【導讀】現(xiàn)代化的一項戰(zhàn)略措施。綜合機械化不僅產(chǎn)量大，效率高，成本低，而且能減輕笨重的。體力勞動，改善作業(yè)環(huán)境，是煤炭工業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向。法中最重要的設備之一。本論文主要設計的是普通型支撐掩護式液壓支架。7設計內(nèi)容包括：總體設計、主要。支架采用四連桿機構(gòu)，以改善支架受力狀況。頂梁、掩護梁、底座均做成箱體結(jié)構(gòu)；立柱采用雙伸縮作用液壓缸，以增加工作行程來滿足支架調(diào)高范圍的需要。采用框架結(jié)構(gòu)，以減少推溜力和增大移架力。為了提高移架速度，確保對頂板的及時支。護，采用錐閥液壓系統(tǒng)。

　　

【正文】 長度。 17）過 c 點向 HH 線作垂線，交于點 d，則線段 Oa、 ab、 bc、 cd 和 dO 為液壓支架四連桿機構(gòu)。 18） 按以上初步求出的四連桿機 構(gòu)的幾何尺寸，再用幾何作圖法畫出液壓支架掩護梁與頂梁鉸點 eˊ的運動軌跡，只要逐步變化四連桿機構(gòu)的幾何尺寸，便可以畫出不同的曲線，再按四連桿機構(gòu)的幾何特征進行校核，最終選出較優(yōu)的四連桿機構(gòu)尺寸。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 29 圖 35 液壓支架四連桿機構(gòu)的幾何作圖法 結(jié)論：后連桿長度 A=1745mm 掩護梁長度 G=2403mm 前連桿長度 C=2138mm 前后連桿下鉸點底座投影距離 cd=505mm 頂梁 參數(shù) 的確定 支架工作方式對支架頂梁長度的影響 支架工作方式對支架頂梁長度的影響很大 ， 如圖 36所示的工作方式。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 30 圖 36 支架工作方式比較 從 圖 36 可以看出，先移架后推溜方式（又稱及時支護方式）要求頂梁有較大的長度；先推溜后移架方式（又稱滯后支護方式）要求頂梁長度較短。這是因為采用先移架后推溜的工作方式時，支架要超前輸送機一個步距，以便采煤機過后，支架能及時前移，支控新暴露的頂板，做到及時支護。因此，先移架后推溜時頂梁長度要比先推溜后移架時的頂梁長度要長一個步距，一般為 600mm。 頂梁長度計算的有關(guān)因素 支架頂梁長度 設備配套尺寸 有直接的關(guān)系。 同時 為了防止當采煤機向支架內(nèi)傾斜時，采煤機滾筒不截割頂板，同時考慮到采煤機截割時，不一定把煤壁截割成一垂直平面，所以在設計時，要求頂梁前端距煤壁最小距離為 300mm，這個距離叫空頂距。另外在輸送機采煤板前也留有一定距離。一般為 135150mm左右，也是 為了防止采煤機截割煤壁不齊，給推移輸送機留有一定的距離。除 此之外，所有配套設備包括采煤機和輸送機，均要在頂梁掩護之下工作，以此來計算頂梁長度。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 31 頂梁長度計算 支撐掩護式支架頂梁長度的計算 頂梁長度＝【配套尺寸＋底座長度＋ Acos(Q1)】 －【 Gcos(P1)+300+e】＋掩護梁與 頂梁鉸點至頂梁后端點之距 （ mm） 式中 ： 配套尺寸 —— 參考原煤炭部煤炭研究院編制的綜采設備配套圖冊確定； 底座長度 —— 底座前端至后連桿鉸點之距； e—— 支架由高到低頂梁前端點最大變化距離； Q1 、 P1—— 支架最高位置時，分別為后連桿和掩護梁水平面的夾角； 配套設備選 M 2G ? 300W 采煤機 和 SGD(W)730/320 刮板輸送機 代入數(shù)據(jù)就可以計算到頂梁的長度為： m 頂梁寬度 支架寬大，可以加快支架的移架的速度，提高支架的橫向的穩(wěn)定性，但是對頂板起伏的適應性差，且需增大立柱的工作阻力。我國規(guī)定支架的標準的中心距為 ；掩護式和支撐掩護式支架包括側(cè)板在內(nèi)的頂梁寬度為 到 左右（ 為支架正常工作的寬度， 為調(diào)架時側(cè)護板伸出后的最大寬度） 。 