【正文】 、致謝 本設(shè)計(jì)是在隗金文老師的耐心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的 ，從選課題到方案選定，到最后的具體設(shè)計(jì)和完善，都離不開老師對(duì)我的關(guān)心和指導(dǎo)。(4) 側(cè)護(hù)板的伸出與收回，操縱手柄，使三位四通閥處于左位，高壓油液經(jīng)單向閥進(jìn)入側(cè)護(hù)板千斤頂?shù)幕钊?，而?cè)護(hù)板千斤頂?shù)幕钊麠U腔接低壓油液，側(cè)護(hù)板千斤頂?shù)幕钊麠U腔油液經(jīng)油管回到油箱，側(cè)護(hù)板千斤頂伸出；操縱手柄，使三位四通閥處于右位，側(cè)護(hù)板千斤頂?shù)幕钊唤拥蛪河鸵夯赜?，?cè)護(hù)板千斤頂被收回。（7) 過濾器它的作用是防止主進(jìn)液管路中的臟物進(jìn)入支架的閥組和管路系統(tǒng),其一端與截止閥的出液口相連，另一端通過高壓軟管與操縱閥組相連接。（4) 雙向鎖雙向鎖用于液壓千斤頂兩個(gè)工作腔均需液壓閉鎖的液壓回路中，利用它的兩個(gè)單向閥，使液壓缸活塞在任何位置上均可雙向閉鎖。（1）操縱閥組 操縱閥中，一組操縱支柱的升、降和前梁千斤頂、護(hù)幫板千斤頂、側(cè)推千斤項(xiàng)，推移千斤頂?shù)纳炜s。 閥的選取換向閥、溢流閥、液控單向閥均選取冶金工業(yè)部北京液壓機(jī)械廠生產(chǎn)的閥。4) 端頭錨固支架的閉鎖回路端頭錨固支架的閉鎖回路，各柱升柱時(shí)，相互沒有關(guān)系。 圖a 圖b 圖c 圖c 圖d圖61 單柱控制回路Figure 61 Singlecontrol loop2) 多柱控制回路多柱控制回路如圖62 a、b所示，圖中為兩根立柱并聯(lián)組成，同時(shí)動(dòng)作。此外，可以把泵站、中心控制臺(tái)和支架的液壓管路等部分作為支架的公用液壓系統(tǒng)。液壓支架的液壓傳動(dòng)，與其它機(jī)械的容積式液壓傳動(dòng)有很大的區(qū)別，其特點(diǎn)如下： 工作液的壓力高（管路內(nèi)的壓力達(dá)20～40MPa，立柱內(nèi)的壓力達(dá)30～70MPa），流量大（35～140L/min）。 底座受力分析1) 底座受力分析底座受力如下圖52所示：圖5－2底座受力圖Figure 52 By trying to base 底座受力計(jì)算從受力的計(jì)算機(jī)程序中可知:取RA最大值進(jìn)行校核: RA ＝1181KN 底座彎矩圖底座彎矩圖如圖53示圖53底座彎矩圖Figure 53 Moment base map由圖知最大彎矩發(fā)生在C處（前柱窩處），最大彎矩為：= (52)＝1181= kN最大彎矩處截面如圖54示：圖54 Figure 54 底座強(qiáng)度校核2) 底座強(qiáng)度校核(1) 形心位置，各板件的計(jì)算數(shù)據(jù)列于下表：表5—1 型心位置Table 51 heartlocation序號(hào)123數(shù)量281Fncm2（bh)9248260Yncm19101Jncm4（bh3/12）1024(2) 結(jié)構(gòu)件形心的位置Yc=Fn ,YnFn (53)＝29219＋84810＋1260292＋848＋1260＝ cm(3) 慣性矩J=Jn+FnYnYc2 (54)＝＋＋1024＋＋＋＝(4) 彎曲應(yīng)力σ=M27YcJ (55) ＝648 ＝ N/cm4 (5) 安全系數(shù)鋼板材料選取16Mn， σs=34335/cm2 n=σsσ= ＝ (56)n6液壓支架液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓支架傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求液壓支架由不同數(shù)量的立柱和千斤頂組成，采用不同的操縱閥實(shí)現(xiàn)升柱、降柱、移架、推溜等動(dòng)作。