【導(dǎo)讀】現(xiàn)代化的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施。綜合機(jī)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(dòng)，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(shè)備之一。本論文主要設(shè)計(jì)的是普通型支撐掩護(hù)式液壓支架。7設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：總體設(shè)計(jì)、主要。支架采用四連桿機(jī)構(gòu)，以改善支架受力狀況。頂梁、掩護(hù)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(lái)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(duì)頂板的及時(shí)支。護(hù)，采用錐閥液壓系統(tǒng)。

　　

【正文】 長(zhǎng)度。 17）過(guò) c 點(diǎn)向 HH 線作垂線，交于點(diǎn) d，則線段 Oa、 ab、 bc、 cd 和 dO 為液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)。 18） 按以上初步求出的四連桿機(jī) 構(gòu)的幾何尺寸，再用幾何作圖法畫(huà)出液壓支架掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn) eˊ的運(yùn)動(dòng)軌跡，只要逐步變化四連桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸，便可以畫(huà)出不同的曲線，再按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征進(jìn)行校核，最終選出較優(yōu)的四連桿機(jī)構(gòu)尺寸。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 29 圖 35 液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)的幾何作圖法 結(jié)論：后連桿長(zhǎng)度 A=1745mm 掩護(hù)梁長(zhǎng)度 G=2403mm 前連桿長(zhǎng)度 C=2138mm 前后連桿下鉸點(diǎn)底座投影距離 cd=505mm 頂梁 參數(shù) 的確定 支架工作方式對(duì)支架頂梁長(zhǎng)度的影響 支架工作方式對(duì)支架頂梁長(zhǎng)度的影響很大 ， 如圖 36所示的工作方式。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（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(chēng)及時(shí)支護(hù)方式）要求頂梁有較大的長(zhǎng)度；先推溜后移架方式（又稱(chēng)滯后支護(hù)方式）要求頂梁長(zhǎng)度較短。這是因?yàn)椴捎孟纫萍芎笸屏锏墓ぷ鞣绞綍r(shí)，支架要超前輸送機(jī)一個(gè)步距，以便采煤機(jī)過(guò)后，支架能及時(shí)前移，支控新暴露的頂板，做到及時(shí)支護(hù)。因此，先移架后推溜時(shí)頂梁長(zhǎng)度要比先推溜后移架時(shí)的頂梁長(zhǎng)度要長(zhǎng)一個(gè)步距，一般為 600mm。 頂梁長(zhǎng)度計(jì)算的有關(guān)因素 支架頂梁長(zhǎng)度 設(shè)備配套尺寸 有直接的關(guān)系。 同時(shí) 為了防止當(dāng)采煤機(jī)向支架內(nèi)傾斜時(shí)，采煤機(jī)滾筒不截割頂板，同時(shí)考慮到采煤機(jī)截割時(shí)，不一定把煤壁截割成一垂直平面，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，要求頂梁前端距煤壁最小距離為 300mm，這個(gè)距離叫空頂距。另外在輸送機(jī)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(jī)截割煤壁不齊，給推移輸送機(jī)留有一定的距離。除 此之外，所有配套設(shè)備包括采煤機(jī)和輸送機(jī)，均要在頂梁掩護(hù)之下工作，以此來(lái)計(jì)算頂梁長(zhǎng)度。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 31 頂梁長(zhǎng)度計(jì)算 支撐掩護(hù)式支架頂梁長(zhǎng)度的計(jì)算 頂梁長(zhǎng)度＝【配套尺寸＋底座長(zhǎng)度＋ Acos(Q1)】 －【 Gcos(P1)+300+e】＋掩護(hù)梁與 頂梁鉸點(diǎn)至頂梁后端點(diǎn)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(shè)備配套圖冊(cè)確定； 底座長(zhǎng)度 —— 底座前端至后連桿鉸點(diǎn)之距； e—— 支架由高到低頂梁前端點(diǎn)最大變化距離； Q1 、 P1—— 支架最高位置時(shí)，分別為后連桿和掩護(hù)梁水平面的夾角； 配套設(shè)備選 M 2G ? 300W 采煤機(jī) 和 SGD(W)730/320 刮板輸送機(jī) 代入數(shù)據(jù)就可以計(jì)算到頂梁的長(zhǎng)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(duì)頂板起伏的適應(yīng)性差，且需增大立柱的工作阻力。我國(guó)規(guī)定支架的標(biāo)準(zhǔn)的中心距為 ；掩護(hù)式和支撐掩護(hù)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(shí)側(cè)護(hù)板伸出后的最大寬度） 。 通風(fēng)斷面的驗(yàn)算 采煤工作面 的過(guò)風(fēng)量有一定要求。