【正文】 （ ） T? ? ?3 1 2 3 3 1 2 32 ( ) ( ) ( ) ( )x x y y y y x x? ? ? ? ? ? ? ? （ ） 把 式 （ ）到 式 （ ）帶入 式 ()式得： 2 3 3 1( ) ( )c M y y N y yx T? ? ? ? ?? （ ） 3 1 2 3( ) ( )c N x x M x xy T? ? ? ? ?? （ ） c點(diǎn)坐標(biāo)求出后，前連桿 的 長度和角度就可以確定了。所以， 1 2 3cb cb cb??為前連桿的長度。 1） 1b 點(diǎn)坐標(biāo) 當(dāng)支架在最高位置 時 的計算高度為 1H ，此時 1b 點(diǎn)的坐標(biāo)為： 11cosx F P??（ ） （ ） 1 1 1siny H F P? ? ? （ ） （ ） 2） 2b 點(diǎn)坐 標(biāo) 支架在最低位置時的計算高度為 2H ，此時 2b 的坐標(biāo)為： 22cosx F P?? （ ） （ ） 2 2 2s i n s i ny B P? ? ?（ ） + A （ Q） （ ） 根據(jù)四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征要求，支架降到最低位置時 ?? ? 30~252Q ，為計算方便 ??282Q ，即 弧度。當(dāng)支架的最高河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 24 和最低位置確定后，在直線上的最高和最低點(diǎn)就確定了。 （ 2）后連桿下絞點(diǎn)至坐標(biāo)原點(diǎn)之距為 1E ，如圖 圖 四連桿機(jī)構(gòu)幾何關(guān)系 （ 3）前連桿長度及角度的確定 當(dāng)支架高度變化時，掩護(hù)梁上絞點(diǎn) ,e 的運(yùn)動軌跡為近似雙紐線，為使雙紐線最大寬度和 ? 角盡量小，可把 ,e 點(diǎn)的軌跡視為理想直線，當(dāng)然實(shí)際上并非如此。若上述四 個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 e J 圖 四連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)圖 (1)后連桿與掩護(hù)梁長度的確定 如圖 ，當(dāng)支架在最高位置時的 H1 值確定后，掩護(hù)梁長度 G為： 111si n si nHG P I Q? ??（ ） （ ） （ ） 后連桿長度為： A I G?? （ ） 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 23 前后連桿上絞點(diǎn)之距為 ： B I G??1 （ ） 前連桿上絞點(diǎn)至掩護(hù)梁上絞點(diǎn)之距為： F G B?? （ ） 從 式 （ ）至 式 （ ），可求出多組后連桿和掩護(hù)梁的尺寸。 A IG? 。 39。eb=F 。ae =G 。 2od=E 。 bc =C 。令 ： oa2 =A 。 （ 5）支架在最高位置時的 tan? 應(yīng)小于 ，在優(yōu)化設(shè)計中， 對掩護(hù)式支架最好小于 ， 對支撐掩護(hù)式支架最好應(yīng)小于 。 （ 4） 39。支撐掩護(hù)式為 I = ~。 （ 1）支架在最高位置時， 1P ≤ ?? 62~52 ，即： ~ 弧度；1Q ≤ ?? 85~75 即 ~ ；支架在最 底 位置時，保證 P?1 ?28 。所以，只要令支架 由高到低變化時，頂梁前端點(diǎn)運(yùn)動軌跡近似成直線為目標(biāo)函數(shù)，這兩項要求都能滿足。 為了減少附加力，必須使得 tan? 有較小值。 四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計 四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計的主要方法有：直接求解法、解析法、幾何作圖法等。 3． 掩 護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn) e? 和瞬時中心 O之間的連線與水平線夾角為 ? ?！?30176。而 Q 角主要考慮后連桿底部距底板要有一定距離，防止支架后部冒落巖石卡住后連桿，使支架不能下降。為了安全可靠，最低工作位置應(yīng)使 P ≥25176。～ 85176。～ 62176。 四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的 要求 高度 在最大和最小范圍內(nèi)變化時，頂梁端點(diǎn)運(yùn)動軌跡的最大寬度 e應(yīng)小于或等于 70mm，最好為 30mm以下。 四連桿機(jī)構(gòu)在具有以上諸作用的同時，也有一些缺點(diǎn)。 3．抵抗水平力 觀測表明：綜采面給予支架的外載，不但有垂直于煤層頂板的分力，而且還有沿巖層層 面指向采空區(qū)方向（或指向煤壁方向）的分力，這個水平推力由液壓支架的四連桿機(jī)構(gòu)承受，從而避免了立柱因承受水平分力而造成立柱彎曲變形。 