【正文】 缸底相連，底座中間布置有推移裝置，側面有拉后輸 送機千斤頂固定耳座。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 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 說明書 37 掩護梁 設計 （圖 詳見設計圖紙） 掩護梁上部與頂梁鉸接，下部與前后連桿相連，經前后連桿與底座連為一個整體，是支架的主要連接和掩護部件，其主要作用包括： （ 1）承受頂板給予的水平分力和側向力，增加支架的抗扭性能。 （ 2）掩護梁與前后連桿、底座形成四連桿機構，保證梁端距變化不大。 （ 3）阻擋后部頂煤及矸石前串，維護工作空間 另外，由于掩護梁承受的彎矩和扭矩較大，工作狀況惡劣，所以掩護梁必須具有足夠的強度和剛度。 本支架 的掩護梁為 鋼板焊接的箱式結構，在掩護梁上端與頂梁鉸接，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板，在相應的危險斷面和危險焊縫處也都有加強板。 同時掩護梁有直線型、折線型兩種。這里選擇直線型掩護梁，結構強度高，其工藝性較好。 前、后連桿 設計 前、后連桿上下分別與掩護梁與底座鉸接，共同形成四連桿機構，其主要作用包括： 使支架在調高范圍內，頂梁前端與煤壁的距離（梁端距）變化盡可能小，更好地支護頂板； 承受頂板的水平分力和側向力，使立柱不受側向力。 前、后連桿的結構形 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），均為鋼板焊結的箱形結構，這種結構不但有很強的抗拉抗壓性能，而且有一定的抗扭能力。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 說明書 38 尾梁 設計 尾梁上部與掩護梁鉸接，由兩個尾梁千斤頂支撐，支架前移后垮落的頂煤及頂板直接作用到尾梁上，尾梁是支架掩護后部和實現(xiàn)放頂煤的關鍵部件，其主要作用包括： 支撐松動的頂煤及頂板巖石，維護良好的工作空間； 為插板提供支點，為實現(xiàn)放頂煤創(chuàng)造條件； 尾梁的上下擺動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度。本支架尾梁采用整體箱形變斷面結構，用鋼板拼焊而成 ， 兩側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 設計 插板由插板千斤頂與尾梁相連，處于尾梁內部，是實現(xiàn)放頂煤的直接部件，其主要作用有： 收回插板實現(xiàn)放頂煤； 伸出插板阻擋矸石進入后部運輸機； 當有大塊煤落下時，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構（如 10所示），插板千斤頂耳座放在插板內部，這樣不但便于插板的安裝，也增大了 插板強度。 推移機構 設計 支架的推移機構包括：后推移桿、前推移桿、連接頭、推移千斤頂和銷軸等，主要作用是推移輸送機和拉架。 推移桿的一端通過連接頭與輸送機相連，另一端通過千斤頂與底座河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 說明書 39 相連，推移桿除承受推拉力外，還承受側向力，底座下滑時有一定的防滑作用。 本支架的推移桿采用等斷面的箱型鋼板焊接結構，兩側設有導向板，其作用是為推移千斤頂導向并能阻擋輸送機下滑。 輔助裝置防護裝置及放頂煤裝置 設計 裝置 支架性能的好壞和對工作面地質條件的適應性，在很大程度上取決于防護裝置的 設置和完善程度，本支架設有比較完善的防護裝置，性能可靠，主要包括側護板、護幫板等機構。 側護板 設置側護板，提高了支架掩護和防矸性能，一般情況下，支架頂梁和掩護梁設有側護板。側護板通常分為固定側護板和活動側護板兩種，左右對稱布置，一側為固定側護板，另一側為活動側護板，固定側護可以是永久性的也可以是暫時的（也稱為雙向可調活動側護板）。暫時性固定側護板可以在調換工作面方向時，改作活動側護板，而此時另側的活動側護板改為固定側護板。 活動側護板一般都是有彈簧套筒和千斤頂控制。側護板的主要作用有： ⑴阻擋矸石，即 使在降架過程中，由于彈簧套筒的作用，使活動側護板與鄰架固定側護板始終相接觸，能有效防矸； ⑵操作側推千斤頂，用側護板調架，對支架防倒有一定作用。 為了減輕支架重量，本支架頂梁和掩護梁設單側活動側護板，另一側為固定側護板，頂梁活動側護板由兩個彈簧套筒和兩個千斤頂控制，掩護梁側護板有兩個彈簧套筒和一個千斤頂控制。彈簧套筒是由導桿、彈簧、彈簧筒等組成，側護板是由鋼板直角對焊的結構，側板上的耳子河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 說明書 40 是在運輸時固定活動側護板用的。 護幫裝置 護幫裝置固定于伸縮梁的前端下部。護幫板在前端，護幫千斤頂與伸縮梁的托板連接。 需護幫時可操作護幫千斤頂，使護幫板下部貼緊煤壁，防止片幫的煤炭砸傷人和設備。在采煤機到來之前一定要收回護幫裝置，使采煤機順利通過，并防止?jié)L筒割頂梁。當前方片幫，梁端距過大時，可推出護幫板，但采煤機通過之前必須收回幫護板。當頂板發(fā)生超冒落或梁端距很大時，護壁板可翻轉 180176。對煤壁上方頂板進行支護。 放頂煤機構 本支架為低位放頂煤支架，放頂煤機構位于掩護梁的后端，主要包括尾梁、插板、插板千斤頂及尾梁千斤頂?shù)?。放煤時，只要將插板收回并擺動尾梁，垮落的頂煤即可從尾梁后部流進輸送機。 支架的執(zhí) 行元件設計 支架承載結構件確定后校和確定 的主要技術參數(shù) 支護面積 ? ? a rc si ncF b l ?? ? ? ? （ ） 式中： cF —— 支護面積， 2m ； b —— 頂梁寬度 ， m ； l —— 頂梁長度， m ； ? —— 移架后頂梁前端到煤壁的距離，一般 300mm?? 