通道上的過橋或連板應(yīng)便于移架機(jī)構(gòu)拆裝，檢修。選用整體式剛性底座。3) 為支架輔助件，例如推移裝置，防倒、防滑裝置，操縱閥架等提供依托和根基。F1=J3J1WL6I3WL6， 令： J3=ptsinax(L8L6)　　　　 圖43 頂梁與掩護(hù)梁分離體圖Figure 43 Liang Liang and cover the top of separation plans 頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)受力，取頂梁為分離體：　　　　　　　　　x=0 ，F(xiàn)2=ptsin圖31 立柱裝配圖Figure 31 Column assembly（2） 技術(shù)參數(shù)的確定(a) 立柱缸體內(nèi)徑：　　D2=4F1πndpacosα2103 (33)式中：D2—立柱內(nèi)徑，mm； F1—理論支護(hù)阻力，kN； nd—每架立柱數(shù)，nd＝2； α2—立柱最大傾角（支架最低工作位置），初取α2＝16176。缸體由無縫鋼管加工而成．缸體的下端焊接球形缸底，在缸底上鉆有孔并焊有管接頭作為立柱下腔(活塞下部空腔)的液口。防塵圈采用JF型橡膠防塵圈。通常導(dǎo)向套可以采用銅合金如青銅合金做成，或者基材是炭鋼，內(nèi)襯耐磨環(huán)。密封圈采用雙向密封的鼓型密封圈，導(dǎo)向環(huán)采用與鼓型密封圈相配合的LW型活塞導(dǎo)向環(huán)，連接固定采用卡建連接固定?；钊麠U工作時(shí)經(jīng)常伸出液壓缸外，直接接觸礦井中的潮氣、腐蝕性氣體和粉塵，因此，活柱外表面必須耐磨，耐腐蝕，通常外表面上都鍍一層幾十微米厚的銅、鎳、鉻或鋅等耐磨防耐腐蝕材料。通常剛體止口與缸筒的內(nèi)孔間采用過度配合，以限制焊接變形。(1) 缸筒，要求材料強(qiáng)度高，能承受高壓，一般σs＝500Mpa，要求材料延伸率高，一般≥12％，保證缸筒在高壓作用下不致發(fā)生脆裂，防止井下發(fā)生傷人等事故，要求材料可焊性好，一般缸筒用無縫鋼管經(jīng)加工而成。（1） 缸體缸體是液壓缸承受液體壓強(qiáng)的部件。 推移千斤頂尺寸確定1) 活塞桿直徑浮動(dòng)活塞千斤頂?shù)耐屏τ墒?51)計(jì)算，一般取Ft＝100 kN Ft＝π4d2Pb103kN (31) 代入數(shù)據(jù)得 d＝ mm移架阻力與架型、噸位、支撐高度、頂板狀況以及是否帶壓移架等因素有關(guān)。當(dāng)活塞桿腔進(jìn)液時(shí)，在液體壓力作用下活塞與活塞桿同步回縮或缸體相對(duì)前移并產(chǎn)生拉力。2）活塞與缸的密封采用鼓型密封圈組件。2) 將液壓支架拉向煤壁方向，及時(shí)支護(hù)頂板1) 以較小的力推移輸送機(jī)（80～200KN），以較大的力拉移支架（150～500KN）2) 為適應(yīng)支架和輸送機(jī)可能出現(xiàn)的相對(duì)位置變化，推移裝置前部在推移過程中，在水平和垂直方向能有一定的擺動(dòng)范圍。2) 寬度原則和頂梁相同， 前、后連桿的設(shè)計(jì) 前、后連桿的功能前后連桿是四連桿機(jī)構(gòu)中重要的運(yùn)動(dòng)和承載部件，與掩護(hù)梁和底座的一部分共同組成四連桿機(jī)構(gòu)，使支架能承受圍巖載荷，保證支架梁端距的穩(wěn)定并承受作用于支架的水平力于側(cè)向力。