在風(fēng)量一定時(shí)，采煤工作面的通風(fēng)面積不應(yīng)過(guò)小。但在工作面中安裝液壓支架后，通風(fēng)面積明顯減小。因此必須驗(yàn)算通風(fēng)斷面積。一般按工作面允許風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)保安規(guī)程規(guī)定，工作面的風(fēng)速應(yīng)小于 5m/s。 采煤工作面風(fēng)速計(jì)算按下式進(jìn)行。 V= 601?AQ采 m/s (37) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 32 式中 V—— 工作面風(fēng)速（ m/s） A1 —— 支架在采煤工作面的通風(fēng)斷面積（ m2 ） Q 采 —— 采煤工作面所需風(fēng)量（ m3 /min） Q采 =qCKQ ?沼 m3 /min (38) K—— 通風(fēng)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 33 第四章 液壓支架 的 受力分析 液壓支架支護(hù)技術(shù)參數(shù)的確定 支護(hù)面積的確定 Fc = bc( Lg +Δ ) （ 41） 式中 Fc支 護(hù)面積， ； bc頂梁寬度， ； Lg頂梁長(zhǎng)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(hù)強(qiáng)度 ? ? 11 2 1 21mqx qqHhq q q q hh?? ? ? ? （ 42） =[441+(637441)(43)/(53)] =702 2kN/m 式中： xq —— 當(dāng)支架最大采高為 mH 時(shí)，支架應(yīng)有的支護(hù)強(qiáng)度； 1q —— 在架型選擇表 25 中與低于 mH 但與之相鄰的采高相對(duì)應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度； 2q —— 在架型選擇表 25 中與高于 mH 但與之相鄰的采 高相對(duì)應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 34 1qh —— 1q 所對(duì)應(yīng)的采高； 2qh —— 2q 所對(duì)應(yīng)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(jì)算公式 ： （ 43） 式中 — 立柱缸體內(nèi)徑， cm； — 支架承受的理論支護(hù)阻力， kN； — 每架支架立柱數(shù)，支撐掩護(hù)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(lèi)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(shí)， 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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（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(guó)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(jì)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(yīng)滿足 =(~) ，計(jì)算驗(yàn)證 = ，滿足要求。 液壓支架受力分析與計(jì)算 頂梁的受力計(jì)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 36 圖 41頂梁受力分析圖 設(shè)頂板對(duì)支架頂梁的水平摩擦力為 rF ，掩護(hù)梁對(duì)頂梁鉸點(diǎn)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(hù)梁的受力分析 掩護(hù)梁的及四桿機(jī)構(gòu)部分的夾角的計(jì)算 結(jié)合前面四桿機(jī)構(gòu)的作圖可知道 : ， ， 取掩護(hù)梁為分離體，其受力模型如圖 42 所示： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 37 圖 42 掩護(hù)梁的受力分析 圖 設(shè)掩護(hù)梁上矸石壓力為 wP ；其作用位置在掩護(hù)梁 31 處；由掩護(hù)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（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(jì)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 39 R—— 矸石密度取 3 10 kg m? , CL —— 掩護(hù)梁的長(zhǎng)度取 , ? —— 掩護(hù)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(jì)算 頂板對(duì)支架的巨大載荷經(jīng)由 整臺(tái)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(qiáng)度。底座對(duì)底板的比壓值應(yīng)小于底板的抗壓強(qiáng)度否則底座會(huì)陷入底板，造成移架困難，頂?shù)装逡平吭龃螅Ъ苁Х€(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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 40 設(shè)底座后端比壓 4q ， 前端比壓為 5q 。為求兩端比壓，應(yīng)先求出底座的集中載荷 1F 的作用點(diǎn)的位置 dn 。如圖 4－ 6 所示。 當(dāng)3dd Ln ?時(shí)，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