。 代入相關數(shù)據， 得： ? 支護強度和支護效率 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 說明書 41 支護強度是指支架對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 —— 支護效率； pL —— 支架中心距， mm ； nL —— 梁端距， mm ； L —— 頂梁長度， mm 代入相關數(shù)據，得： 采高 時， MPa? sK = 采高 時， MPa? sK = 滿足設計要求 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，為了適應頂板的變化和改善受力狀況，立柱兩端均采用球面結合形式與頂梁及底座鉸接，承受壓力，并用銷軸固定來承受拉力。立柱柱頭與頂梁端相 連接的銷孔，其兩側加工成喇叭口，與直銷配合使用，使頂梁能左右作適當偏轉，以便立柱在架內靈活轉動。 防片幫千斤頂被應用與前梁的挑梁上，使挑梁伸出和縮回能起到及時支護和防片幫的作用。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 說明書 42 前梁千斤頂用來支撐支架的前梁，使前梁向上或向下擺動，以便更好的維護頂板。 側推千斤頂?shù)淖饔檬峭瞥龌蚴湛s活動側護板，使支架具有擋矸、防倒和調架的性能。 尾梁千斤頂用來支撐支架的尾梁，形成后部工作空間，并使尾梁向下或向上擺動，使頂煤落入后部輸送機或擋住矸石。 斤頂 插板千斤頂?shù)淖饔檬鞘俏擦后w內的插板伸出或縮回，用來擋矸、破煤或放煤。 推移千斤頂用來推進工作面輸送機和推移支架，它的缸體與支架底座相連，而活塞桿通過推移桿與工作面輸送機相連。 支架執(zhí)行元件型號一覽表 序號 項目 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+機械790） mm 柱徑 260 mm 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 說明書 43 缸徑 280 mm 型式 單伸縮機械加 長 2個 2 后立柱 工作阻力 1903 kN P= 初撐力 1545 kN P= 行程 1662（液壓 822+機械840） mm 柱徑 230 mm 缸徑 250 mm 型式 單伸縮機械加長 2個 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 4 護幫千斤頂 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 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 說明書 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 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 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 8 拉 推力 /拉 386/207 kN P= 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 說明書 45 后溜千斤頂 力 行程 700 mm 缸徑 /桿徑 125/85 mm 型式 普通 1個 9 側推千斤頂 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 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 立柱結構設計和強度計算 立柱是液壓支架的主要承載與高度調節(jié)件。它除了要具有較高的承河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 說明書 46 載能力外 ，還應有較大的伸縮行程，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性，常需使支架的伸縮比較大。此時，單伸縮立柱就難以滿足要求。雖然采用在支架上裝設機械加長桿的方法，在一定程度上可以擴大其調高范圍。但機械加長桿在安裝后就成為固定活塞桿，需要調節(jié)時裝拆比較困難。目前，在國內外一些大高度的新型支架上日益采用伸縮式立柱。由于本設計的采高的變化范圍較小，因此采用單伸縮立柱結構。 設計參數(shù) ： 行程： 1641mm 缸內工作壓力： 39MPa 完全縮回時長度： 1702mm 完全伸出時長度： 3343mm 立柱缸體內徑按下列公式計算： 40 co saFD nP??? ? ? ? （ ） 式中： D—— 立柱缸體內徑， 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 —— 安全閥調定壓力， MPa ，選 FAD400 / 50 / Z型安全閥，39aP MPa? ； ? —— 立柱最大傾角，本設計立柱垂直布置，取 cos 1?? 。 代入相關數(shù)據，得： 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 說明書 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 本設計選用 2XRBB 型乳化液泵站，壓力 35MPa ，考慮各種損失，按 32MPa計算。 21 4 10 bDPP????? （ ） 式中： 1P —— 立柱初撐力， kN 。 bP —— 泵站壓力， MPa 。 代入相關數(shù)據，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 。