3) 掩護(hù)梁和頂梁一起，構(gòu)成了支架完善的支撐和掩護(hù)梯，完善了支架的掩護(hù)和擋矸性能。掩護(hù)梁下部與前、后連桿相連，下端與尾梁鉸接，還設(shè)有尾梁千斤項(xiàng)的耳座。但是由于頂梁長，頂板上合力作用位置發(fā)生變化情況下，在頂梁上容易找到新的平衡點(diǎn)，支架仍可以有效支護(hù)頂板。其特點(diǎn)為：1) 在整個(gè)控頂長度內(nèi)，頂梁為一整體結(jié)構(gòu)，鋼性大，承載能力大。2) 將立柱的支撐力傳遞到頂板，并給予合理的分布，對(duì)支架后部接近采空區(qū)的頂板起切頂作用，對(duì)無立柱空間的頂板起支撐作用。頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件，并起切頂作用。它可多次反復(fù)支撐頂板，以利于放煤。（2）理論支護(hù)阻力支架工作阻力P應(yīng)滿足頂板支護(hù)強(qiáng)度的要求，即： P＝qF103 kN (240)式中 F—支架的支護(hù)面積，m2可按下式計(jì)算F=L+CB+K m2 (241)式中 L—支架頂梁長度，mC—梁端距，m B—支架頂梁寬度，mK—架間距，m 對(duì)于支撐式支架，支架立柱的總工作組力等于支架工作阻力?！? F1—支架支護(hù)阻力，F(xiàn)1=qxFc（2） 下柱窩立柱下柱窩位置的確定，要有利于移架，使底座前端比壓小。把支架的空間桿系結(jié)構(gòu)，簡化成平面桿系結(jié)構(gòu)。+300+30)+100= mm 經(jīng)上式計(jì)算，頂梁長度取 3030mm，此外應(yīng)注意采用及時(shí)支護(hù)方式，即先移架后推溜，因此要求頂梁有較大長度。因此，先移架后推溜時(shí)頂梁長度要比先推溜后移架時(shí)的頂梁長度要長一個(gè)步距，一般為600mm。除此之外，所有配套設(shè)備包括采煤機(jī)和輸送機(jī)，均要求在頂梁掩護(hù)下工作，以此來計(jì)算頂梁長度。本設(shè)計(jì)取底座長度為2200mm。　　　　　　　　　D=yc (230) E=E1xc （231） (4) 四連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)選按上述方法可求出多組四連桿機(jī)構(gòu)尺寸，需按約束條件進(jìn)行優(yōu)選，從中選出一組最優(yōu)值。~35176。到小于90176。當(dāng)支架高度變化時(shí)，有3點(diǎn)在這條直線上，即：支架在最高和最低以及中間某一位置的3點(diǎn) 。3） 后連桿下鉸點(diǎn)至原點(diǎn)的距離E1，如圖22所示。 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈近似雙紐線，支架由高到低雙紐線運(yùn)動(dòng)軌跡的最大寬度Ex70 mm,最好在30mm以下。~85176。水平力的合力也相應(yīng)減小，減輕了掩護(hù)梁的外負(fù)荷。本設(shè)計(jì)采用配套 采煤機(jī) 　MLS3H—340 　 刮板運(yùn)輸機(jī) SGZ720/320 四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）四連桿機(jī)構(gòu)的作用四連桿機(jī)構(gòu)是掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架的最重要部件之一。