通風斷面的驗算 采煤工作面 的過風量有一定要求。在風量一定時，采煤工作面的通風面積不應過小。但在工作面中安裝液壓支架后，通風面積明顯減小。因此必須驗算通風斷面積。一般按工作面允許風速進行驗算。根據(jù)保安規(guī)程規(guī)定，工作面的風速應小于 5m/s。 采煤工作面風速計算按下式進行。 V= 601?AQ采 m/s (37) 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 32 式中 V—— 工作面風速（ m/s） A1 —— 支架在采煤工作面的通風斷面積（ m2 ） Q 采 —— 采煤工作面所需風量（ m3 /min） Q采 =qCKQ ?沼 m3 /min (38) K—— 通風不均勻系數(shù)，一般取 K= Cq —— 保安規(guī)程允許的沼氣含量，一般取 Cq =1% Q沼 = 6024?tTq T—— 日產(chǎn)量（ T） qt —— 一分鐘生產(chǎn)一噸煤沼氣涌出量，一般取 qt =14（ m3 /min T? ） 已知： A1 = m2 T=670 t/h 則有： Q 沼 = 6024?tTq = 6024 14670?? = （ m3 /min） (39) Q 采 =qCKQ ?沼 = ? = （ m3 /min） (310) V= 601?AQ采= ? = (m/s) (311) V5m/s,合乎保安規(guī)程規(guī)定。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 33 第四章 液壓支架 的 受力分析 液壓支架支護技術(shù)參數(shù)的確定 支護面積的確定 Fc = bc( Lg +Δ ) （ 41） 式中 Fc支 護面積， ； bc頂梁寬度， ； Lg頂梁長度， ； Δ 移架后頂梁前端到煤壁的距離，一般取Δ =+e， m。 bc = Lg = Δ = 所以 Fc = （ ＋ ）＝ 支護強度 ? ? 11 2 1 21mqx qqHhq q q q hh?? ? ? ? （ 42） =[441+(637441)(43)/(53)] =702 2kN/m 式中： xq —— 當支架最大采高為 mH 時，支架應有的支護強度； 1q —— 在架型選擇表 25 中與低于 mH 但與之相鄰的采高相對應的支護強度； 2q —— 在架型選擇表 25 中與高于 mH 但與之相鄰的采 高相對應的支護強度； 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 34 1qh —— 1q 所對應的采高； 2qh —— 2q 所對應的采高。 從而可得頂梁的支撐阻力： F = Fc = kN 立柱的技術(shù)參數(shù)確定 立柱缸體內(nèi)徑計算公式 ： （ 43） 式中 — 立柱缸體內(nèi)徑， cm； — 支架承受的理論支護阻力， kN； — 每架支架立柱數(shù)，支撐掩護式液壓支架立柱數(shù)為 4 柱； — 安全閥調(diào)整壓力， MPa，按產(chǎn)品樣本選取 (或參考同類支架選取 )。其中， YF1B型 =40 MPa； YF2B 型 =30~60 MPa； — 立柱最大傾角 (176。 )， (支架降到最低工作位置時， 角最大 )。 將各數(shù)值代入公式 43 得立柱缸徑為： 查表取立柱缸體內(nèi)徑 為 200 mm。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 35 立柱的初撐力和泵站額定工作壓力的確定 選用國內(nèi)生產(chǎn)的 XRB2B 型乳化液泵站，額定工作壓力為 35MPa。 取泵站額定工作壓力 ( MPa)減去從泵站到支架沿程壓力損失后的值 為 MPa，代入公式 44 (44) 得立柱初撐力為： 安全閥壓力立柱工作壓力 立柱的工作阻力 按下式計算： (45) (46) 解得 = MPa, 安全閥選用 YF1B 型調(diào)正壓力 40 MPa 將 =200mm， =40 MPa 代入式 45 得： = 初撐力與工作阻力間應滿足 =(~) ，計算驗證 = ，滿足要求。 