2．擋矸 鑒于組成四連桿機(jī)構(gòu)的掩護(hù)梁既是連接件，又是承載件，為了承受采空區(qū)內(nèi)破碎巖石所賦予的載荷，掩護(hù)梁一般做成整體箱形結(jié)構(gòu)，具有一定強(qiáng)度。 四連桿 結(jié)構(gòu) 四連桿機(jī)構(gòu)的作用 1．梁端 護(hù)頂 鑒于四連桿機(jī)構(gòu)可使托梁鉸接點(diǎn)呈雙紐線運(yùn)動，故可選定雙紐線的近似直線部分作為托梁鉸接點(diǎn)適應(yīng)采高的變化范圍。 前后連桿與掩護(hù)梁、底座相鉸接，組成四連桿機(jī)構(gòu)。 掩護(hù)梁采用固定側(cè)護(hù)板結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高。掩護(hù)梁主要作用是阻擋并承載采空區(qū)冒落的矸石，承受頂板水平推力、側(cè)向力和傳遞扭轉(zhuǎn)載荷，并保持支架整體的穩(wěn)定性。 圖 護(hù)幫千斤頂 掩護(hù)梁 掩護(hù)梁為整體箱形焊接結(jié)構(gòu)。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 19 圖 短推移桿 護(hù)幫 千斤頂 護(hù)幫 千斤頂?shù)母左w用圓柱銷固定在護(hù)幫下端的耳座上，活塞桿與主梁與主梁相連接。 支架推輸送機(jī)的力應(yīng)不大于輸送機(jī)的設(shè)計推力，拉架力一般應(yīng)為支架重量的 ～ 3 倍。 ZY3200 型液壓支架所采用的推移裝置為： 倒拉式長推移桿 。移架與推溜各用不同的千斤頂。移架千斤頂位于主副架之間，多數(shù)分別與兩者的底座相連，稱為下移架機(jī)構(gòu)。此時移架和推輸送機(jī)都用一個推移千斤頂 移步橫梁間接連接 在推移裝置與輸送機(jī)之間加一個移步橫梁、千斤頂僅與移步橫梁連接。 推移裝置的型式如表 所示 表 推移裝置 千斤頂?shù)男褪? 型 式 特 點(diǎn) 適用條件 普通式 普通活塞式雙作用千斤頂可為外供液式，也可為內(nèi)供液式 目前已很少直接用作推移裝置，而多與反拉框架一起使用，應(yīng)用較廣 外供液式結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛 差動式 千斤頂結(jié)構(gòu)仍為普通型式，利用交替閥的油路系統(tǒng)，使其減小托輸送機(jī)力 用于直接拉架的方式，目前應(yīng)用較少 浮動活塞式 千斤頂活塞可在活塞桿上滑動，使環(huán)腔供液時拉力與普通千斤頂相同 ； 但在活塞腔供液時，使 壓力 的 作用面積僅為活塞桿 斷 面積， 從而 減小 了 推輸送力 廣泛用于直接拉架方式 ，與短推桿等導(dǎo)向件一起使用 動作時間有一定滯后，但一般不影響使用 推移裝置一般由推移千斤頂、推桿或框架等導(dǎo)向傳力桿件以及連接頭等部件組成，其功能 、連接型式見表 。 推移 裝置 液壓支架推移裝置是保證支架正常推溜和拉架，實(shí)現(xiàn)工作面正常循環(huán)作河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 17 業(yè)的重要裝置。 固定鋼絲和鋼絲擋圈的連接方式，不能耐高壓。 缸口用鋼絲擋圈固定，是在導(dǎo)向套外側(cè)裝有鋼絲擋圈，內(nèi)側(cè)裝有密封圈和防塵圈。 活柱和活塞桿是立柱傳遞機(jī)械力的重要零件，它要能承受壓力和彎曲等載荷作用，必須耐磨和耐腐蝕，可用 27SiMn 或 45 號鋼制成。 以上兩種密封圈的使用，簡化了活塞結(jié)構(gòu)，裝配方便，但密封圈本身加工較復(fù)雜。它適用于裝入各種液壓活塞頭和導(dǎo)向套上，為單向密封。它可用于各種活塞上的雙向密封。 活塞靠密封圈密封，密封圈有 O 型、 Y 型、 U 型、 V型、鼓型、蕾型等。導(dǎo)向環(huán)多用塑料制品，也有用銅合金制成。 活塞可以套在活柱上，或直接焊接在活柱上。缸體內(nèi)表面是1 2 4 5 圖 底分式底座 1 護(hù)板 2 立柱窩 3 加強(qiáng)筋板 4 耳座 5 前橋 1 2 3 4 5 圖 立柱結(jié)構(gòu) 1 耳環(huán) 2 活塞 3 活柱 4 加長桿 5 防塵圈 3 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 16 活塞的密封表面， 所以要求很高的加工精度。 如 圖 缸體是立柱的承壓部件。 1 3 4 6 圖 頂梁外形 1 套筒 2 前梁鉸接 3 護(hù)幫耳 4 側(cè)推千斤頂 5 平衡耳 6 側(cè)推彈簧裝置 2 5 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 15 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。 底座與立柱之間連接處用鑄鋼球面柱窩接觸，以避免因立柱偏斜受偏載，并用限位板和銷軸限位 ，防止立柱脫出柱窩。 底座前端制成滑撬形，以減小支架的移架阻力。