【正文】 。 當(dāng)3dd Ln ?時(shí)，底座載荷呈三角形分布，如圖 45 所示。為求兩端比壓，應(yīng)先求出底座的集中載荷 1F 的作用點(diǎn)的位置 dn 。F139。 mHmaxF1F 1WF 139。由于底板巖性不同、含水量不同、凹凸不平、底座下有碎矸等因素，使底板具有不同的抗壓強(qiáng)度。0。0。 液壓支架受力分析與計(jì)算 頂梁的受力計(jì)算 取頂梁為分離體（包括前梁）如 圖 41 所示： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 36 圖 41頂梁受力分析圖 設(shè)頂板對支架頂梁的水平摩擦力為 rF ，掩護(hù)梁對頂梁鉸點(diǎn)的作用內(nèi)力為 AAYX, 。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 35 立柱的初撐力和泵站額定工作壓力的確定 選用國內(nèi)生產(chǎn)的 XRB2B 型乳化液泵站，額定工作壓力為 35MPa。 )， (支架降到最低工作位置時(shí)， 角最大 )。 從而可得頂梁的支撐阻力： F = Fc = kN 立柱的技術(shù)參數(shù)確定 立柱缸體內(nèi)徑計(jì)算公式 ： （ 43） 式中 — 立柱缸體內(nèi)徑， cm； — 支架承受的理論支護(hù)阻力， kN； — 每架支架立柱數(shù)，支撐掩護(hù)式液壓支架立柱數(shù)為 4 柱； — 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 )。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 33 第四章 液壓支架 的 受力分析 液壓支架支護(hù)技術(shù)參數(shù)的確定 支護(hù)面積的確定 Fc = bc( Lg +Δ ) （ 41） 式中 Fc支 護(hù)面積， ； bc頂梁寬度， ； Lg頂梁長度， ； Δ 移架后頂梁前端到煤壁的距離，一般取Δ =+e， m。 采煤工作面風(fēng)速計(jì)算按下式進(jìn)行。一般按工作面允許風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算。但在工作面中安裝液壓支架后，通風(fēng)面積明顯減小。 通風(fēng)斷面的驗(yàn)算 采煤工作面 的過風(fēng)量有一定要求。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 31 頂梁長度計(jì)算 支撐掩護(hù)式支架頂梁長度的計(jì)算 頂梁長度＝【配套尺寸＋底座長度＋ Acos(Q1)】 －【 Gcos(P1)+300+e】＋掩護(hù)梁與 頂梁鉸點(diǎn)至頂梁后端點(diǎn)之距 （ mm） 式中 ： 配套尺寸 —— 參考原煤炭部煤炭研究院編制的綜采設(shè)備配套圖冊確定； 底座長度 —— 底座前端至后連桿鉸點(diǎn)之距； e—— 支架由高到低頂梁前端點(diǎn)最大變化距離； Q1 、 P1—— 支架最高位置時(shí)，分別為后連桿和掩護(hù)梁水平面的夾角； 配套設(shè)備選 M 2G ? 300W 采煤機(jī) 和 SGD(W)730/320 刮板輸送機(jī) 代入數(shù)據(jù)就可以計(jì)算到頂梁的長度為： m 頂梁寬度 支架寬大，可以加快支架的移架的速度，提高支架的橫向的穩(wěn)定性，但是對頂板起伏的適應(yīng)性差，且需增大立柱的工作阻力。一般為 135150mm左右，也是 為了防止采煤機(jī)截割煤壁不齊，給推移輸送機(jī)留有一定的距離。 同時(shí) 為了防止當(dāng)采煤機(jī)向支架內(nèi)傾斜時(shí)，采煤機(jī)滾筒不截割頂板，同時(shí)考慮到采煤機(jī)截割時(shí)，不一定把煤壁截割成一垂直平面，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，要求頂梁前端距煤壁最小距離為 300mm，這個(gè)距離叫空頂距。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。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 30 圖 36 支架工作方式比較 從 圖 36 可以看出，先移架后推溜方式（又稱及時(shí)支護(hù)方式）要求頂梁有較大的長度；先推溜后移架方式（又稱滯后支護(hù)方式）要求頂梁長度較短。 18） 按以上初步求出的四連桿機(jī) 構(gòu)的幾何尺寸，再用幾何作圖法畫出液壓支架掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn) eˊ的運(yùn)動(dòng)軌跡，只要逐步變化四連桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸，便可以畫出不同的曲線，再按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征進(jìn)行校核，最終選出較優(yōu)的四連桿機(jī)構(gòu)尺寸。 16）分別作 b bˊ 和 bˊ b〞 的垂直平分線，其交點(diǎn) c 即為前連桿下鉸點(diǎn)， bc 為前連桿長度。則 b、 bˊ 、 b〞 三點(diǎn)為液壓支架在三個(gè)位置時(shí)，前連桿的上鉸點(diǎn)。 