【正文】 立柱初撐力按下式進(jìn)行計(jì)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(hù)阻力F1m來(lái)確定。即： （MPa）式中的Fz按下式計(jì)算： (KN) (KN) 式中支架在最高位置時(shí)立柱傾角。 MPa求出后，再選定一種動(dòng)作壓力與Pa相近的標(biāo)準(zhǔn)安全閥，此安全閥的動(dòng)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(jìn)行計(jì)算 (KN)當(dāng)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(shè)計(jì)和使用經(jīng)驗(yàn)表明，初撐力與工作阻力間應(yīng)滿(mǎn)足一定關(guān)系，即：P1=(~)P2。P1過(guò)小，不能有效地支撐頂板，P1過(guò)大，易壓碎頂板。目前這個(gè)關(guān)系有增加的趨勢(shì)，掩護(hù)式支架取P1= P2為宜。 立柱位置的確定1)立柱布置掩護(hù)式支架為二柱。支撐方式:掩護(hù)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(shí)），由于角度較大，可使調(diào)高范圍增加。同時(shí)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(hù)能力增大。2)立柱間距立柱間距指支撐式和支撐掩護(hù)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(hù)式支架的立柱間距為1～。3)立柱柱窩位置的確定a、掩護(hù)式支架柱窩位置的確定:掩護(hù)式液壓支架立柱上、下柱窩位置的確定，對(duì)液壓支架能否正常工作，極為重要。為此，在設(shè)計(jì)時(shí)，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(duì)底板的比壓分布，使支架能適應(yīng)工作面條件的要求，從此來(lái)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(fù)雜，分布規(guī)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假定頂梁與頂板均勻接觸，載荷沿頂梁長(zhǎng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成平面桿系結(jié)構(gòu)。同時(shí)為偏于安全，可以認(rèn)為頂梁前端載荷為零，載荷沿頂梁長(zhǎng)度方向想后越來(lái)越大呈三角形分布，并按集中載荷計(jì)算，所以，支架支撐力分布也為三角形，以此計(jì)算立柱上柱窩位置。此時(shí)認(rèn)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(duì)A點(diǎn)取矩： 式中 立柱上柱窩至頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)之距（m）F1支架支護(hù)阻力（KN），F(xiàn)1=qFc（KN）q支架最大支護(hù)強(qiáng)度（）Fc支護(hù)面積（m2）Lg頂梁長(zhǎng)度（不包括頂梁與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁后端之距）（m）Pt立柱工作阻力之和（KN）頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)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(shí)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(guān)。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?，kN,在薄煤層中=100～150kN。中厚煤層中=150～200kN。厚煤層中=300～400kN。浮動(dòng)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(shè)計(jì)選用直接推移方式的千斤頂， =由以上計(jì)算出來(lái)的推移千斤頂?shù)膭傮w內(nèi)徑，再按表按標(biāo)準(zhǔn)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(guān)，當(dāng)推移步距為600mm時(shí)，推移千斤頂?shù)男谐虨?00——750mm ，按標(biāo)準(zhǔn)取750mm。掩護(hù)梁是支架的掩護(hù)構(gòu)件，它有承受冒落矸石的載荷和頂板通過(guò)頂梁傳遞的水平載荷引起的彎矩，掩護(hù)梁的用途，掩護(hù)梁承受頂梁部分載荷和掩護(hù)梁背部載荷并通過(guò)前后連桿傳遞給底座。掩護(hù)梁承受對(duì)支架的水平作用力及偏載扭矩。掩護(hù)梁和頂梁（包括活動(dòng)側(cè)護(hù)板）一起，構(gòu)成了支架完善的支撐和掩護(hù)體，完善了支架的掩護(hù)和擋矸性能，掩護(hù)梁的結(jié)構(gòu)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。有的支架在掩護(hù)梁上焊有立柱柱窩。活動(dòng)側(cè)護(hù)板裝在掩護(hù)梁的兩側(cè)。從側(cè)面看掩護(hù)梁，其形狀有直線型、折線型圖46 掩護(hù)梁結(jié)構(gòu)型式 Shields the Liang structure pattern掩護(hù)梁的側(cè)面形狀選直線式的。