【正文】 取整后為 950mm。（3）底座底座為支架的其它結(jié)構(gòu)件和工作機構(gòu)提供安設的基礎，與前、后連桿和上連桿一起組成四連桿機構(gòu)，將立柱和前、后連桿傳遞的頂板壓力傳給底板。本底座是由鋼板焊接成的箱形整體結(jié)構(gòu)。在底座前端中間焊接有過橋它可以起到對底座的加強作用，另外還要用于固定推移千斤頂，將其一端固定在底座上。除了滿足一定的剛度和強度外，對底板不平的適應性要強，對底板的接觸比壓要??；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；便于人員操作行走，起一定的擋煤作用，考慮排煤能力，有一定的重量，以保證支架的穩(wěn)定性能等。采用整體式底座：這種底座是用鋼板焊接成的箱式結(jié)構(gòu)，整體性強，穩(wěn)定性好，強度高，不易變形，與底板接觸面積大，比壓小，底座的前端做成滑靴形，以減小支架的移動阻力，同時底座后部重量大于前部避免移架時底座啃底，底座與立柱之間連接處用鑄剛球面柱窩接觸，以免因立柱偏斜受偏載，并用限位板和銷柱限位，防止立柱脫出柱窩。在整體式底座后部中間底板去掉一塊，增加底座后部比壓，同時有利排煤。本設計采用整體式底座.（4）掩護梁掩護梁承受頂梁部分載荷和掩護梁背部載荷并通過千斤頂傳遞給底座。掩護梁和頂梁（包括活動側(cè)護板）一起，構(gòu)成了支架完善的支撐和掩護體，完善了支架的掩護和擋矸性能。掩護梁為面板式箱形結(jié)構(gòu)件。焊接方式與頂梁相似，掩護梁上鉸接座與頂梁鉸接，下端通過千斤頂與底座鉸接。掩護梁上的側(cè)護板的裝配方式與頂梁相同。圖 33　掩護梁焊接方式圖 34　掩護梁1耳板 2主筋板 3擋板 4耳板5加強筋板 6板 7側(cè)推千斤頂 8蓋板 9護幫板（5）推移千斤頂 本液壓支架采用活塞式推移千斤頂，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖 35　插板千斤頂結(jié)構(gòu)圖1缸體 2活塞 3擋圈 4壓盤 68 5半環(huán) 556壓環(huán) 7活塞導向環(huán) 8鼓形密封圈 9O 形密封圈10擋圈 11活塞 12蕾形密封圈 擬定液壓系統(tǒng) 本支架的液壓系統(tǒng)，由乳化液泵站，主進，主回液膠管，各種液壓元件，立柱及各種千斤頂?shù)冉M成。液壓系統(tǒng)原理：本支架操作方式采用鄰架操作控制，使用快速接頭拆裝方便，性能可靠。 本支架液壓系統(tǒng)所使用的乳化液，是由乳化油和水配制而成的，乳化油的配比濃度為 5％，使用乳化液應注意以下幾點：（1） 定期檢查濃度，濃度過高增加成本，濃度太低，可能造成液壓元件銹蝕，影響液壓元件的密封和使用壽命（2） 防止污染，定期清理乳化液箱和支架過濾器（3） 防凍：乳化液的凝固點為零下三度左右，與水一樣也具有凍結(jié)膨脹性，乳化液受凍后，不但體積膨脹 ，穩(wěn)定性也受影響，乳化液地面配制和冬季運輸時要注意防凍。圖 36 液壓支架液壓系統(tǒng)圖1－前立柱；2－壓力指示器；3－安全閥；4－液控單向閥；5－后立柱；6－頂梁側(cè)推千斤頂；7－掩護梁側(cè)推千斤頂；8－護幫千斤頂；9－雙向液控單向閥；10－操縱閥；11－推移千斤頂；12－前梁千斤頂；第四章. 支架的受力分析與計算 支架的工作狀態(tài)在采煤工作面中，當煤被采出后，就會出現(xiàn)一定的空間，由于上部巖從壓力，出現(xiàn)離從和裂隙，如果不及時支護，頂板就要冒落，不支護的時間越長，危險就越大，而頂板冒落時有一定過程的，一般分為三個階段，開始頂板處于無壓狀態(tài)，次時頂板較完整，而且沒有下沉，通常稱為老頂來壓，次時頂板并不破裂，且這種下沉帶有一定的周期，所以稱為老頂周期來壓狀態(tài)，如不及時支護，頂板就會破裂而冒落，此時叫冒落狀態(tài)。