【正文】 將數(shù)據(jù)代入 （ 52） 式得： 29 o 40 0040c o s40 ???? ??? aPan FD d ? ?。? mm2 0 0cm20 ??dD 支架立柱的壁厚 ? （ mm） 一般為 16 ???,即中等壁厚，按下式計算： ? ?? ? cpDdp ????? ??? （ 53） 式中： p —— 缸內(nèi)工作壓力， 24dPp D?? aMP P —— 單個立柱的工作阻力，取 kN1 0 0 04/4 0 0 0 ??P 則 ： M P 2 0 101 0 0 04 23 ?? ???p c —— 考慮管壁公差及腐蝕的附加厚度，一般取 2mm； ? —— 強(qiáng)度系數(shù)，無。 支柱及相關(guān)液壓系統(tǒng)參數(shù)確定 立柱的缸體內(nèi)徑按下式進(jìn)行計算： anp FD ad c os40?? （ 52） 式中： dD —— 立柱缸體內(nèi)勁， mm F —— 支架承受的理論支護(hù)阻力， kN n —— 每架支架立柱數(shù)； aP —— 安全閥的正壓力， MPa a —— 立柱最大傾角。推溜力一般為100～ 150 kN。 根據(jù)設(shè)計要求：初撐力 = 工作阻力 = ?? kN 移駕力和推溜力 移駕力和推溜力都是有推移千斤頂來決定的，所以要正確地選擇推移千斤頂，一般而言， 移架力與支架結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、煤層厚度、頂板性質(zhì)有關(guān)。但對乳化液和液壓元件的耐壓要求提高。 將數(shù)據(jù)代入（ 51）式得： 0 0 0 3 ????q MPa 初撐力 初撐力大小對支架的 支護(hù)性能和成本都有很大的影響。 FPq ??? (51) 式中 P—— 支架總工作阻力， N； ?—— 支護(hù)效率；本次設(shè)計取支護(hù)效率為 因此架的支護(hù)面積， m2。整個插板的具體 形式見裝配圖。 本支架插板是由鋼板拼焊的等斷面結(jié)構(gòu)，插板千斤頂耳座放在插板內(nèi)部，在插板下部開以窗口方便插板千斤頂?shù)陌惭b。由于這兩種放煤機(jī)夠都有自己配套的支架結(jié)構(gòu)形式， 本次設(shè)計采用了支撐掩護(hù)式液壓支架的結(jié)構(gòu)，因此這里設(shè)計成在掩護(hù)梁后鉸接一個插板的放煤結(jié)構(gòu)。 后推移輸送機(jī)千斤頂 后推移千斤頂主要用于放頂煤開采后輸送機(jī)的調(diào)整，跟推移千斤頂類似，只是不需要較大的拉架力。在千斤頂活塞腔油路上加液控單向閥鎖緊，并加安全閥進(jìn)行保護(hù)。護(hù)幫千斤頂?shù)母左w用銷軸固定在前梁上，活塞桿固定在護(hù)幫板上。挑梁可以使前梁上下擺動，加大前梁端部的支撐力。 前梁千斤頂 前梁千斤頂?shù)母左w用圓柱銷固定在主梁下的耳座上，活塞桿與前梁相連。 側(cè)推千斤頂 作用：側(cè)推千斤頂伸出時，使活動側(cè)護(hù)板外移，可密閉架間間隙，起到防矸、導(dǎo)向、防倒和調(diào)架的作用；側(cè)推千斤頂縮回時，使活動側(cè)護(hù)板縮回，可以減少移駕阻力。 24 千斤頂 推移千斤頂 推移千斤頂按連接方式分有直接連接方式、框架連接方式和浮動活塞式。支架常用的活動側(cè)護(hù)板形 式有 3 種，即直角式單側(cè)活動側(cè)護(hù)板、直角式雙側(cè)活動側(cè)護(hù)板和折頁式單側(cè)活動側(cè)護(hù)板。通過比較和對本次設(shè)計任務(wù)的環(huán)境適應(yīng)性分析，最終決定本次設(shè)計采用整體式剛性底座，它的整體性剛度和強(qiáng)度好，底座接觸面積大，有利于減小對底板的比壓。則 AO、 AB、 BC、CD 為液 支架的 的 四連桿機(jī)構(gòu)。 (17) 分別作 B B1 和 B1 B2 的垂直平分線交于 C 點，即為前連桿的下鉸點， BC 為前連桿的長度。即 B、 B B2 三個點為液壓支架在三個位置時的前 23 連桿的上鉸點。 (15) 以 A1 點為圓心，以 倍的 L 為半徑作圓，與 E2A1相交于 B1 點。 (13) 以 E2 點為圓心，以掩護(hù)梁長 L 為半徑作圓，與圓弧相交于 A1 點，此點為液壓支架在降到中間位置時，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點。 (11) 取 E1E3 中點為 E2 點，為液壓支架在降到中間位置時，掩護(hù)梁與頂梁的鉸點。假設(shè)在液壓支架升降過程中，E1 點近似在 此直線上滑動。 (8) 以 A 點為圓心，以 倍的 L 為半徑作圓，即為前連桿的上鉸點。 (6) 以 A 點為圓心，以 L 為半徑作圓，與該直線相交于 E1 點，即為掩護(hù)梁、與頂梁的鉸點。 (4) 以 O 點為圓心，以 L1 為半徑作圓 ，與該直線相交于 A 點，即為后連桿與掩護(hù)梁的上鉸點。 (2) 過 O 點作水平線 H－ H 線與底座相平行。 ???L mm 根據(jù)掩護(hù)梁長度 L 和后連桿長度 1L 重新計算出： 圖 42 液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)幾何關(guān)系圖 作圖步驟如下： 22 (1) 確定后連桿下鉸點 O 點的位置，使它大體比底座略高，一般為 200～ 250mm，考慮太低安裝銷子困難，太高底座又笨重。6002020101?? ?? QP QP 圖 41 掩護(hù)梁和后連桿計算示意圖 將數(shù)據(jù)代入（ 43）得： ? ? ? ?? ? ? ?80c o s25c o s/60c o s22c o sc o sc o s/c o sc o s/000012121??????? PPLL 支架在最高位置時的值為： QLPLh 1111 s ins in ?? 因此掩護(hù)梁的長度為： 21 ? ?? ?? ?1 6 0 080s in/2 3 0 0s in/s in/001111?????? QLLPhL ?。?L=1600 mm 后連桿長度為： ? ?mm928/11???? LLLL 一般， ? ?39。 圖中： L—— 掩護(hù)梁長度； L1 —— 后連桿長度； L2 —— 過 E1 點的垂直線到后連桿下鉸點之距； h1 —— 支架最高位置時的計算高 度； 13 0070030 001 ???h mm h2 —— 支架最低位置時的計算高度； 900700160 02 ???h mm 從幾何關(guān)系可以列出 : LQPPL 2111 c o sc o s ?? (41) LQPPL 2212 c o sc o s ?? (42) Y 由（ 41）、（ 42）聯(lián)立解得： 20 )c o s/ ( c o s)c o s( c o s/12121 PPLL ??? (43) 按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征所要求的角度，選定： 25。本文取 450mm。本文取 250mm。 2 支架在最高位置時和最低位置時，頂梁與掩護(hù)梁的夾角 P 和后連桿與底平面的夾角 Q， 應(yīng)滿足以下要求： 支架在最高位置時， 520?P ~ 620 ， 750?Q ～ 850 ；支架在最低位置時，考慮矸石便于下滑，以防矸石停留在掩護(hù)梁上，根據(jù)物理學(xué)摩擦理 論可 知， , 如果按 鋼和 矸石 的摩擦 系數(shù) 為 ?f ,即： ,求得?P ；為了安全可靠在最低工作位置時，應(yīng)使 25oP? 為宜，而 Q 19 角主要考慮掩護(hù)梁 底部距底板要有一定的距離，防止支架后部冒落的巖石卡住后連桿，使支架 不能降下來 ，一般取， 在特殊情況下需要角度較小時，可提高后連桿下鉸點的高度。 2 能承 受較大的水平力。 四連桿機(jī)構(gòu) 由于考慮放頂煤后鉸接插板擺動千斤頂?shù)母缮鎲栴}，本次設(shè)計前后四連桿都采用單獨鉸接?；顒觽?cè)護(hù)板裝在掩護(hù)梁的一側(cè)。配置單向活動側(cè)護(hù)板，減少架間漏矸和防止大采高支架橫向傾倒。掩護(hù)梁采用整體箱形鋼板焊接結(jié)構(gòu)，在掩護(hù)梁上端與頂梁鉸接， 18 下部焊有與前后連桿鉸接的耳座。本次設(shè)計采用單伸縮機(jī)械加長立柱。 立柱 立柱是支架的承壓構(gòu)件，它長期處于高壓受力狀態(tài)，它除應(yīng)具有合理的工作阻力和可靠的工作特性 外，還必須有足夠的抗壓、抗彎強(qiáng)度，良好的密封性能，結(jié)構(gòu)要簡單，并能適應(yīng)支架的工作要求。為順利移架，前梁間一般要留有 100～ 150mm 間隙，從而增加了破碎頂板漏矸的可能性。運輸時可以將前梁放下與頂梁垂直，以減小運輸尺寸。 支架常用頂梁形式有 3 種：整體頂梁、鉸接頂梁和楔形結(jié)構(gòu)頂梁。