【正文】 本次設(shè)計(jì)運(yùn)用了機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、理論力學(xué)、材料力學(xué)、液壓傳動(dòng)、機(jī)械制圖等一系列知識(shí)，通過(guò)理論和實(shí)踐的結(jié)合，使我對(duì)所學(xué)知識(shí)有了更近一步的認(rèn)識(shí)和理解。(5) 推溜與移架操縱手柄，使三位四通閥處于右位，推移千斤頂?shù)幕钊唤拥蛪河鸵夯赜停雇埔魄Ы镯數(shù)母左w推動(dòng)支架前移。根據(jù)支架的工作原理，做出液壓系統(tǒng)如下圖（）所示：立柱或千斤頂?shù)木唧w操作過(guò)程如下：(1) 立柱的操作操縱手柄，使三位四通閥處于左位，此時(shí)高壓油液經(jīng)單向閥進(jìn)入立柱下腔，而立柱上腔油液接低壓油液O，立柱上腔回油，從而前后立柱升起；操縱手柄，使三位四通閥處于右位，立柱下腔回液，從而前后立柱降下。下圖即為雙向鎖的機(jī)構(gòu)原理圖（）：5 單向鎖 單向鎖實(shí)際也是一種液控單向閥，在支撐掩護(hù)支架中，用在推移千斤頂?shù)挠吐分?，保證順利拉架；根據(jù)需要也可用在側(cè)推千斤頂?shù)挠吐分?，泵液?jīng)過(guò)單向鎮(zhèn)使側(cè)護(hù)板伸出，平時(shí)單向鎖閉鎖，以增強(qiáng)支架的抗倒架能力。2 液控單向閥 液控單向閥和立柱、千斤頂?shù)墓ぷ髑恢苯舆B接，操縱閥供液通過(guò)它出入立柱、千斤頂工作腔，并在關(guān)閉后嚴(yán)密封閉立柱、千斤頂工作腔液體，因此對(duì)液控單向閥的要求必須動(dòng)作靈活，密封可靠。立柱進(jìn)油口油管：公稱(chēng)通經(jīng),外徑，壁厚，公稱(chēng)流量。 閥的選取換向閥：選取冶金工業(yè)部北京液壓機(jī)械廠(chǎng)生產(chǎn)的閥。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定移架的時(shí)間不能超過(guò)22秒。、液壓元件的選取 液壓系統(tǒng)的基本參數(shù) 泵站采用工作壓力為的乳化液泵站。在立柱控制閥前面裝設(shè)一個(gè)由移架液路控制的支撐保持閥和一個(gè)與立柱活塞桿腔液路相通的節(jié)流閥，可使支架帶壓移架，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮在移架時(shí)，支架對(duì)頂板的支撐力應(yīng)大于10KN/m2(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(méi)有關(guān)系。 立柱系統(tǒng)(1). 單柱控制回路、b、c、d、e所示，其中圖a為單作用單柱，圖b、c為雙作用單柱，圖d、e為雙伸縮單柱。 這些基本特點(diǎn)決定了液壓傳動(dòng)元件以及整個(gè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，即：液壓支架是以單節(jié)支架為單元的，這就決定了液壓系統(tǒng)的構(gòu)成，即工作面支架和端頭支架的液壓系統(tǒng)成為液壓支架的基本組成部分。 液壓支架傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求對(duì)于液壓支架的傳動(dòng)裝置，應(yīng)具有以下基本要求：采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備外型尺寸小，能遠(yuǎn)距離地傳遞大的能量；能承受較大的載荷；沒(méi)有復(fù)雜的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)；在有爆炸危險(xiǎn)和含塵的空氣里保證工作安全；動(dòng)作迅速；操作、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單；過(guò)載及損壞保護(hù)簡(jiǎn)單。 （）—缸內(nèi)的工作壓力，35—記入管壁公差及腐蝕的附加厚度，一般取， —強(qiáng)度系數(shù)，無(wú)縫鋼管安全系數(shù)：—缸體材料為無(wú)縫鋼管時(shí)， —一般取，現(xiàn)取4由上式得： ，缸體厚度滿(mǎn)足要求。計(jì)算柔度：式中：活塞桿計(jì)算柔度； 長(zhǎng)度折合系數(shù)，由于立柱兩端支撐，所以取 活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度，； 活塞桿橫斷面的回轉(zhuǎn)半徑， （）柔性系數(shù)，查表45得，（材料：）所以，活塞桿不會(huì)失穩(wěn),只抗拉強(qiáng)度不足而損壞。 