液壓支架受力分析與計算 頂梁的受力計算 取頂梁為分離體（包括前梁）如 圖 41 所示： 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 36 圖 41頂梁受力分析圖 設頂板對支架頂梁的水平摩擦力為 rF ，掩護梁對頂梁鉸點的作用內(nèi)力為 AAYX, 。由頂梁平衡條件 0。0。0 ?????? AMyx 可得： AX? （ 47） AY? 1 1 2 2( c os c os )rp p P??? ? ? （ 48） AM ?? 1 16 1 1 12 13 2 2 13c os ( ) c osrrp x p l p l l p l? ? ?? ? ? ? ? (49) 掩護梁的受力分析 掩護梁的及四桿機構(gòu)部分的夾角的計算 結(jié)合前面四桿機構(gòu)的作圖可知道 : ， ， 取掩護梁為分離體，其受力模型如圖 42 所示： 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 37 圖 42 掩護梁的受力分析 圖 設掩護梁上矸石壓力為 wP ；其作用位置在掩護梁 31 處；由掩護梁平衡條件0。0。0 ?????? AMyx 可知： X? = AX －（ 23 3 4 4 5c o s c o s c o sWP p p? ? ? ?? ? ? ? 5 c os 5Wwpp????） =0 （ 410） Y?? AY －（ 5 5 5 5c os si n si n si nW W Wp p p? ? ? ? ? ?? ? ? ? 3 3 4 4sin sinpp??? ? ? ?） =0 （ 411） AM? = G+ =0 （ 412） 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 38 底座的受力模型如下圖 43 所示： 圖 43 底座的受力圖 由 0X?? 、 0Y?? 、 2 0OM ?? 得： ∑ X= =0 (413) 1 2 2 3 3 4 4c o s c o s sin sin 0fY P P P P P? ? ? ?? ? ? ? ? ?? 12 2 1 1 2 2 2sin sinO fM P x P l P l??? ? ?? 1 1 6 7 8c os ( )P l l l?? ? ?1 2 2 7 8 3 3 3 3 3 8 4 4 4c o s ( ) c o s sin c o s 0P l l P l P l P l? ? ? ?? ? ? ? ? ? (414) 其中 分別為支架前排和后排立柱的合理，由之前的計算得 ffFP?? （ 415） 3 si nWCp HR L a ?? （ 416） （ 416）式子中 H—— 最大采高取 , 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 39 R—— 矸石密度取 3 10 kg m? , CL —— 掩護梁的長度取 , ? —— 掩護梁與水平面的夾角取 . 聯(lián)立上述（ 4— 7）～（ 4— 16）式，解得： ， ， =1200mm , =700mm ， = =295mm ,， ， , , = 液壓支架底座接觸比壓計算 頂板對支架的巨大載荷經(jīng)由 整臺支架傳到底板，在支架底座與底板接觸處將具有一定的比壓。由于底板巖性不同、含水量不同、凹凸不平、底座下有碎矸等因素，使底板具有不同的抗壓強度。底座對底板的比壓值應小于底板的抗壓強度否則底座會陷入底板，造成移架困難，頂?shù)装逡平吭龃?，支架失穩(wěn)以及支撐力降低等現(xiàn)象。 mHmaxF1F 1WF 139。x39。F139。Wk dL d 圖 44 整體支架分離體 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 40 設底座后端比壓 4q ， 前端比壓為 5q 。為求兩端比壓，應先求出底座的集中載荷 1F 的作用點的位置 dn 。如圖 4－ 6 所示。 當3dd Ln ?時，底座載荷呈三角形分布，如圖 45 所示。底座后端比壓 4q 為： 3/14 1032 ??? bnFqd (MPa) （ 417） q 5q 4F 13