根據(jù)前后連桿間行人的要求，對支撐掩護(hù)式液壓支架還要考慮立柱傾角的要求，分配前，后柱窩位置。本支架立柱間距選 1m。立柱間距的選擇原則為：有利于操作、行人和部件合理布置。故前排立柱取，后排立柱垂直布置。 此設(shè)計的頂梁覆蓋率： %?δ 立柱位置的確定 支架立柱數(shù)的確定 目 前國內(nèi)支撐式液壓支架立柱數(shù)為 2～ 6 根，常用為 4 根；掩護(hù)式液壓支架為 2 根；支撐掩護(hù)式液壓支架為 4 根。 頂梁覆蓋率 頂板覆蓋率按下式計算： 15 ? ? ? ?? ? ? ?%01 5 0 03 0 03 6 0 03 6 0 01 5 0 0%1 0 0????????????kBbLLBδ 式中： ? —— 頂梁覆蓋率； B —— 頂梁寬度（包括側(cè)護(hù)板伸出寬度） ， mm； L —— 頂梁總長度 ， mm； b —— 梁端距 ， mm； k —— 相鄰頂梁間間隙。其中寬面頂梁一般為 ～ 。 頂梁寬度 由 于 取 中 心距 為 ，有活動側(cè)護(hù)板頂梁寬度取值范圍為 ~ ，本次設(shè)計取支架頂梁的最小寬度為 1420mm,最大寬度為1590mm,選取 雙 側(cè)活動側(cè)護(hù)板，亦即頂梁側(cè)護(hù)板側(cè)推千斤頂?shù)男谐倘?170mm。 頂梁的長度計算 掩護(hù)式與支撐掩護(hù)式液壓支架頂梁長度計算公式： ? ? ? ?? ?后端點之距掩護(hù)梁與頂梁鉸接點至 底座長度配套尺寸頂梁長度 ?? ????? ePGQA 3 0 0c o s)(c o s 11 式中 配套尺寸 —— 參考原煤炭部煤炭科學(xué)研究院編制的綜采設(shè)備配 套圖冊確定； 底座長度 —— 底座前端至連桿下鉸點的距離； e—— 支架由高到低頂梁前端點最大變化距離； 11,PQ —— 如圖所示，支架在最高位置時，分別為后連桿和掩護(hù)梁與水平面的夾角。一般為 135～ 150mm，也是為了防止采煤機(jī)截割煤壁不齊，給推移輸送機(jī)留有一定距離。同時為了防止當(dāng)采煤機(jī)向支架內(nèi)傾斜時，采煤機(jī)滾筒不截割頂梁，又考慮到采煤機(jī)截割時，不一定把煤壁截割成一個 平面，所以在設(shè)計時，要求頂梁前端距煤壁最小距離為 300mm，這個距離叫空頂距。 本文設(shè)計支架為支撐掩護(hù)式，估取底座長度為 2400mm。在設(shè)計支架底座的長度時，應(yīng)考慮如下方面 ：支架對底板的接觸比壓要??；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；便于人員操作和行走；保證支架保持穩(wěn)定性。本文取 。大采高支架為提高穩(wěn)定性中心距可采用 ，輕型支架為適應(yīng)中小煤礦工作面快速搬家的要求，中心距可采用 。 12 支架間距的確定 支架中心距一般等于工作面刮板輸送機(jī)一節(jié)溜槽的長度。 由支架的最大、最小高度，可得活塞的行程為 1500mm；而活塞全部縮回時立柱的總長，暫用支架的最小高度 1700mm。一般根據(jù)單位缸長行程 1K 來確定，當(dāng) ?K 范圍內(nèi)可采用單伸縮。一般范圍是 至 ，煤層較薄時選大值。由于液壓支架的使用壽命要 求較長，并可能被安裝在不同的采煤工作面，所以，支架應(yīng)具有較大的伸縮比。 11 支架的伸縮比 支架的伸縮比是指支架的最大與最小高度值之比，即： minmax HHm ? ? ?13? 支架的最大高度與最小高度之差為支架的調(diào)高范圍。 液壓支架的參數(shù)確定 支架高度 支架高度的確定原則，一般應(yīng)首先確定支架適用煤層的平均采高，應(yīng)根據(jù)所采煤層的厚度，采區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)條件的變化等因素來確定，然后確定支架高度對于大采高支架，按下式確定計算高度，即： annnm aShH ShH ????? ??21 式中 mH —— 支架最大高度 , mm； nH —— 支架最小高度 , mm； mh —— 煤層最大厚度 , mm； nh —— 煤層最小厚度 , mm； 1S —— 考慮偽頂、煤皮冒落后仍有可能初撐力所需要的支撐高度，一般取 mm； 2S —— 頂板最大下沉量，一般取 mm； a—— 移架時支架的最小可縮量，一般 mm； a? —— 浮矸石、浮煤厚度，一般取 mm。 11