【正文】 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?700~750mm，按液壓缸行程系列表選用 700mm。在薄煤層中 移F =100～ 150 kN；中厚煤層中移F =150～ 250 kN；厚煤層中 移F =300～ 400 kN。 推移 千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì) 推移千斤頂選用框架推移方式，則其缸體內(nèi)徑為： 39。對(duì) A 取距，可算得 x 圖 46 頂梁受力分析 0AM?? 11 1 2 1c o s s in ( ) 03tt F LgF W h P x P h h?? ?? ? ? ? ? ? ??c os)(s in3 12111ttPhhPWhFLgFx ????? （ 48） 式中 x－立柱 上柱窩至頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)之距； 1F －支架支護(hù)阻力； q－支架最大支護(hù)強(qiáng)度； cF －支護(hù)面積； Lg－頂梁長(zhǎng)度； tp －支護(hù)工作阻力之和； 1h －頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁頂面之距； 2h －立柱上柱窩中心至頂梁頂面之距； ? －立柱在最高位置時(shí)的傾角。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。把支架的空間桿系結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化成平面桿系結(jié)構(gòu)。但頂板載荷復(fù)雜，分布規(guī)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。同時(shí)又與頂梁較短，立柱傾角較大可以使頂梁柱窩位置前移，是頂梁前端支護(hù)能力增大。 (2) 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，并能增大調(diào)高范圍。本設(shè)計(jì)采用單伸縮加長(zhǎng)桿立柱結(jié)構(gòu)。但機(jī)械加長(zhǎng)桿在安裝后就成為固定活塞桿，需要調(diào)節(jié)時(shí)裝拆比較困難。此時(shí)，單伸縮立柱就難以滿足要求。它除了要具有較高的承載能力外，還應(yīng)有較大的伸縮行程，以滿足支架工作高度的要求。一般液壓缸的缸體長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的 20～ 30 倍。 中厚煤層掩護(hù)式液壓支架總體設(shè)計(jì)分析及掩護(hù)梁設(shè)計(jì) 第 38 頁(yè) 共 65 頁(yè) 圖 45立柱缸底示意圖 5. 缸體長(zhǎng)度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。 圖 44立柱導(dǎo)向長(zhǎng)度關(guān)系圖 1— 缸筒； 2— 活塞； 3— 導(dǎo)向環(huán)； 4— 距離套； 5— 導(dǎo)向套； 6— 缸蓋； 7— 活柱 4. 缸底厚度計(jì)算 掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架立柱的缸底，一般在缸內(nèi)做成平地，在缸外做成球面形，如圖 45 所示。 C取缸內(nèi)徑的 ～ 倍。 2D10LH 2?? 式中 L — 立柱最大工作行程， L=1000mm 2D — 缸筒內(nèi)徑 mm 一般導(dǎo)向長(zhǎng)度 A，當(dāng)缸內(nèi)徑 mm802 ?D ，取活柱外徑的 ～ 倍 。華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 37 頁(yè) 共 65 頁(yè) 因此在設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。 3. 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 當(dāng)活柱全部伸出時(shí)，從活塞導(dǎo)向環(huán)中點(diǎn)到 導(dǎo)向套中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的 H，如圖 44 所示。取 Pa=40MPa。 