四連桿有兩種結(jié)構(gòu)型式。（1） 前、后連桿選用單桿式結(jié)構(gòu)。（2） 前連桿是單桿、后連桿是整體式的結(jié)構(gòu)式。 圖47單桿式連桿 Unilever type connecting rod本設(shè)計(jì)取前后連桿是單桿式結(jié)構(gòu)，如圖47 后連桿的強(qiáng)度校核 取頂梁為分離體，如圖48所示，各力對(duì)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?、拉力? ——立柱下鉸點(diǎn)到底面的距離。圖49頂梁和掩護(hù)梁分離體 Cover the top beam and beam separator再對(duì)頂梁和掩護(hù)梁為分離體如49圖所示，各力對(duì)o取矩，寫(xiě)出含有x的的表達(dá)式，此表達(dá)式與（41）聯(lián)立，可解出為： = =2966KN圖410掩護(hù)梁分離體受力 Cover beam separator force由圖（48）寫(xiě)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(hù)梁鉸點(diǎn)的內(nèi)力和 == ==再取掩護(hù)梁為分離體，如圖（410）所示。寫(xiě)出力系的方向和方向平衡方程，解出為： = =，材料取45號(hào)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(mǎn)足一定的剛度和強(qiáng)度要求外，還要求對(duì)底板起伏不平的適應(yīng)性要強(qiáng)，對(duì)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(guò)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(jié)構(gòu)件和工作機(jī)構(gòu)提供安設(shè)的基礎(chǔ)。與前、后連桿和掩護(hù)梁一起組成四連桿機(jī)構(gòu)。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(jié)構(gòu)，整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性強(qiáng)，強(qiáng)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(fù)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(hù)式或支撐掩護(hù)式支架。2)對(duì)分式 為使底座在一定范圍內(nèi)適應(yīng)底板起伏不平的變化，通常把底座制成前、后或左、右對(duì)分式，如圖411c、d所示，分為前、后兩個(gè)底座箱的對(duì)分式，兩者通過(guò)銷(xiāo)軸與彈簧鋼板鉸接而成。圖411e為左、右兩個(gè)底座箱的對(duì)分式，兩者用過(guò)橋彈簧鋼板和銷(xiāo)軸等連接。 3)底靴式底靴式底座的特點(diǎn)是每根立柱支承在一個(gè)底靴上，立柱之間用彈簧鋼板連接，立柱與底靴之間用銷(xiāo)軸連接，動(dòng)作靈活，對(duì)底板的不平整適應(yīng)性強(qiáng)。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(duì)以上三種形式的底座進(jìn)行比較，本次設(shè)計(jì)選取的底座型式為整體式，如圖411d圖411 底座的結(jié)構(gòu)型式 bottom carrier mechanismmethod本次設(shè)計(jì)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(dòng)阻力，同時(shí)底座后部重量大于前端，避免移架時(shí)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(xiāo)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(shí)有利排矸。整體式底座是用鋼板焊接成的箱式結(jié)構(gòu)，整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高，不易變形，與底板接觸面積大，比壓小等優(yōu)點(diǎn)，還有底座高度低、占用空間小等優(yōu)點(diǎn)1)底座長(zhǎng)度L2通過(guò)比較，取底座長(zhǎng)度為2240mm.2)底座寬度通過(guò)比較，取底座寬度為1400mm.參考文獻(xiàn)[1] 陳慶祿 、監(jiān)測(cè)、試驗(yàn)、使用與維護(hù) 內(nèi)蒙古科學(xué)技術(shù)出版社 1999[2] 唐大放 馮曉寧 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社2001[3] 煤炭工業(yè)出版社 2000[4] 隗金文 東北大學(xué)出版社 2001[5] 華大年 華志宏 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1995[6] 化學(xué)工業(yè)出版社 2003[7] 江西科學(xué)技術(shù)出版社 2001[8] 大同電子科技研究所 2006[9] [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1979.[10]..[11].Douglas Design Analysis of 附錄A47