開始支架以初承力支承頂板，此時為無壓狀態(tài)，當周期來壓時，頂板下沉，使立柱下腔壓力增加，當增加到大于安全閥調(diào)定正壓力時，安全閥被打開，使立柱下腔壓力下降，稱立柱讓壓狀態(tài)，使支架以工作阻力支護頂板；如繼續(xù)來壓，就要不斷讓壓，所以立柱要有一定的向下行程，如沒有向下行程，稱壓死狀態(tài)，這是在設計和使用中，必須要注意避免的現(xiàn)象。支架在工作面受力是由于頂板下沉，同時又有向采空區(qū)移動的趨勢，使頂梁受合力和底座受底板壓力，其中頂板合力的垂直分力，由支架工作阻力來克服，所以我們在計算支架的工作載荷 F 時按支架的工作阻力來確定。 支架載荷的確定 液壓支架實際受載荷情況很復雜，頂梁和底座上的載荷即非集中載荷又非均布載荷，分布規(guī)律隨著支架與頂?shù)装宓慕佑|情況而變化，為簡化計算作如下規(guī)定。（1） 把支架化簡成一個平面桿系結(jié)構(gòu)，同時為防于安全，按集中載荷進行計算。（2） 金屬結(jié)構(gòu)件按材料力學上的直梁理論來計算。（3） 頂梁，底座與頂?shù)装逭J為均勻接觸，載荷沿支架長度方向按線性規(guī)律，沿支架寬度方向為均布。（4） 通過分析和計算可知，掩護梁上煤塊的作用力，只能使支架實際支護阻力降低，所以在計算強度時不計。（5） 立柱和短柱按最大工作阻力來計算。（6） 作用在頂梁上水平力的產(chǎn)生有二種情況：一種是支架在承載讓壓時，由于頂梁前端運動軌跡為雙扭線，所以頂梁與頂板有產(chǎn)生位移的趨勢，水平力為頂梁合力與靜摩擦系數(shù)的乘積，其方向與頂梁產(chǎn)生位移方向趨勢相反；另一種是由于頂板向采空區(qū)方向移動，使支架頂梁受一指向采空區(qū)的水平力，最大水平力值與上相同。頂梁與頂板的靜摩擦系數(shù) f ，目前國內(nèi)一般取～。（7） 支架各部分受力，按不同支護高度時受力最大值進行強度校核。（8） 各種結(jié)構(gòu)件的強度校核，除按理論支護阻力校核危險端面外，還要按《液壓支架型式試驗技術(shù)規(guī)范》的各種加載方法，以支架的額定工作阻力逐一校核，超過額定工作阻力 10％的超載試驗，將由安全系數(shù)來保證強度。 支架受力分析支架的受力分析與計算，是按理論力學中一個物體受幾個力的作用下處于平滑狀態(tài)時，所受力和力矩之和為零的原理來進行分析和計算的。即以當支架支承后在處于平衡狀態(tài)時，取整體或某一個部分為分離體也處于平衡狀態(tài)，其合力和合力矩為零。即滿足靜力平衡的充分必要條件為各力在 x 上的投影之和為零，各力在 y 上的投影之和為零。各力對某點取矩之和為零。下面就根據(jù)這一理論對支架簡化成平面桿系進行受力分析和計算。 各主要參數(shù)的影響掩護式支架在工作過程中，各主要部件的受力是變化的，其影響因素有諸多方面。（1） 立柱傾角對承載能力的影響由于掩護式和支撐掩護式支架的立柱大部分是傾斜布置的，傾角 又隨著支架的高度變?化，所以支架的承載能力的大小也隨著支架的高度而變化。現(xiàn)在 對承載能力的影響。立柱支撐在頂梁，當立柱的工作阻力為 ，傾角為BP時，顯然支架的承載能力與 COS 有直接的關(guān)系。因為 COSBP?≤1，因此立柱傾斜布置將使支架的承載能力降低。? 