中厚煤層掩護(hù)式液壓支架總體設(shè)計(jì)分析及掩護(hù)梁設(shè)計(jì) 第 36 頁(yè) 共 65 頁(yè) 240 cza DFP ??? MPa （ 45） 式中的 zF 按下式計(jì)算： ndmz n FF ?cos1?? kN （ 46） 式中 n? — 支架在最高位置時(shí)立柱傾角 度 ， 取 15na? 將數(shù)據(jù)代入公式得 zF 為： 5 0 615c o s2 2 9 1 0 ??? ?zF kN 由公式得安全閥的調(diào)整壓力為： 2 ????aP MPa Pa求出后，在選定一種動(dòng)作壓力與 Pa相近的標(biāo)準(zhǔn)安全閥。 取泵站額定工作壓力 bp ( MPa)減去從泵站到支架沿程壓力損失后的值 39。 將各數(shù)值代入公式 44得立柱缸徑為： o 29 1040 ???? ?? ?dD cm 按北京煤礦機(jī)械廠標(biāo)準(zhǔn)（ Q/BM327— 82）表 41 選取比計(jì)算值大的標(biāo)準(zhǔn)值作為內(nèi)徑eD ，再選取配合尺寸。 xq （ 43） 代入數(shù)值得 1F =2910kN 確定立柱的技術(shù)參數(shù) 立柱缸徑按下式進(jìn)行計(jì)算： madd pnFD ?? c o s40 1?? cm （ 44） dD — 立柱缸體內(nèi)徑 1F — 支架承受的理論支護(hù)阻力 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 35 頁(yè) 共 65 頁(yè) xc qFF ??1 kN dn — 每架支架立柱數(shù)； ap — 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 )。 qqqmx hh hHqqqq121121 )( ????? kN/ 2m （ 42） 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， kN/ 2m ； 1q — 在架型選樣表 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； kN/ 2m ； 2q — 在架型選擇表 mH 但與之相鄰的采高相對(duì)應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度， kN/ 2m ； qh1 — 1q 所對(duì)應(yīng)的采高， m； qh2 — 2q 所對(duì)應(yīng)的采高， m。 立柱的設(shè)計(jì) 支護(hù)面積 支架的支護(hù)面積按下式計(jì)算： )( ??? LgbF cc mm （ 41） cF — 支護(hù)面積， mm； cB — 支架間距（支架中心距），一般為 中厚煤層掩護(hù)式液壓支架總體設(shè)計(jì)分析及掩護(hù)梁設(shè)計(jì) 第 34 頁(yè) 共 65 頁(yè) gL — 頂梁長(zhǎng)度 ?— 移架后頂梁前端點(diǎn)到煤壁的距離 (m )，一般 ? =+e 將各數(shù)值代入公式 （ 41） 得支架的支護(hù)面積為： )( ??cF ＝ 支護(hù)強(qiáng)度 支護(hù)強(qiáng)度的計(jì)算可借助表 ，首先按表 根據(jù)老頂級(jí)別和直接頂類別確定支架架型，再根據(jù)老頂級(jí)別和采高確定支護(hù)強(qiáng)度。在此根據(jù)自己設(shè)計(jì)支架的情況取 。 2. 底座寬度的確定 一般，中心距為 的掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式支架底座可取 ～ 。在設(shè)計(jì)支架的底座長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮如下諸方面：支架對(duì)底板的接觸比壓要??；支架內(nèi)部應(yīng)有足夠的空間用于安裝立柱、液壓控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置；使于人員操作和行走；保證支架的穩(wěn)定性等。上連桿與底座的鉸接座為兩突出的內(nèi)主筋形成的箱體結(jié)構(gòu)，應(yīng)合 理設(shè)計(jì)，使突變過(guò)渡處強(qiáng)度足夠，呈圓弧狀過(guò)渡，以免損壞。底座為整體式剛性底座，四連桿機(jī)構(gòu)鉸接在底座前部，有兩個(gè)球面柱窩與立柱缸底相連，底座中間布置有推移裝置，側(cè)面有拉后輸送機(jī)千斤頂固定耳座。 (3) 適用于支撐掩護(hù)式、掩護(hù)式支架。 2. 分體剛性式 特點(diǎn) 與適用條件： (1) 底座分左右兩部分，上部用過(guò)橋或相形結(jié)構(gòu)固定連接、這種底座在剛性、穩(wěn)定性和強(qiáng)度等方面基本與整體剛性底座相同。 (3) 多用于支撐掩護(hù)式、掩護(hù)式或垛式支架 。 1. 整體剛性式 特點(diǎn)及使用條件： (1) 底座用鋼板焊接成箱型結(jié)構(gòu)，底部封閉，具有整體性能、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、對(duì)底板比壓小等特點(diǎn)。 底座的選型 底座是將頂板壓力傳到底板和穩(wěn)固支架的部件。 （ 5） 便于人員操作行走。 （ 3） 為整個(gè)支架輔助件，例如推移裝置，防倒裝置，操縱閥架等提供依托與根基。 底座的設(shè)計(jì) 底座功 能 底座功能 （ 1） 承受立柱與連桿等傳遞的頂板載荷，并傳遞給底板。對(duì)于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架，為便于側(cè)護(hù)板能自由伸縮，要在頂梁頂面上加焊一塊比側(cè)護(hù)板鋼板稍厚的鋼板，稱為頂板同時(shí)也增強(qiáng)了頂梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 圖 41閉式頂梁斷面 2. 開(kāi)式頂梁 開(kāi)式頂梁結(jié)構(gòu)如圖 42所示。在頂梁下面焊有鑄鋼柱窩，柱窩兩側(cè)有孔，用鋼絲繩或銷軸把立柱和頂梁連接起來(lái)，掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架在頂梁后華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 31 頁(yè) 共 65 頁(yè) 端有銷孔，通過(guò)銷軸 與掩護(hù)梁上的銷孔相連。頂梁前端呈滑撬式或圓弧形，以減少移架阻力。 頂梁的結(jié)構(gòu)與斷面形狀選擇 各類頂梁都為箱式結(jié)構(gòu)，一般由鋼板焊接而成。提高支架前端對(duì)頂板的支撐力。為改善接頂效果和補(bǔ) 償焊接變形，整體頂梁前端 (800～ 1000mm)。 （ 2） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，操作方便，造價(jià)低，用于頂板穩(wěn)定，平整等條件。 特點(diǎn)與適用條件： （ 1） 在整個(gè)控頂長(zhǎng)度內(nèi)，頂梁為一整體機(jī)構(gòu)，剛性大，承載能力較大。前梁上不宜設(shè)置側(cè)護(hù)板。 （ 3） 頂梁在支 撐狀態(tài)時(shí)，伸縮較困難，因而一般不用于整頂梁。 特點(diǎn)與適用條件： （ 1） 俗稱手套式梁，它的伏套在前梁外部，用伸縮千斤頂控制其伸縮。 頂梁的結(jié)構(gòu)形式 支架常用頂梁形式有 2種：整體頂梁和鉸接式頂梁。 中厚煤層掩護(hù)式液壓支架總體設(shè)計(jì)分析及掩護(hù)梁設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 65 頁(yè) （ 2） 將立柱的支撐力傳遞至頂板．并給予合理地分布，對(duì)支架后部接近采空區(qū)的頂板起切頂作用；對(duì)無(wú)立柱空間的頂板起支撐作用 。 6. 液壓控制系統(tǒng)及立柱、千斤頂 液壓系統(tǒng)由各液壓件、管路系統(tǒng)組成，它應(yīng)保證立柱、千斤頂完成支架要求的各種性能，并達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)。保證支架整體穩(wěn)定性的關(guān)鍵是在底座上鉸接四連桿機(jī)構(gòu)，在底座中間設(shè)置有推移裝置，側(cè)面設(shè)置拉后輸送機(jī)的千斤頂和推移桿。 4. 底座 底座是將支架承受的頂板壓力和側(cè)向力傳至底板。頂梁裝有側(cè)護(hù)板，活動(dòng)側(cè)裝有千斤頂和彈簧，防止架間漏煤、矸，還可以起到調(diào)節(jié)支架間距的作用。 2. 頂梁 頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件，并起切頂作用。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29 頁(yè) 共 65 頁(yè) 第 4 章 液壓支架的主要部件的設(shè)計(jì) 支架主要部件的設(shè)計(jì)要求 各部件設(shè)計(jì)要求要滿足總體 配套的要求，就是應(yīng)滿足采煤機(jī)、雙輸送機(jī)和支架配套的空間要求。 