【正文】 。 bP —— 泵站壓力， MPa 。 又根據(jù)加工工藝 、頂梁受力、底板比壓等因素影響 最終 優(yōu)化 確定前立柱為φ 280，后立柱為φ 250 泵站壓力的確定 本設(shè)計(jì)選用 2XRBB 型乳化液泵站，壓力 35MPa ，考慮各種損失，按 32MPa計(jì)算。 ? ?10cF F q kN? ? ? n—— 立柱的根數(shù)； aP —— 安全閥調(diào)定壓力， MPa ，選 FAD400 / 50 / Z型安全閥，39aP MPa? ； ? —— 立柱最大傾角，本設(shè)計(jì)立柱垂直布置，取 cos 1?? 。由于本設(shè)計(jì)的采高的變化范圍較小，因此采用單伸縮立柱結(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河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 46 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。 推移千斤頂用來(lái)推進(jìn)工作面輸送機(jī)和推移支架，它的缸體與支架底座相連，而活塞桿通過(guò)推移桿與工作面輸送機(jī)相連。 尾梁千斤頂用來(lái)支撐支架的尾梁，形成后部工作空間，并使尾梁向下或向上擺動(dòng)，使頂煤落入后部輸送機(jī)或擋住矸石。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 42 前梁千斤頂用來(lái)支撐支架的前梁，使前梁向上或向下擺動(dòng)，以便更好的維護(hù)頂板。立柱柱頭與頂梁端相 連接的銷孔，其兩側(cè)加工成喇叭口，與直銷配合使用，使頂梁能左右作適當(dāng)偏轉(zhuǎn)，以便立柱在架內(nèi)靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。 sK —— 支護(hù)效率； pL —— 支架中心距， mm ； nL —— 梁端距， mm ； L —— 頂梁長(zhǎng)度， mm 代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得： 采高 時(shí)， MPa? sK = 采高 時(shí)， MPa? sK = 滿足設(shè)計(jì)要求 支架的執(zhí)行元件 概述 低位放頂煤支架的 執(zhí)行元件 一般由立柱、防片幫千斤頂、前梁千斤頂、側(cè)推千斤頂、推移千斤頂、插板千斤頂、尾梁千斤頂?shù)纫簤焊捉M成。 代入相關(guān)數(shù)據(jù)， 得： ? 支護(hù)強(qiáng)度和支護(hù)效率 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 41 支護(hù)強(qiáng)度是指支架對(duì)單位面積頂板提供的工作阻力。放煤時(shí)，只要將插板收回并擺動(dòng)尾梁，垮落的頂煤即可從尾梁后部流進(jìn)輸送機(jī)。對(duì)煤壁上方頂板進(jìn)行支護(hù)。當(dāng)前方片幫，梁端距過(guò)大時(shí)，可推出護(hù)幫板，但采煤機(jī)通過(guò)之前必須收回幫護(hù)板。 需護(hù)幫時(shí)可操作護(hù)幫千斤頂，使護(hù)幫板下部貼緊煤壁，防止片幫的煤炭砸傷人和設(shè)備。 護(hù)幫裝置 護(hù)幫裝置固定于伸縮梁的前端下部。 為了減輕支架重量，本支架頂梁和掩護(hù)梁設(shè)單側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板，另一側(cè)為固定側(cè)護(hù)板，頂梁活動(dòng)側(cè)護(hù)板由兩個(gè)彈簧套筒和兩個(gè)千斤頂控制，掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板有兩個(gè)彈簧套筒和一個(gè)千斤頂控制。 活動(dòng)側(cè)護(hù)板一般都是有彈簧套筒和千斤頂控制。側(cè)護(hù)板通常分為固定側(cè)護(hù)板和活動(dòng)側(cè)護(hù)板兩種，左右對(duì)稱布置，一側(cè)為固定側(cè)護(hù)板，另一側(cè)為活動(dòng)側(cè)護(hù)板，固定側(cè)護(hù)可以是永久性的也可以是暫時(shí)的（也稱為雙向可調(diào)活動(dòng)側(cè)護(hù)板）。 輔助裝置防護(hù)裝置及放頂煤裝置 設(shè)計(jì) 裝置 支架性能的好壞和對(duì)工作面地質(zhì)條件的適應(yīng)性，在很大程度上取決于防護(hù)裝置的 設(shè)置和完善程度，本支架設(shè)有比較完善的防護(hù)裝置，性能可靠，主要包括側(cè)護(hù)板、護(hù)幫板等機(jī)構(gòu)。 推移桿的一端通過(guò)連接頭與輸送機(jī)相連，另一端通過(guò)千斤頂與底座河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 39 相連，推移桿除承受推拉力外，還承受側(cè)向力，底座下滑時(shí)有一定的防滑作用。 本支架插板是由鋼板拼焊的等斷面結(jié)構(gòu)（如 10所示），插板千斤頂耳座放在插板內(nèi)部，這樣不但便于插板的安裝，也增大了 插板強(qiáng)度。本支架尾梁采用整體箱形變斷面結(jié)構(gòu)，用鋼板拼焊而成 ， 兩側(cè)留有尾梁千斤頂耳座，中前部留有插板千斤頂耳座，尾梁中部留有裝插板的空間。