角和?COS 之間的關(guān)系表示在圖 3－1 看到，當 18 時，?COS ，支架的承載能力降低值不等大于５％。當26 時，COS ，所以支架承載能力將顯著的減 小。 圖 4－1因此叢支架承載能力的角度看，立柱傾角不要大于 18 。但是，有些支架為了使高度變化范圍?增大，角往往大于 30 。?（2） tgθ 值對支架承載能力的影響在以上各式中有多項公式包含 tgθ，分析如下：O 點是瞬時中心，隨著支架高度的變化，O 點　的位置也發(fā)生變化，tgθ 也跟著發(fā)生變化。當 O 點在頂梁上方時，tgθ 取正值。當 O 點在頂梁下方時 tgθ 取負值。tgθ 值增加，附加力增加。當摩擦系數(shù) W＝，tgθ= 時，附加力可達支架名義工作阻力的 30％。所以 tgθ 值過大對支架受力不利。在支架的工作高度范圍內(nèi)，一般把 tgθ 值控制在 以下，從而把附a加力控制在支架名義工作阻力的 10％范圍內(nèi)。（詳細分析間《液壓支架》課本張家鑒　　主編此處不再贅述）最后，必須指出，tgθ 不僅對承載能力有影響，而且對各受力部件有影響，并相當復雜，因此 tgθ 是大是小，由具體情況而定。（3） 支架承載能力隨高度的變化　　由支架載荷 的計算式直到，其中 、 、 是隨高度而變化的，因此支架的支撐力也就AP??l隨著高度而變化。在調(diào)高范圍內(nèi)，支架的承載能力在兩側(cè)的高度內(nèi)比較小。一般情況下，掩護式支架常用加大立柱的傾角來擴大支架的調(diào)高范圍。而 角越大，支架的承載能力越小。所以支架的調(diào)高范圍越大，承載力變化越大。但是支架在設計中一般都要按可能的最大承載力來設計，顯然這就使支架不能發(fā)揮應有的作用，在很大的一段承載范圍內(nèi)就要大材小用。所以設計掩護式或支撐掩護式支架時，應特別注意使支架承載力在整范圍內(nèi)的變化盡量小。 另外指出，支撐式支架的支護高度對支架受力沒有影響，而掩護式和支撐掩護式支架，由于支護高度的變化，使立柱的支撐角度、平衡千斤頂?shù)慕嵌取⒀谧o梁和四連桿機構(gòu)的角度等的不同，使受力也不同。在進行強度計算時，要以頂梁承受最大負荷時的支護高度為依據(jù)，按此時的工況進行受力分析。（4） 摩擦系數(shù)的影響1） 對支架承載能力的影響　　摩擦系數(shù)對支架承載能力的影響表現(xiàn)在 項中。產(chǎn)1tg??生水平載荷的原因很多，所以它的大小和方向也是根據(jù)具體情況而變化。但是，它的極限值卻可以用頂梁和頂板支間產(chǎn)生相對滑動時的極限摩擦力求得。即壁系數(shù)斷裂極限值 等于頂梁maxf和頂板的摩擦系數(shù)。所以此值的大小在 0～ 范圍內(nèi)變化。maxf水平載荷的方向可以只考慮向后作用，也就是從煤壁向老塘的方向作用。加入頂梁上受向前的水平載荷，很容易使支架向前傾倒，這種趨勢使頂梁對于頂板向前滑動，則水平載荷又變成向后作用。 值在 中隨承載能力有很大影響。只有 tgθ 值很小時， 才能忽略f1tg?? ftg?不計。2） 對連桿受力影響　　由連桿受力 和 的計算式可以看出，摩擦力對連桿受力的影cPD響表現(xiàn)在 和 項中。當支架升高時， 和 就逐漸增大， 和AcfPSin?ADfi c?DcSin?也就逐漸變大。因此，隨著支架的高度，摩擦力對連桿的影響逐漸增大。DSin?（5） 桿水平角對連桿受力的影響由 和 的計算式可知，當它的分母為零時， 和 將無限大。因此其極限條件為：cPD cPD()0DCSin???得：　　　　　　　　　 ＝0即：　　　　　　　　 DC?