立柱的基本參數(shù)如下： （）式中：立柱活柱的外徑，； 立柱活柱的內(nèi)徑。由于缸體的剛度大都大于活塞桿的剛度，而且缸體在理論上不承受負(fù)載的軸向壓力，故液壓缸的穩(wěn)定性主要取決于活塞桿的條件。經(jīng)校核均符合要求。(2). 前梁上耳座：工作中耳座受拉，因此應(yīng)校核其拉應(yīng)力。耳板受拉的危險(xiǎn)截面為銷(xiāo)軸直徑處，其拉力為： （）式中：耳板寬度；安全系數(shù)為： 式中：。許用擠壓應(yīng)力 。(2) 主要銷(xiāo)軸均采用等合金結(jié)構(gòu)鋼，現(xiàn)用。1. 強(qiáng)度校核均以材料的屈服極限計(jì)算安全系數(shù)。（2）前梁千斤頂前梁千斤頂?shù)幕緟?shù)為：缸徑： 桿徑：推薦材料規(guī)格：缸 行程。(2) 設(shè)計(jì)計(jì)算移架時(shí)： （）所以： （）由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，選取內(nèi)徑為，外徑為。在缸體的上端裝有導(dǎo)向套，它為活柱的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。底座上的相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸如下： 為方便行人及工作人員操作，立柱距底座前端點(diǎn)的距離為，前連桿與后連桿下鉸點(diǎn)的水平距離為，底座全長(zhǎng)，底面寬，中間為安裝推移千斤頂留有推溜槽。圖43掩護(hù)梁、后連桿 連桿分前連桿與后連桿，前連桿有一根，后連桿有兩根，兩端都有銷(xiāo)孔，用于與掩護(hù)梁和底座的鉸接，前連桿長(zhǎng)，前后銷(xiāo)孔的直徑為，厚，寬，主筋為厚的鋼板，加強(qiáng)板的厚度為；后連桿兩邊中心孔中心之間的距離為，銷(xiāo)孔直徑為，鋼板材料均為，前連桿作為整體式，由左右兩部分焊接而成，后連桿則為單桿機(jī)構(gòu)，下圖為前連桿一部分的機(jī)構(gòu)圖：圖44 前連桿底座為整體式剛性底座，四連桿機(jī)構(gòu)鉸接在底座后部，在兩內(nèi)主筋中間形成的較高的鉸點(diǎn)位置，這主要是為了形成足夠的后工作空間，在不影響人行通道的基礎(chǔ)上，前、后連桿鉸接點(diǎn)應(yīng)盡量前移。掩護(hù)梁受扭力和橫向載荷力大，是十分重要的部件。在頂梁下焊有鑄鋼柱窩，柱窩兩側(cè)有孔，用銷(xiāo)軸把立柱和頂梁連接起來(lái)；頂梁前端有銷(xiāo)孔，通過(guò)銷(xiāo)軸與前梁上的銷(xiāo)孔連接起來(lái)；頂梁后端有銷(xiāo)孔，通過(guò)銷(xiāo)軸與掩護(hù)梁上的銷(xiāo)孔連接。寬度，側(cè)護(hù)板縮回時(shí)；全部伸出時(shí)為；上下面厚度；與前梁連接用銷(xiāo)孔直徑,與掩護(hù)梁連接用銷(xiāo)孔直徑,安裝前梁千斤頂用銷(xiāo)孔直徑。頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件，并起切頂作用。 前梁前梁為由鋼板焊接而成的箱體結(jié)構(gòu)，前面連接護(hù)幫板，后面與主頂梁鉸接，下部焊有耳座連接前梁千斤頂，可上下擺動(dòng)。對(duì)于大塊煤可利用插板進(jìn)行破碎。此機(jī)構(gòu)關(guān)系到支架能否正常推移，由千斤頂和推移桿組成。其作用是將支架承受的頂板壓力和側(cè)向力傳至底板。它用于承受部分煤、矸載荷，防止其竄入后輸送機(jī)的工作空間，保證支架、后輸送機(jī)正常運(yùn)行。它可多次反復(fù)支撐頂煤，以利于放煤。與頂板保持良好的接觸，維護(hù)機(jī)道上方頂板。 受力分析計(jì)算掩護(hù)梁上沒(méi)有負(fù)載，摩擦系數(shù)為，支架在最高位置時(shí)，每根立柱的工作支撐力為，支架的整體受力如下圖所示：31支架總體受力圖支架的工作阻力為： （）頂梁集中受力點(diǎn)距頂梁后鉸點(diǎn)的距離為： （）前后連桿受力為： （）由上式得“”號(hào)，表示前連桿受力方向與圖示相反，即前連桿受拉力； （）由上式得“”號(hào)，表示前連桿受力方向與圖示相反，即前連桿受壓力。（2） 平衡千斤頂在掩護(hù)梁上位置的確定平衡千斤頂?shù)男谐檀_定后，即可確定它在掩護(hù)梁上的位置 ()式中 —當(dāng)活塞全部縮回后，缸體上鉸墊支活塞上部之距。平衡千斤頂在拉力時(shí)，取。 