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 38 尾梁 設(shè)計(jì) 尾梁上部與掩護(hù)梁鉸接，由兩個(gè)尾梁千斤頂支撐，支架前移后垮落的頂煤及頂板直接作用到尾梁上，尾梁是支架掩護(hù)后部和實(shí)現(xiàn)放頂煤的關(guān)鍵部件，其主要作用包括： 支撐松動(dòng)的頂煤及頂板巖石，維護(hù)良好的工作空間； 為插板提供支點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)放頂煤創(chuàng)造條件； 尾梁的上下擺動(dòng)可以控制后部放煤和提高放煤量。 前、后連桿的結(jié)構(gòu)形 式可以是整體式，也可以是分體式。這里選擇直線型掩護(hù)梁，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，其工藝性較好。 在它與頂梁、前后連桿連接部位都焊有加強(qiáng)板，在相應(yīng)的危險(xiǎn)斷面和危險(xiǎn)焊縫處也都有加強(qiáng)板。 （ 3）阻擋后部頂煤及矸石前串，維護(hù)工作空間 另外，由于掩護(hù)梁承受的彎矩和扭矩較大，工作狀況惡劣，所以掩護(hù)梁必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 底座圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 37 掩護(hù)梁 設(shè)計(jì) （圖 詳見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙） 掩護(hù)梁上部與頂梁鉸接，下部與前后連桿相連，經(jīng)前后連桿與底座連為一個(gè)整體，是支架的主要連接和掩護(hù)部件，其主要作用包括： （ 1）承受頂板給予的水平分力和側(cè)向力，增加支架的抗扭性能。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 35 頂梁圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 36 底座的設(shè)計(jì) 因?yàn)樵撝Ъ茌^重且根據(jù)該礦的地質(zhì)賦予條件，最終確定底座為整體式剛性整體底座，四連桿機(jī)構(gòu)鉸接在底座后部，有四個(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?？刂祈斄夯顒?dòng)側(cè) 護(hù)板的千斤頂和彈簧套筒，均設(shè)在頂梁體內(nèi)；這些結(jié)構(gòu)使頂梁作用充分發(fā)揮。同時(shí)該支架頂梁采用鋼板拼焊箱形變斷面結(jié)構(gòu)，如圖可看出四條主筋形成了整個(gè)頂梁的主體，可提供足夠行人空間。 頂梁的結(jié)構(gòu)一般分為整體式和分體式（即頂梁加前梁及伸縮梁）。 伸縮梁 :伸縮梁是由鋼板拼焊成的整體結(jié)構(gòu)，它的主要作用是超前支護(hù)；采煤機(jī)采過(guò)后，沒(méi)有移架前伸縮梁伸出，護(hù)住頂板。 e — 支架由高到低頂梁前端點(diǎn)最大變化距離； 1Q 、 1P — 支架在最高位置時(shí)，分別為后連桿和掩護(hù)梁與水平面的夾角。 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。 同時(shí)后部刮板輸送機(jī)過(guò)煤高度也要大于 600mm，以防大煤塊堆積。 在截高方向，機(jī)面高度 A要保證足夠的過(guò)煤空間高度 A，一般 A＞ 250一 300 mm(薄煤 層允許 A參 200一 240 mm)，以便煤流順利從采煤機(jī)底托架下通過(guò)。頂梁后部尺寸 N與支架結(jié)構(gòu)有關(guān)。 從頂梁尺寸看， R＝ L十 c， L為頂梁懸臂長(zhǎng)度， c為梁端距。為 了減小無(wú)立往空間寬度 R，保證鏟煤極端與煤壁間距離 E及采煤機(jī)電線拖移裝置對(duì) 準(zhǔn)輸送機(jī)的電纜槽，采煤機(jī)的機(jī)身中心線常相對(duì)于輸送機(jī)中部槽中心線向煤壁方向偏移一個(gè)距離 e，其大小隨機(jī)型而定。從安全角度考慮，工作面無(wú)立柱空間寬度 R應(yīng)盡可能小，但它受到設(shè)備寬度的制約。 （ 8）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)。 （ 7）尾梁 尾梁用以放煤、保證過(guò)煤高度及維護(hù)工作空間。 （ 6）推移裝置 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。它既要 有足夠的強(qiáng)度和剛度，又應(yīng)滿足底板比壓不超限。 （ 4）掩護(hù)梁受扭 力和橫向載荷力大，是十分重要的部件。它可多次反復(fù)支撐頂煤，以利于放煤。拉架時(shí)收回，還可在移架后支護(hù)煤壁，以防止片幫。挑梁是和前梁鉸接的可翻轉(zhuǎn)支護(hù)板，由防片幫千斤頂控制，可及時(shí)支護(hù)，并超過(guò)水平線上挑 3176。 （ 2）前梁由前梁千斤頂控制，可上下擺動(dòng) 15176。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 31 支架的縱向穩(wěn)定性，并使梁端距變化較小，放煤增設(shè)擺動(dòng)伸縮式尾梁，以調(diào)整工作空間和放煤口大小，改善掩護(hù)梁受力狀況，應(yīng)使頂梁較長(zhǎng)，以利頂煤在礦壓作用下能較好的壓碎。 