13）以 點(diǎn)為圓心， 掩護(hù)梁長 a 為半徑作弧，交最前面圓弧上一點(diǎn) ，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)。 11）以 O點(diǎn)為圓心， Oa 為半徑做圓弧。 9)在垂線上作液壓支架在最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn) 。 7)以 a 點(diǎn)為圓心，以 長度 為半徑作弧，在掩護(hù)梁上交一點(diǎn) b,為前連桿上鉸點(diǎn)的位置。 5)過 a 點(diǎn)作與 H— H 線有交角 P1 的斜線，以 a 點(diǎn)為圓心，以 G 為半徑作弧交些斜線一點(diǎn) e 此點(diǎn)為掩護(hù)梁與頂梁的鉸點(diǎn)。 3)過 O 點(diǎn)作與 H— H 線的夾角為 Q1 的斜線。 二、四連桿機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì) 圖樣法直觀、簡單，但只要涉及試湊的問題往往都比較麻煩，因此常將它與解析法合用，再加一定的經(jīng)驗(yàn)和類比，問題的解總是可以找到 的。 符合支撐掩護(hù)式支架的 ?GA ～ 支架在最高位置的計(jì)算高度為： 1H = GsinP1 + AsinQ1。、 Q1=75176。 Q2—— 支架最低位置時(shí)，后連桿與底平面夾角（度） L2—— e’點(diǎn)引垂線到后連桿下鉸點(diǎn)的距離 ； 1H ――為支架最高位置時(shí)的計(jì)算高度； 2H ――為支架最低位置時(shí)的計(jì)算高度； 從幾何關(guān)系可以列出如下兩式： 利用 1H 和 2H 估計(jì) G、 A和 6L ，用如下解析法：（如圖 34） GcosP1AcosQ1=L2 (33) GcosP2AcosQ2=L2 (34) 聯(lián)立兩式可得： 說明： 支架計(jì)算高度為支架高度減去掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)之頂梁面之距和后連桿鉸點(diǎn)至底座底面之距。 P2—— 支架最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與頂梁夾角 (度 )。 H1H2GAP 1P 2Q 1 Q 2e39。（ 7）前、后搖桿都向采空區(qū)傾斜，前搖桿與水平面夾角的最大值 1? 〈 ?80 ，后搖桿與水平面夾角的最大值 ?801?Q ，一般取 ?20?Q ～ ?80 ，這樣支架整體受力比較合理，其結(jié)構(gòu)尺寸也較緊湊。（ 5）掩護(hù)梁的傾角 P1不宜太小，支架在最低位置時(shí)， P1 應(yīng)大于 ?10 ，一般取 ?15 左右，以免被矸石壓死，難于移架；支架在最高位置時(shí)，可達(dá) ?55 ～ ?60 ，以減少堆積在掩護(hù)梁上的矸石，提高支撐效率，減小移架阻力。它們可歸結(jié)為以下設(shè)計(jì)要求： （ 1）應(yīng)滿足采高范圍要求；（ 2）支架升降過程中的梁端距的變動(dòng)量 ? 70～ 100mm；（ 3）掩內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 25 護(hù)梁的速度瞬心與鉸點(diǎn) A的連線與水平線的夾角 ? 應(yīng)小于 ?9 ， 最大不能超過 ?19 ，以限制支架支撐力的波動(dòng)量小于 5? %。 圖 33 掩護(hù)梁和后連桿構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 掩護(hù)梁和四連桿長度的確定 一、掩護(hù)梁和四連桿的性能要求 由于掩護(hù)梁與底座間構(gòu)成一個(gè)雙搖桿四桿機(jī)件。 從以上分析得知，為使支架受力合理和工作可靠，在設(shè)計(jì)四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，應(yīng)盡量是 e值減小，取雙紐線向前凸的一段為支架的工作段。同時(shí)底板阻止底座向后移，使整個(gè)支架產(chǎn)生順時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢，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，有利于移架。 θ 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 24 圖 32 四連桿的幾何特征 ⑷ 應(yīng)取頂梁前端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡雙紐線向前凸的一段為支架的工作段。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。；支架在最低 位置時(shí)，為有利于矸石下滑，阻止矸石停留在掩護(hù)梁上，一般取 Q ≥ 25176。 Q ≤ 75176。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 23 ΘO 圖 31 四連桿的幾何特征圖 ⑵ 支架在最高位置時(shí)和最低位置時(shí)，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)滿足如下要求：支架在最高位置時(shí)， P ≤ 52176。