【正文】 立柱初撐力按下式進行計算 (KN) (KN)式中 Pb’——泵站額定工作壓力Pb[Mpa]減去從泵站到支架沿城壓力損失后的值。（泵站額定工作壓力Pb即泵站產(chǎn)品目錄中給定的值。）．安全閥壓力與立柱工作阻力的確定安全閥的調(diào)整壓力，按選定后的立柱剛體內(nèi)徑De和支架承受的理論支護阻力F1m來確定。即： （MPa）式中的Fz按下式計算： (KN) (KN) 式中支架在最高位置時立柱傾角。 MPa求出后，再選定一種動作壓力與Pa相近的標準安全閥，此安全閥的動作壓力即為支架安全閥的調(diào)整壓力Pa。Pa=40 MPa立柱工作阻力P2按下式進行計算 (KN)當泵站和安全閥都選定后，立柱的初撐力和工作阻力便已確定，液壓支架的設計和使用經(jīng)驗表明，初撐力與工作阻力間應滿足一定關系，即：P1=(~)P2。P1過小，不能有效地支撐頂板，P1過大，易壓碎頂板。目前這個關系有增加的趨勢，掩護式支架取P1= P2為宜。 立柱位置的確定1)立柱布置掩護式支架為二柱。支撐方式:掩護式支架為傾斜布置，這樣可克服一部分水平力，并能增大跳高范圍。一般立柱軸線與頂梁的垂線夾角小于（支架在最低工作位置時），由于角度較大，可使調(diào)高范圍增加。同時由于頂梁較短，立柱傾角加大可以使頂梁柱窩位置前移，使頂梁前端支護能力增大。2)立柱間距立柱間距指支撐式和支撐掩護式支架而言即前，后柱的間距。立柱間距的選擇原則為有利于操作，行人和部件合理布置。支撐式和支撐掩護式支架的立柱間距為1～。3)立柱柱窩位置的確定a、掩護式支架柱窩位置的確定:掩護式液壓支架立柱上、下柱窩位置的確定，對液壓支架能否正常工作，極為重要。為此，在設計時，必須根據(jù)頂板載荷分布和底板條件，先確定支架頂梁的支撐力分布和底座對底板的比壓分布，使支架能適應工作面條件的要求，從此來確定立柱上，下柱窩的位置。b、立柱上柱窩位置的確定: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梁載荷分布一致。但頂板載荷分布復雜，分布規(guī)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。為了簡化計算，假定頂梁與頂板均勻接觸，載荷沿頂梁長度方向按線性規(guī)律變化，沿支架寬度方向分布。把支架的空間桿系結構簡化成平面桿系結構。同時為偏于安全，可以認為頂梁前端載荷為零，載荷沿頂梁長度方向想后越來越大呈三角形分布，并按集中載荷計算，所以，支架支撐力分布也為三角形，以此計算立柱上柱窩位置。此時認為支架頂梁承受集中載荷F1在頂梁1/3初，取頂梁為分離體，受力情況如圖45所示圖45 頂梁受力分析 Topbeam stress analysis對A點取矩： 式中 立柱上柱窩至頂梁和掩護梁鉸點之距（m）F1支架支護阻力（KN），F(xiàn)1=qFc（KN）q支架最大支護強度（）Fc支護面積（m2）Lg頂梁長度（不包括頂梁與掩護梁鉸點至頂梁后端之距）（m）Pt立柱工作阻力之和（KN）頂梁和掩護梁鉸點至頂梁頂面之距（m） 立柱上柱窩中心至頂梁頂面之距（m） 立柱在最高位置時的傾角（度）解：已知： ； ； ； ； ； ； ； 代入上面的式中，即=1）推移千斤頂推移千斤頂?shù)母讖脚c推移方式有關。直接推移方式千斤頂?shù)母左w內(nèi)徑： =式中 推移千斤頂?shù)耐屏?，kN，一般取=100kN框架推移方式千斤頂?shù)母左w內(nèi)徑： 式中 推移千斤頂?shù)囊萍芰Γ琸N,在薄煤層中=100～150kN。中厚煤層中=150～200kN。厚煤層中=300～400kN。浮動活塞式推移千斤頂?shù)母左w內(nèi)徑按下兩式聯(lián)立求得： 式中 活塞桿直徑(cm)本設計選用直接推移方式的千斤頂， =由以上計算出來的推移千斤頂?shù)膭傮w內(nèi)徑，再按表按標準取其他尺寸： 桿徑 45mm ； 泵壓 ；推力 98kN 拉力 48kN 推移千斤頂?shù)男谐膛c推移步距有關，當推移步距為600mm時，推移千斤頂?shù)男谐虨?00——750mm ，按標準取750mm。掩護梁是支架的掩護構件，它有承受冒落矸石的載荷和頂板通過頂梁傳遞的水平載荷引起的彎矩，掩護梁的用途，掩護梁承受頂梁部分載荷和掩護梁背部載荷并通過前后連桿傳遞給底座。掩護梁承受對支架的水平作用力及偏載扭矩。掩護梁和頂梁（包括活動側護板）一起，構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，掩護梁的結構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。