支架 承載 結(jié)構(gòu)件的 設(shè)計(jì) 支架承載結(jié)構(gòu)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，支架前部能及時(shí)支護(hù)，后部便于放頂煤；應(yīng)有噴霧降塵裝置，為防止煤的自燃發(fā)火應(yīng)安裝必要的輔助裝置。所以在 4Q 變化范圍內(nèi)可以畫(huà)出一條近似雙紐線的軌跡來(lái)。e 點(diǎn)任一位置時(shí)之坐標(biāo) x,y可寫(xiě)成： ? ? ? ?44c o s c o sx A Q G P? ? ? ? ? () 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 30 ? ? ? ?44sin siny A Q G P? ? ? ? () 其中， ? ?4 arccosPZ? 則 24 1arcta n ZP Z?? 式（ ）和式（ ）就是液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)的曲線方程。 當(dāng) ? ? ? ?2 2 2 2 2 2 0K R K J R J? ? ? ? ? ?時(shí)，式（ ）才有意義。 （ 1）四連桿機(jī)構(gòu)的方程 圖 四連桿機(jī)構(gòu)方程圖 從圖 ，在任一個(gè) 4Q 角位置時(shí)， d點(diǎn)的 x坐標(biāo)值應(yīng)滿足下列方程 ? ? ? ?44c os c os c osA Q E B P C ?? ? ? ? ? ? （ ） B點(diǎn)的 y坐標(biāo)值應(yīng)滿足下列方程 ? ? ? ?4sin sin sinA Q B C D?? ? ? ? ? ?4P （ ） 由式（ ）得： ? ? ? ?44s in s ins in A Q B P DC? ? ? ? ?? （ ） 將式（ ）代入式（ ）得： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 29 ? ? ? ?? ? ? ?442442c os c ossi n si n1A Q E B PA Q B P DCC? ? ? ?? ? ? ?????? ? ? （ ） 將式（ ）整理得： ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?2 2 2 2 244 4 4442 c o s2 sin c o s 2 2 c o ssin 2 sin 2 0A B D C E A E QA D Q P E B A B QP A B Q B D? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ? ????? () 令： ? ?4cosZP? 。 如圖 ，為支架在最高位置時(shí)的幾何關(guān)系。 （ 2）前連桿的高度不宜過(guò)大，一般應(yīng)使 15HD? 。優(yōu)選的方法 是給定約束條件，對(duì)所計(jì)算出的各組值進(jìn)行篩選，最終選出一組最優(yōu)的值來(lái)。 （ 4）前連桿下絞點(diǎn) 的 高度 D和 四連桿機(jī)構(gòu)的底座長(zhǎng)度 E。因此，可以用圓的方程求得前連桿長(zhǎng)度。 根據(jù)幾何關(guān)系 2P 為： 2212212c osa r c t a nc osG E A QPE A Q? ? ????????（ ）（ ） （ ） 3） 3b 點(diǎn)坐 標(biāo) 當(dāng)支架的掩護(hù)梁與后連桿成垂直位置時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系， 3b 點(diǎn)坐標(biāo)為：33cosx F P?? （ ） （ ） 3 3 3si n si ny B P A Q? ? ? ?（ ） （ ） （ ） 式中 P3 由下式進(jìn)行計(jì)算： 13 2 2 21a r c ta n a r c ta n2 EAP G G A E?? ? ? ??（ ） （ ） 332QP??? （ ） 4） c點(diǎn)坐標(biāo) 根據(jù)圖 ，支架在三個(gè)位置時(shí)四連桿機(jī)構(gòu)幾何關(guān)系確定后， c點(diǎn)就是 以 1b 、 2b 、 3b 這三點(diǎn) 為圓 的圓心。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng) ,e 點(diǎn)沿理想垂線由最高向最低運(yùn)動(dòng)時(shí)，后 連桿 與掩護(hù)梁的夾角由大于 90 到小于 90 變化，在夾角變化過(guò)程中，一定有一位置使后連桿與掩護(hù)梁呈垂直狀態(tài)，以這一特殊狀態(tài)為所求的中間某一位置，來(lái)確定直線上中間某一位置的點(diǎn)。但是，我們可以做到支架高度變化時(shí)，有三點(diǎn)在一條直線上，如圖 ，即：支架在最高和最低以及中間某一位置的三點(diǎn)。若上述四個(gè)變量各向前邁 出五步，經(jīng)排列組合變得到 625組數(shù)據(jù)。tan? =SL =U 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 說(shuō)明書(shū) 22 e圖 四連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)圖 (1)后連桿與掩護(hù)梁長(zhǎng)度的確定 如圖 ，當(dāng)支架在最高位置時(shí)的 H1 值確定后，掩護(hù)梁長(zhǎng)度 G為： 111s in s inHG P I Q? ??（ ） （ ） （ ） 后連桿長(zhǎng)度為： A I G??