從前柱到梁端的距離L為 L=FBDx (25)支架工作時(shí)的最小支撐高度H為 H=A+C+t (26)其中 t―頂梁厚度A―采煤機(jī)機(jī)面高度，為采煤機(jī)機(jī)身高度、輸送機(jī)高度和底托架高度和其他附屬設(shè)備的配套煤層傾角大于10176。3) 幾何關(guān)系的配套 為便于司機(jī)觀察和操作，并考慮頂板下沉量的影響，適應(yīng)頂?shù)装迤鸱约懊簩幼兓?、機(jī)身調(diào)斜等情況，使采煤機(jī)沿工作面順利通過，要求支架頂梁和采煤機(jī)工作面之間留有足夠的空間，該空間高度C稱為過機(jī)高度，一般C小于150~250mm。因此，為保證采煤機(jī)生產(chǎn)能力的發(fā)揮，工作面輸送機(jī)的生產(chǎn)能力要大于采煤機(jī)的生產(chǎn)能力，液壓支架移架的速度應(yīng)大于采煤機(jī)的牽引速度。最小寬度一般取1650~1680mm，最大寬度一般取1850~1880mm。支架寬度是指頂梁的最小和最大寬度。薄煤層支架可達(dá)3。 S2—頂板周期來壓時(shí)的最大下沉量、移架使支架的下降量和頂梁上、底座下的浮矸、煤層厚度之和，～。5) 地質(zhì)構(gòu)造 地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，煤層厚度變化又較大，頂板允許暴露面積和時(shí)間分別在5～8m2和20min以下時(shí)，暫不宜采用液壓支架。選型時(shí)，要驗(yàn)算底座對(duì)底板的接觸比壓，其值要小于底板允許比壓（對(duì)于砂巖底板，～，）表21支架架型確定參數(shù)Table 21 stenttype set parameters老頂級(jí)別IIIIIIIV直接頂級(jí)別12312312344支架類型掩護(hù)式掩護(hù)式支撐式掩護(hù)式掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式掩護(hù)式支撐掩護(hù)式支撐掩護(hù)式支撐或支撐掩護(hù)式支撐或支撐掩護(hù)式支撐式采高小于支撐掩護(hù)式采高大于支架支護(hù)強(qiáng)度采高1234（）（）（）（）（）（）〉〉〉〉應(yīng)結(jié)合深孔爆破，軟化頂板等措施處理采空區(qū)單體支柱支護(hù)強(qiáng)度采高123.按采空區(qū)處理方法確定注：①括號(hào)內(nèi)的數(shù)字是掩護(hù)式支架的支護(hù)強(qiáng)度?！?5176。當(dāng)煤層厚度變化較大時(shí)，應(yīng)選用調(diào)高范圍大的支架。在具體選擇架型時(shí)，首先要考慮煤層的頂板條件。支架的工作阻力是支架的一個(gè)重要參數(shù)，它表示支架支撐力的大小。3）恒阻階段隨著頂板壓力繼續(xù)增加，使立柱下腔壓力超過支架的安全閥壓力調(diào)正值時(shí)，安全閥打開而溢流，立柱下縮，使頂板壓力減小，立柱下腔壓力降低，當(dāng)?shù)陀诎踩y壓力調(diào)整之后，安全閥停止溢流，這樣在安全閥調(diào)整壓力的限制下，壓力曲線隨時(shí)間呈波浪形變化，此階段為恒阻階段t2。合理的初撐力是防止直接頂過早的因下沉而離層、減緩頂板下沉速度、增加其穩(wěn)定性和保證安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。當(dāng)需要支架前移時(shí)，先降柱卸載然后高壓液進(jìn)入推移千斤頂?shù)幕钊麠U腔，另一腔回液，以輸送機(jī)為支點(diǎn)，缸體前移，把整個(gè)支架拉向煤壁。如圖14所示圖14 液壓支架工作原理Figure 14 Hydraulic support principle1頂梁 2立柱 3底座 4推移千斤頂 5安全閥