當分母等于 1 時， 和 得最小值，其條件為：cP()1DCSin??＝90 ?由以上兩個條件得到下列結(jié)論，前后連桿不能平行放置，前后連桿的水平支架必須要有差值，從連桿受力的角度著眼，其差值應越大越好，極限差是 90 。? 支架的受力計算當支架撐牢在頂板之間時，取其整體或某一部件為分離體，皆處于平衡狀態(tài)。據(jù)此把三種支架簡化成平面桿系進行受力分析和計算。該支架整體受力如下圖所示。圖中 Pt=，P8 為平衡千斤頂?shù)耐疲ɡ┝?，P8 為推力時，P8=，當 P8 為拉力時，P8=，需求 FF1′及作用點位置。aP8tF1WF1R2首先取頂梁為分離體，如下圖所示，根據(jù) ，可得0M?? ①128282121sincos()cos()sin()0kttFxwhPlhPl??????? yaxkWFt8再取頂梁和掩護梁為分離體，如下圖所示，根據(jù) 可得0M?? ②13123123123()()cos()sin()0t tkFxlwhPllPh??????????WtR2聯(lián)立①、②兩式可得??31318221 3(cosin)sincos()t kPlhPlhFwh?????? KN????823822211sinco()o()sin()Kt tPlhPlPhFwhF??????????當 為推力時, w=0, , ，?2238,56,10,??????(17cos029sin)..20in6(.?????????? m???????? ?當 為拉力時, w=, , ，?12238,56,10,h??????(17cos0sin).290in65(.6..429F?????? ????.. m????????? ?從以上求出的結(jié)果可知：當 為正值時，（平衡千斤頂為推力）且 W=0 時，F(xiàn)1 有最小值。8P當 為負值時，（平衡千斤頂為拉力）且 W= 時，F(xiàn)1 有最大值。所以，在驗算頂梁強度時，按平衡千斤頂受拉且 W= 時計算。若這個條件強度計算能滿足，其它條件都能滿足。根據(jù)以頂梁為分離體的受力平衡圖，寫出 X 和 Y 方向的力系平衡方程，再由此解出頂梁與掩護梁的內(nèi)力 xa 和 Ya：1821sincostPFw???iaty?當 為正值時，（平衡千斤頂為推力）且 W=0 KN???????coin5y當 為負值時，（平衡千斤頂為拉力）且 W= KN??????從以上求出的結(jié)果可以看出，當 為正值時（平衡千斤頂為推力），xa、Ya 有最大值，8P掩護梁受力最大，同時前、后連桿受力也最大。所以，在驗算掩護梁和前后連桿強度時，應按此種情況進行。再由掩護梁為分離體，如下圖所示寫出力系的 x 方向和 y 方向平衡方程，解出 F5 和 F6。a8oF65a ①538264coscsosaxFPF?????? ②8253iniiny?聯(lián)立以上兩式可得: 42424533(cosisico)sincosaaxyF? ??????3864cosaPx?故當平衡千斤頂為推力時,將 , , ,???3461,83????, 代入可得:??54(cosin3si6co83) KN??????????????當平衡千斤頂為拉力時,將 , , ,? ,83????, 代入可得:???52947(cos6in8si6co83) KN????????? ?????底板對底座的支撐反力 與 大小相等。 作用點的位置可以由取整體支架為分離體F? 1F?（如下圖所示）求出。 WF1對點取矩，整理后有 ??11FXwhx?????當 為負值時（平衡千斤頂為拉力）， ??? m??????當 為正