當(dāng)頂梁后端出現(xiàn)空頂時(shí)，頂梁前端載荷加大，頂板載荷合力作用點(diǎn)位置后移，此時(shí)平衡千斤頂受推，為使支架支撐力分布適應(yīng)頂板載荷分布。取頂梁為分離體，受力情況如圖：圖25對(duì)A點(diǎn)有 其中 則有 取 則由立柱的傾角和兩立柱間的距離可以確定各個(gè)柱窩的位置。5. 立柱的初撐力和泵站的額定工作壓力立柱的初撐力 ()取作為泵站的額定工作壓力，考慮到從泵站到支架的壓力損失，根究一般的經(jīng)驗(yàn)的泵站乳化液到支架的壓力一般為。4. 立柱的設(shè)計(jì)（1）支護(hù)面積支架的支護(hù)面積按下式計(jì)算： ()式中： ——支護(hù)面積() ——頂梁寬度，——頂梁長(zhǎng)度——移架后頂梁前端點(diǎn)到煤壁的距離，故： （2）支護(hù)強(qiáng)度支護(hù)強(qiáng)度的計(jì)算可借助于查表。 米 End If End If Next i1 Next i Next q1Next p1End Sub輸入初始值，程序運(yùn)行結(jié)果如下：圖23這樣，四連桿機(jī)構(gòu)的幾何長(zhǎng)度及最高最低位置時(shí)對(duì)應(yīng)的夾角就確定。 s amp。 支架在最高位置時(shí)，前連桿與底座平面夾角 amp。 弧度 amp。 f amp。 前后連趕下鉸點(diǎn)在底座上的投影距離 amp。 米 amp。 b amp。 后連桿長(zhǎng)度 amp。 u amp。前連桿上鉸點(diǎn)至掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)之距Dim b1, b2, b3 As DoubleDim c As Double 39。前后連桿上鉸點(diǎn)之距與掩護(hù)梁的比值Dim g As Double 39。支架最高，最低計(jì)算高度Dim p1 As Double 39。同時(shí)底板防止底座向后移，使整個(gè)支架產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，從而增加了頂梁前端的支護(hù)力，防止頂梁前端上方頂板冒落，并且使底座前端比壓減小，防止啃底，有利移架。一般取,在特殊情況下需要角度較小時(shí),可提高后連桿下鉸點(diǎn)的高度；,滿(mǎn)足。下面通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作過(guò)程的幾何特征進(jìn)一步闡述其作用。落煤塊度過(guò)大時(shí)，工作面轉(zhuǎn)載機(jī)上應(yīng)設(shè)置破碎裝置。 采機(jī)底托架應(yīng)有足夠的高度，以保證過(guò)煤高度。通常與采煤機(jī)配套的工作面輸送機(jī)，液壓支架、平巷轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮皮帶機(jī)等設(shè)備，其生產(chǎn)能力要按采煤機(jī)生產(chǎn)能力的120%計(jì)算。通常，即左右；支撐掩護(hù)式支架的底座長(zhǎng)度取4倍的移架步距，即左右。當(dāng)支架中心距為時(shí)，最小寬度一般取，最大寬度一般取。支架寬度是指頂梁的最小和最大寬度。薄煤層厚度可達(dá)。厚煤層為。對(duì)于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定頂板，為了維護(hù)機(jī)道上方的頂板，應(yīng)取較高的初撐力，約為工作阻力的80%；對(duì)于穩(wěn)定頂板，初撐力不宜過(guò)大，一般不低于工作阻力的60%，對(duì)于周期來(lái)壓強(qiáng)烈的頂板，為了避免大面積的垮落對(duì)工作面的動(dòng)載威脅，應(yīng)取較高的初撐力，約為工作阻力的75%。對(duì)于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架，由于受到立柱傾角的影響，支架工作阻力小于支架立柱的總工作阻力。 支護(hù)強(qiáng)度和工作阻力支護(hù)強(qiáng)度取決于頂板性質(zhì)和煤層厚度。②、2分別為II、III、IV級(jí)老頂?shù)姆旨?jí)增壓系數(shù)；IV級(jí)老頂只給出最低值2，選用時(shí)可根據(jù)本礦實(shí)際確定適宜值。3 底板性質(zhì)底板承受支架的全部載荷，對(duì)支架的底座影響較大，底板的軟硬和平整性，基本上決定了支架地做的結(jié)構(gòu)和支撐面積。因此本次設(shè)計(jì)應(yīng)選用抗水平推力強(qiáng)且?guī)ёo(hù)幫裝置的掩護(hù)式支架。