因此，底座除了滿足一定的剛度和強(qiáng)度外，還要求對底板起伏不平的適應(yīng)性要強(qiáng)，對底板接觸比壓小，要有足夠的空間能安裝立柱、液壓控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置，要便于人員行走；能起一定的擋矸排矸作用；要有一定的重量，以保證支架的穩(wěn)定性。在頂梁下焊有鑄鋼柱窩，柱窩兩側(cè)有孔，用鋼絲繩或銷軸把立柱和頂梁連接起來。頂梁前端呈滑撬式或圓弧形，以減少移架阻力。 各類頂梁都為箱式結(jié)構(gòu)，一般有鋼板焊接而成。 本支架采用剛性頂梁帶鉸接式護(hù)幫，頂梁由前、后梁鉸接。 1 2 3 4 5 圖 立柱示意圖 1 耳環(huán) 2 鼓型密封圈 3 缸體 4 加長桿 5 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 13 各部件結(jié)構(gòu)選擇 液壓支架各個部件的結(jié)構(gòu)形式與工作面的頂?shù)装鍡l件和支架結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，選擇時根據(jù)支架的結(jié)構(gòu)和工作面頂?shù)装鍡l件，對各個部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，最后擇優(yōu)選擇。立柱間距的選擇原則為 有利于操作、行人和部件合理布置。（支架在最高位置時），由于夾角較小，有效支撐能力較大。同時由于頂梁較短，立柱傾角加大可以使頂梁柱窩位置前移，使頂梁前端支護(hù)能力增加。一般立柱軸線與頂梁的垂線夾角小于 30176。 2．支撐方式 支撐式支架立柱為垂直布置。故此支架數(shù)目 n 選 2。 經(jīng)計算得頂梁長度為 3302mm。 通常，掩護(hù)式支架的底座長度取 倍的移架步距（一個移架步距為 ） ,即 。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 2 液壓支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓支架的主要尺寸的確定 支架高度和伸縮比 由題目已知 : 支架的最大高度 Hm= 支架最小高度 Hn= 支架伸縮比 ???HnHmm 支架間距 支架間距就是指相鄰支架中心線間的距離，按下式計算 3ncBb mc ?? 式中 cb — 支架間距（支架中心距） mB — 每架支架頂梁總 寬 度 3c — 相鄰支架（或框架）頂梁之間的間隙 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 10 n — 每架所包含的組架或框架數(shù) 取 mB =1500mm， 3c =150mm,n =1 則 3ncBb mc ?? =1500+1501=1650mm 底座長度 底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)定支 架的作用。 8． 在同時允許選用幾種架型時，應(yīng)優(yōu)先選用價格便宜的支架。 6． 對瓦斯涌出量大的工作面，應(yīng)符合保安規(guī)程的要求，并優(yōu)先選用通風(fēng)斷面大的支撐式或支撐掩護(hù)式支架。時，排頭支架應(yīng)設(shè)防滑裝置，工作面中部輸送機(jī)設(shè)防滑裝置；＞ 25176。時，支架可不設(shè)防倒防滑裝置； 15176。在底板較軟條件下，應(yīng)選用有抬底裝置的支架或插腿掩護(hù)式支架。煤層厚度變化大時，應(yīng)選擇調(diào)高范圍較大的掩護(hù)式或雙伸縮立柱的支架。 2． 當(dāng)煤層厚度超過 ，頂板有側(cè)向推力或水平推力時，應(yīng)選用抗扭能力強(qiáng)的支架，一般不宜選用支撐式支架。 液壓支架的選型 液壓支架的選型原則： 液壓支架的選型，其根本目的是使綜采設(shè)備適應(yīng)礦井和工作面條件，投產(chǎn)后能做到高產(chǎn)，高效、安全，并為礦井 的集中生產(chǎn)、優(yōu)化管理和最佳經(jīng)濟(jì)效益提供條件，因此必須根據(jù)礦井的煤層、地質(zhì)、技術(shù)和設(shè)備條進(jìn)行選擇。此外，可以把泵站、中心控制臺和支架的液壓管路等部分作為支架的公用液壓系統(tǒng)。 泵 —— 液壓缸傳動系統(tǒng)的換算彈性模數(shù)較低； 根據(jù)支架的數(shù)目改變液流的參數(shù)； 所有支架在結(jié)構(gòu)上都有著相同的液壓缸、液壓裝置以及他們之間都有相同的連接方式（相同的液壓系統(tǒng)）； 每節(jié)支架都重復(fù)著相同的工序，這些工序的總和構(gòu)成液壓支架的基本工序； 為了保證系統(tǒng)具有較高的容積效率，實(shí)現(xiàn)無故障作業(yè)以及工作人員的安全，液壓系統(tǒng)的元件和部件要有好 的密封性和可靠性。 容積式液壓傳動可最大限度的滿足這些要求，因此，所有液壓支架均采用這種傳動。雖然支架的液壓缸（立柱和千斤頂）種類、數(shù)量很多，但其液壓系統(tǒng)都是采用多執(zhí)行元件的并聯(lián)系統(tǒng)。