其作用概括起來主要有兩個(gè)，其一是當(dāng)支架由高到低的變化時(shí)，借助四連桿機(jī)構(gòu)使支架頂梁前端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈近似雙紐線，從而使支架頂梁前端點(diǎn)與煤壁間距離的變化大大減小，提高了管理頂板的性能；其二是使支架能承受較大的水平力。取底座寬度： m。取底座長度： 。在設(shè)計(jì)支架的底座長度時(shí)，應(yīng)考慮如下諸方面：支架對頂板的接觸比壓要??；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；保證支架的穩(wěn)定性等。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 22 支架間距 bc 要根據(jù)支架型式來 確定，但由于每架支架的推移千斤頂都與工作面輸送機(jī)的一節(jié)溜槽相連，因此目前主要根據(jù)輸送機(jī)溜槽每節(jié)長度及槽幫上千斤頂連接塊的位置來確定，我國刮板輸送機(jī)溜槽每節(jié)長度為 ，千斤頂連接塊位置在溜槽中長的中間 ,所以除節(jié)式和邁步式支架外，支架中心距一般為 。 液壓支架的參數(shù) 確定 支架高度和支架伸縮比 已知設(shè)計(jì)條件已給出支架的最大支撐高度和最小支撐高度 分別為 ， 。推溜力一般為 100KN 左右；移架力按煤層厚 度而定，薄煤層一般為 100KN～ 150KN，中煤層一般為 150KN 至 250KN，厚煤層一般為 300KN～ 400KN。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 21 第三章 液壓支架整體結(jié)構(gòu)尺寸的 設(shè)計(jì) 為了滿足采煤工藝及地質(zhì)條件的要求，液壓支架要有足夠的初撐力和工作阻力，以便有效的控制頂板，保證合理的下沉量。 表 23 節(jié)理裂隙間距 表 節(jié)理裂隙間距表 LP=25～ 50 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 19 l/m c1 表 24 分層厚度表 分層厚度表 Hx/m C2 表 25 支架架型確定參數(shù) 支架架型確定參數(shù) 基本頂級(jí)別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 直接頂級(jí)別 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 4 液壓支架架型 掩護(hù) 掩護(hù) 支撐 掩護(hù) 掩護(hù)或支撐 支撐 支掩 支掩 支撐或支掩 支撐或支掩 支撐（采高小于） 或支掩（采高大于） 支架支護(hù)強(qiáng)度/(采高 1m 采高 2m采高 3m采高 4m 294 343（ 245） 441（ 343） 539（ 441） 295 343（ 245） 441（ 343） 539（ 441） 295 343 441 539 ＞ 2 295 ＞ 2 343 ＞ 2 應(yīng)結(jié)合深孔爆破，軟化頂板等措內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 20 ) 441 ＞ 2 539 施處理采空區(qū) 注 : (1)表中括號(hào)內(nèi)數(shù)字系掩護(hù)式支架頂梁上的支護(hù)強(qiáng)度 (2)、 、 2 為增壓系數(shù) (3)表中采高為最大采高 支撐掩護(hù)式 液壓支架支撐力分布于承載的關(guān)系 支撐掩護(hù)式液壓支架支撐力分布與承載的關(guān)系及適用范圍 圖 28支撐掩護(hù)式液壓支架支撐力分布 支 撐掩護(hù)式液壓支架是為了改善支撐式液壓支架和掩護(hù)式液壓支架的性能和對頂板的適應(yīng)性而設(shè)計(jì)的，主體部分接近垛式，支架后部有四連桿機(jī)構(gòu)和掩護(hù)梁，增強(qiáng)了支架的支撐力和承載能力。 LP 可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測或礦壓顯示特征確定。 四．堅(jiān)硬頂板：極難冒落的砂巖、堅(jiān)硬砂質(zhì)頁巖等屬于 這一類頂板。 三．穩(wěn)定頂板即完整頂板：不易發(fā)生局部冒落。 二．中等穩(wěn)定頂板：這類頂板強(qiáng)度較高，但由大量節(jié)理裂隙，局部較完整，厚度不大，冒落后不能充滿采空區(qū)，一般支護(hù)設(shè)備前移后隨即冒落。 液壓支架的選 型過程 1．確定直接頂和基本頂類別 1)頂板分類 （ 1）直接頂分類 我國將緩傾斜煤層回采工作面的直接頂分為四類： 一．不穩(wěn)定頂板即破碎頂板，很容易冒落，冒落能基本充滿采空區(qū)。 8．同時(shí)允許選用幾種架型時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用價(jià)格便宜的支架。 6．對瓦斯涌出量大的工作面，應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》要求，并優(yōu)先選擇通風(fēng)面積大的支撐式或支撐掩護(hù)液壓支架。傾角在 18176?！?15176。時(shí)，液壓支架可