有的支架在掩護梁上焊有立柱柱窩。活動側護板裝在掩護梁的兩側。從側面看掩護梁，其形狀有直線型、折線型圖46 掩護梁結構型式 Shields the Liang structure pattern掩護梁的側面形狀選直線式的。四連桿有兩種結構型式。（1） 前、后連桿選用單桿式結構。（2） 前連桿是單桿、后連桿是整體式的結構式。 圖47單桿式連桿 Unilever type connecting rod本設計取前后連桿是單桿式結構，如圖47 后連桿的強度校核 取頂梁為分離體，如圖48所示，各力對a取矩，可求出的作用位置為：圖48 頂梁分離體受力 Top beam separator force (41)式中：——平衡千斤頂?shù)耐啤⒗Γ? ——立柱下鉸點到底面的距離。圖49頂梁和掩護梁分離體 Cover the top beam and beam separator再對頂梁和掩護梁為分離體如49圖所示，各力對o取矩，寫出含有x的的表達式，此表達式與（41）聯(lián)立，可解出為： = =2966KN圖410掩護梁分離體受力 Cover beam separator force由圖（48）寫出X方向和Y方向的力系平衡方程，再由此解出頂梁與掩護梁鉸點的內(nèi)力和 == ==再取掩護梁為分離體，如圖（410）所示。寫出力系的方向和方向平衡方程，解出為： = =，材料取45號鋼，取屈服極限 安全系數(shù)底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。因此，底座除了滿足一定的剛度和強度要求外，還要求對底板起伏不平的適應性要強，對底板接觸比壓要小，要有足夠的空間能安裝立柱、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；能起一定的擋矸排矸作用；要有一定的重量，以保證支架的穩(wěn)定性等。底座在支架工作過程中起著將頂板壓力傳遞到底板并穩(wěn)固支架的作用。用途是為支架的其他結構件和工作機構提供安設的基礎。與前、后連桿和掩護梁一起組成四連桿機構。將立柱和前、后連桿傳遞的頂板壓力傳遞給底板。1)整體式 整體式底座是用鋼板焊接成的箱式結構，整體性強，穩(wěn)定性強，強度高，不易變形，與底板接觸面積大，比壓小。如圖411a所示的底座用于支撐式支架，箱體高度大，便于安裝復位裝置。如圖411b所示的底座高度低，占用空間小，一般用于掩護式或支撐掩護式支架。2)對分式 為使底座在一定范圍內(nèi)適應底板起伏不平的變化，通常把底座制成前、后或左、右對分式，如圖411c、d所示，分為前、后兩個底座箱的對分式，兩者通過銷軸與彈簧鋼板鉸接而成。圖411e為左、右兩個底座箱的對分式，兩者用過橋彈簧鋼板和銷軸等連接。 3)底靴式底靴式底座的特點是每根立柱支承在一個底靴上，立柱之間用彈簧鋼板連接，立柱與底靴之間用銷軸連接，動作靈活，對底板的不平整適應性強。但剛性差，與底板接觸面積小，穩(wěn)定性差，一般用于節(jié)式支架上。對以上三種形式的底座進行比較，本次設計選取的底座型式為整體式，如圖411d圖411 底座的結構型式 bottom carrier mechanismmethod本次設計支架所采用的整體式底座：前端都做成滑撬形，以減少支架的移動阻力，同時底座后部重量大于前端，避免移架時底座啃底，底座與立柱間連接處用鑄綱球棉面柱窩接觸，以免因立柱偏斜受偏載，并用限位板和銷軸限位，防止立柱脫出柱窩。在底座中間后部去掉一塊，減少底座后部與底板的接觸面積，增加底座后部比壓，同時有利排矸。整體式底座是用鋼板焊接成的箱式結構，整體性強，穩(wěn)定性好，強度高，不易變形，與底板接觸面積大，比壓小等優(yōu)點，還有底座高度低、占用空間小等優(yōu)點1)底座長度L2通過比較，取底座長度為2240mm.2)底座寬度通過比較，取底座寬度為1400mm.參考文獻[1] 陳慶祿 、監(jiān)測、試驗、使用與維護 內(nèi)蒙古科學技術出版社 1999[2] 唐大放 馮曉寧 中國礦業(yè)大學出版社2001[3] 煤炭工業(yè)出版社 2000[4] 隗金文 東北大學出版社 2001[5] 華大年 華志宏 上?？茖W技術出版社 1995[6] 化學工業(yè)出版社 2003[7] 江西科學技術出版社 2001[8] 大同電子科技研究所 2006[9] [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 1979.[10]..[11].Douglas Design Analysis of 附錄A47