校和確定 的主要技術(shù)參數(shù) 支護(hù)面積 ? ? a rc si ncF b l ?? ? ? ? （ ） 式中： cF —— 支護(hù)面積， 2m ； b —— 頂梁寬度 ， m ； l —— 頂梁長(zhǎng)度， m ； ? —— 移架后頂梁前端到煤壁的距離，一般 300mm?? 。 代入相關(guān)數(shù)據(jù)， 得： ? 支護(hù)強(qiáng)度和支護(hù)效率 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 41 支護(hù)強(qiáng)度是指支架對(duì)單位面積頂板提供的工作阻力。 ? ?spnPKq L L l?? ? （ ） 式中： P —— 支架總工作阻力， N 。 sK —— 支護(hù)效率； pL —— 支架中心距， mm ； nL —— 梁端距， mm ； L —— 頂梁長(zhǎng)度， mm 代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得： 采高 時(shí)， MPa? sK = 采高 時(shí)， MPa? sK = 滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求 支架的執(zhí)行元件 概述 低位放頂煤支架的 執(zhí)行元件 一般由立柱、防片幫千斤頂、前梁千斤頂、側(cè)推千斤頂、推移千斤頂、插板千斤頂、尾梁千斤頂?shù)纫簤焊捉M成。 立柱是支架的主要承載部件，為了適應(yīng)頂板的變化和改善受力狀況，立柱兩端均采用球面結(jié)合形式與頂梁及底座鉸接，承受壓力，并用銷(xiāo)軸固定來(lái)承受拉力。立柱柱頭與頂梁端相 連接的銷(xiāo)孔，其兩側(cè)加工成喇叭口，與直銷(xiāo)配合使用，使頂梁能左右作適當(dāng)偏轉(zhuǎn)，以便立柱在架內(nèi)靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。 防片幫千斤頂被應(yīng)用與前梁的挑梁上，使挑梁伸出和縮回能起到及時(shí)支護(hù)和防片幫的作用。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 42 前梁千斤頂用來(lái)支撐支架的前梁，使前梁向上或向下擺動(dòng)，以便更好的維護(hù)頂板。 側(cè)推千斤頂?shù)淖饔檬峭瞥龌蚴湛s活動(dòng)側(cè)護(hù)板，使支架具有擋矸、防倒和調(diào)架的性能。 尾梁千斤頂用來(lái)支撐支架的尾梁，形成后部工作空間，并使尾梁向下或向上擺動(dòng)，使頂煤落入后部輸送機(jī)或擋住矸石。 斤頂 插板千斤頂?shù)淖饔檬鞘俏擦后w內(nèi)的插板伸出或縮回，用來(lái)?yè)蹴?、破煤或放煤? 推移千斤頂用來(lái)推進(jìn)工作面輸送機(jī)和推移支架，它的缸體與支架底座相連，而活塞桿通過(guò)推移桿與工作面輸送機(jī)相連。 支架執(zhí)行元件型號(hào)一覽表 序號(hào) 項(xiàng)目 參數(shù) 單位 附注 1 前立柱 工作阻力 2394 kN P= 初撐力 1938 kN P= 行程 1641（液壓 851+機(jī)械790） mm 柱徑 260 mm 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 43 缸徑 280 mm 型式 單伸縮機(jī)械加 長(zhǎng) 2個(gè) 2 后立柱 工作阻力 1903 kN P= 初撐力 1545 kN P= 行程 1662（液壓 822+機(jī)械840） mm 柱徑 230 mm 缸徑 250 mm 型式 單伸縮機(jī)械加長(zhǎng) 2個(gè) 3 推移千斤頂 拉架力 801 kN P= 推溜力 445 kN P= 行程 700 mm 桿徑 120 mm 缸徑 180 mm 型式 普通 1個(gè) 4 護(hù)幫千斤頂 工作阻力 476 kN P= 推力 /拉力 386/207 kN P= 行程 405 mm 缸徑 /桿徑 125/85 mm 型式 普通 1個(gè) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 44 5 伸縮千斤頂 拉力 126 kN P= 推力 247 kN P= 行程 700 mm 缸徑 /桿徑 100/70 mm 型式 普通 2個(gè) 6 尾梁千斤頂 工作阻力 987 kN P= 推力 /拉力 801/474 kN P= 行程 635 mm 缸徑 /桿徑 180/115 mm 型式 普通 2個(gè) 7 插板千斤頂 推力 /拉力 247/126 kN P= 行程 600 mm 缸徑 /桿徑 100/70 mm 型式 普通 2個(gè) 8 拉 推力 /拉 386/207 kN P= 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 45 后溜千斤頂 力 行程 700 mm 缸徑 /桿徑 125/85 mm 型式 普通 1個(gè) 9 側(cè)推千斤頂 推力 /拉力 247/126 kN P= 行程 170 mm 缸徑 /桿徑 80/60 mm 型式 普通 3個(gè) 10 前梁千斤頂 行程 200 mm 工作阻力 1287 kN P=41MPa 推力 989 kN 缸徑 /桿徑 200/120 mm 型式 普通 2個(gè) 立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)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河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 46 載能力外 ，還應(yīng)有較大的伸縮行程，以滿(mǎn)足支架工作高度的要求。在厚煤層開(kāi)采中，為了增大支架對(duì)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(mǎn)足要求。雖然采用在支架上裝設(shè)機(jī)械加長(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)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)的采高的變化范圍較小，因此采用單伸縮立柱結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)參數(shù) ： 行程： 1641mm 缸內(nèi)工作壓力： 39MPa 完全縮回時(shí)長(zhǎng)度： 1702mm 完全伸出時(shí)長(zhǎng)度： 3343mm 立柱缸體內(nèi)徑按下列公式計(jì)算： 40 co saFD nP??? ? ? ? （ ） 式中： D—— 立柱缸體內(nèi)徑， cm ； F—— 支架承受的理論總載荷力， kN 。 ? ?10cF F q kN? ? ? n—— 立柱的根數(shù)； aP —— 安全閥調(diào)定壓力， MPa ，選 FAD400 / 50 / Z型安全閥，39aP MPa? ； ? —— 立柱最大傾角，本設(shè)計(jì)立柱垂直布置，取 cos 1?? 。 代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 47 ? ?4 0 7 . 4 5 1 1 5 1 0 2 6 . 54 3 . 1 4 2 3 9 1D c m? ? ???? ? ? 圓整，取 270D mm? 。 又根據(jù)加工工藝 、頂梁受力、底板比壓等因素影響 最終 優(yōu)化 確定前立柱為φ 280，后立柱為φ 250 泵站壓力的確定 本設(shè)計(jì)選用 2XRBB 型乳化液泵站，壓力 35MPa ，考慮各種損失，按 32MPa計(jì)算。 21 4 10 bDPP????? （ ） 式中： 1P —— 立柱初撐力， kN 。 bP —— 泵站壓力， MPa 。 代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得： 1 1938P MPa? 22 4 10 aDPP? ???? （ ） 式中： 2P —— 單根立柱工作阻力， kN ； aP —— 安全閥額定工作壓力， MPa 。