表21是根據(jù)國(guó)內(nèi)外液壓支架的使用經(jīng)驗(yàn)，提出了各種頂板條件下適用的架型，它是選擇支架的主要依據(jù).由于給定參數(shù)中頂?shù)装嫘再|(zhì)：老頂I級(jí)、直接頂2級(jí)，底板平整，無(wú)影響支架通過(guò)的斷層，初步選擇為掩護(hù)式支架。給定條件：煤層傾角7. 井筒罐籠尺寸根據(jù)井筒罐籠尺寸，考慮支架的運(yùn)輸外形尺寸。給定煤層厚度：3. 瓦斯等級(jí)根據(jù)瓦斯等級(jí)，按保安規(guī)程規(guī)定，驗(yàn)算通風(fēng)斷面。11. 要易于拆卸，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單。7. 調(diào)高范圍要大，照明和通訊方便。3. 防矸性能要好?？蛇m用于各種頂板條件，但支架操作次數(shù)增加，不能適應(yīng)高產(chǎn)高效要求，目前應(yīng)用較少。滯后支護(hù)的特點(diǎn)是，支護(hù)滯后時(shí)間較長(zhǎng)，梁端距大，支架頂梁較短。1 即時(shí)支護(hù)—般循環(huán)方式為：割煤一移架一推溜，工作面“三機(jī)”的配套關(guān)系。因此，常用單位支護(hù)面積頂板上所受支架工作阻力值的大小，即支護(hù)強(qiáng)度來(lái)表示支架的支護(hù)性能。支撐式支架的工作組力為 ()式中 支架安全閥的調(diào)定壓力 ；支架的工作阻力標(biāo)志著支架的最大承載能力。（2）承載增阻階段支架初撐后，隨頂板下沉，立柱下腔壓力增加，直到增加到支架的安全閥調(diào)正壓力，立柱下腔壓力達(dá)到工作阻力。支撐式支架的初撐力為 () 圖16 支架的工作特性曲線(xiàn)式中 支架立柱的缸徑，；泵站的工作壓力，；支架立柱的數(shù)量。2. 降柱當(dāng)需要降柱時(shí)，高壓液進(jìn)入立柱的活塞桿腔，另一腔回液，迫使活塞桿下降，于是頂梁脫離頂板。包括放頂煤支架等。支撐掩護(hù)式支架的立柱均為兩排，立柱可前傾或后傾。支撐掩護(hù)式支架是在吸收了支撐式和掩護(hù)式兩種支架優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種支架。 掩護(hù)式支架的支護(hù)性能是：支撐力較小，切頂性能差，但由于頂梁短，支撐力集中在靠近煤壁的頂板上，所以支護(hù)強(qiáng)度較大、且均勻，掩護(hù)性好，能承受較大的水平推力，對(duì)頂板反復(fù)支撐的次數(shù)少，能帶壓移架。立柱的支撐力間接作用與頂梁或直接作用與頂梁上。此種支架在現(xiàn)階段的綜采工作面的生產(chǎn)時(shí)都已基本不再采用。支撐式支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：頂梁較長(zhǎng)，其長(zhǎng)度多在左右；立柱多，一般是根，且垂直支撐；支架后部設(shè)復(fù)位裝置和擋矸裝置。1 支撐式支架支撐式支架是出現(xiàn)最早的一種架型，按其結(jié)構(gòu)和動(dòng)作方式的不同，支撐式支架又分為垛式支架（圖14 a）和節(jié)式支架（圖14 b）兩種結(jié)構(gòu)型式。按液壓支架在采煤工作面的安置位置來(lái)劃分，有端頭液壓支架和中間液壓支架。 (3) 控制元部件，包括液壓系統(tǒng)操縱閥、單向閥、安全閥等各類(lèi)閥，以及管路、液壓、電控元件等。液壓支架按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和與圍巖的作用關(guān)系—“般分為三大類(lèi)，即支撐式、掩護(hù)式(圖12)和支撐掩護(hù)式(圖13) 根據(jù)支架各部件的功能和作用，其組成可分為4個(gè)部分：(1) 承載結(jié)構(gòu)件，如頂梁、掩護(hù)梁、底座、連桿、尾梁等。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)。煤層厚度介于之間，煤層厚度變化較大，選用調(diào)高范圍大且抗水平推力強(qiáng)且?guī)ёo(hù)幫裝置的掩護(hù)式支架。摘 要本論文主要闡述了一般掩護(hù)式液壓支架的設(shè)計(jì)過(guò)程。支架采用正四連桿機(jī)構(gòu)，以改善支架受力狀況。關(guān)鍵詞：液壓支架 液壓 四連桿機(jī)構(gòu) 采煤 支架選型 推溜 移架 ０ 河北工程大學(xué)畢業(yè)論文AbstractThe article mainly elaborated the general shield type hydraulic pressure support design