中厚煤層掩護(hù)式液壓支架總體設(shè)計(jì)分析及掩護(hù)梁設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 65 頁(yè) 頂梁寬度的決定，除用上式計(jì)算外，還要考慮到整體支架與一節(jié)溜槽長(zhǎng)度相匹配的問(wèn)題。頂梁的覆蓋率為頂梁面積與控制頂板面積比值的百分?jǐn)?shù)，即 %100jBcl Bl ））（（ ???? （ 36） 式中 B— 頂梁寬度； l— 頂梁長(zhǎng)度； j— 架間距； c— 頂梁前端到煤壁的距離； 中等穩(wěn)定頂板 %85~75?? ； 一般 j 取 100~200mm。 )]? [2300cos( 53176。 采煤機(jī)： MXA300/，刮板輸送機(jī)： SGZ730/320。 本次設(shè)計(jì) 采用及時(shí)支護(hù)方式。先移架后推溜方式（及時(shí)支護(hù)）要求頂梁有較大長(zhǎng)度；先推溜后移架方式（滯后支護(hù)）要求頂梁長(zhǎng)度較小。 結(jié)論：后連桿長(zhǎng)度 A=1131mm 掩護(hù)梁長(zhǎng)度 G=2300mm 前連桿長(zhǎng)度 C=1585mm 前后連桿下鉸點(diǎn)底座投影距離 E=970mm 前連桿下鉸點(diǎn)高度 D=400mm 前連桿與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)到后連桿與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)長(zhǎng)度 B=500mm 中厚煤層掩護(hù)式液壓支架總體設(shè)計(jì)分析及掩護(hù)梁設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 65 頁(yè) 頂梁 尺寸 的確定 根據(jù)支架工作方式和設(shè)備配套 尺寸來(lái)確定頂梁長(zhǎng)度 。 (15) 分別作 bb? 和 bb?? 的垂直平分線，其交點(diǎn) c 即為前連桿下鉸點(diǎn)， bc為前連桿長(zhǎng)度（作圖后測(cè)得長(zhǎng)度為 1585mm）。則 b、 b’ 、 b’’三點(diǎn)為液壓支架三個(gè)位置時(shí)，前連桿上的鉸點(diǎn)。 (12) 以 e’’’為圓心，掩護(hù)梁長(zhǎng) ae’為半徑作弧，交與最前面圓弧上一點(diǎn) a’’，此點(diǎn)為支架降到最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。 (10) 以 O 點(diǎn)為圓心， Oa（ 1131mm） 為半徑作弧。 在垂線上作液壓支架在最低位置時(shí)（距 HH940mm），頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn) e’’’。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 共 65 頁(yè) (8) 過(guò) O點(diǎn)作與 H— H線夾角為 2Q 的斜線。 (6) 過(guò) e‘點(diǎn)作 HH線的平行線 FF 線 ,則 HH 線與 FF 線的距離為 1H （ 設(shè)計(jì)要求為2940mm，實(shí)際作圖得 2948mm），為液壓支架最高位置時(shí)的計(jì)算高度。 (5) 過(guò) a點(diǎn)作與 HH 線有夾角 1a（即 1P =53176。 (3) 過(guò) O點(diǎn)作與 HH 線夾角為 1Q 的斜線。 作圖步驟如下： 圖 34 采用幾何作圖 法設(shè)計(jì)的四連桿機(jī)構(gòu) (1) 確定支架后連桿下鉸點(diǎn) O 點(diǎn)的位置， 類比確定該距離為 400mm。 按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征要求，選定 1253 , 15PP??， 1278 , 18??由于支架型式不同，對(duì)于掩護(hù)式支支架 ,一般 A/G 的比值按以下范圍來(lái)?。? A/G=~,取 A/G=。 2. 掩護(hù)梁和后連桿距離的確定 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）