【正文】 圖 3－ 8 直角 式單側(cè)活動側(cè)護(hù)板 2．直角式雙側(cè)可調(diào)的活動側(cè)護(hù)板 直角式雙側(cè)可調(diào)的活動側(cè)護(hù)板如圖 3－ 9 所示，可根據(jù)工作面傾角方向，調(diào)整一側(cè)固定．另一側(cè)活動，適應(yīng)性強，可用于各種支架 圖 3－ 9 直角式雙側(cè)可調(diào)的活動側(cè)護(hù)板 3．折頁式活動側(cè)護(hù)板 折頁式活動側(cè)護(hù)板如圖 3－ 10 所示．它的主要特點是結(jié)構(gòu)簡單，千斤頂可以布置在梁體的外側(cè)，便于拆裝和維修。固定側(cè)護(hù)板即是梁的邊筋板，可增加梁體強度，減輕支架重量。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)可調(diào)活動側(cè)護(hù)板和折頁式單側(cè)活動側(cè)護(hù)板。活動側(cè)護(hù)板增強了支架側(cè)向穩(wěn)定性，其上設(shè)置的彈簧與千斤頂都起防倒與調(diào)架作用?？筛纳祈斄号c掩護(hù)梁的護(hù)頂、防矸性能，隔離控頂區(qū)與采空區(qū)、防止冒落矸石竄入工作面，減少冒矸形成的粉塵； 2．導(dǎo)向。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 21 圖 3－ 7 頂梁斷面 頂梁側(cè)護(hù)板 支架側(cè)護(hù)板裝置一般由側(cè)護(hù)板、彈簧筒、側(cè)推千斤頂、導(dǎo)向桿和連接銷軸等組成。 圖 3－ 6 頂梁開式立筋型式 開式頂梁的特點，可減輕頂梁重量，增強頂梁的抗彎強度。 一種為立筋凸出型，如圖 3－ 5(a)所示，增加了焊接強度；另一種為立筋凹下，焊接后使頂梁平整，但焊接強度如前一種，如圖 3－ 5(b)。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，掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架在頂 梁后端有銷孔，通過銷軸與掩護(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。 三、 頂梁結(jié)構(gòu)和斷面形狀 各類 頂 梁都為箱式結(jié)構(gòu)，一般由鋼板焊接而成。此外，在運輸時，楔形梁 1 可以放到下垂位置，縮短了運輸尺寸，從而方便運輸和安裝。由于楔形梁 1 與后梁 4 為鉸接結(jié)構(gòu)，今操作楔形梁千斤頂伸出或縮回時帶動楔塊前后移動，從而使楔形梁 1 繞鉸軸上下擺動，其擺動范圍取決于楔塊的行程和楔角的 大小。 圖 3－ 4 楔形結(jié)構(gòu)梁 1．楔形梁 2．楔塊 3．楔形梁斤頂 4．后梁 楔形結(jié)構(gòu)梁利用構(gòu)件間摩擦自鎖原理，通過楔塊 2 與楔形梁 1 和頂梁 4 之間的摩擦作用，使楔形梁 楔塊 2 和后梁 4 在受載時保持為－個整體，如同整體剛性頂梁。 圖 3－ 2 鉸接式頂梁結(jié)構(gòu) 1－前梁 ； 2－前梁千斤頂 ； 3－頂梁 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 19 鉸接前梁圖 3－ 3(a)與頂梁 3－ 3(b)如下圖： (a)鉸接前梁 (b) 鉸接頂梁 圖 3－ 3 鉸接前梁與頂梁結(jié)構(gòu) 3．楔形結(jié)構(gòu)梁 楔形結(jié)構(gòu)梁如圖 3－ 4 所示。前梁千斤頂必須有足夠的支撐力和連接強度，前梁上不宜設(shè)置側(cè)護(hù)板。在前梁千斤頂?shù)耐评?，前梁可以上下擺動，對不平頂板的適應(yīng)性強。為改善接頂效果和補償焊接變形，整體頂梁前端 (800－ 1000mm)。簡單的整體剛性頂梁的結(jié)構(gòu)外形如下圖所示。鉸接頂梁的前段稱為前梁，后段為主梁，一般簡稱頂梁。 二、結(jié)構(gòu)形式 頂梁的結(jié)構(gòu)形式見表 3－ 1。 2．承受頂梁的壓力。液壓元件主要有：立柱、各種千斤頂、液壓控制元件（操縱閥、單向閥、安全閥等）、液壓輔助元件（膠管、彎頭、三通等）等。 支護(hù)面積 支架的支護(hù)面積按下式計算 ： ))(( KBCLF c ??? m2 式中 ： cF － 支架 支護(hù)面積（ m2） ； L －支架頂梁的長度（ m） ； C －梁端距 （ m） ，一般取 ～ m； B – 支架寬度 （ m） ； K －架間距 （ m） ； ?cF （ +）（ +） =（ m2） q=441 kN/ m2 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 17 第 3 章 液壓支架部件結(jié)構(gòu) 支架的主要結(jié)構(gòu) ： ZY4800/22/42 掩護(hù)式液壓支架主要由金屬結(jié)構(gòu)件、液壓元件二大部分組成。 配套尺寸 =800+200+240+730+360=2330 mm。除此而外，所有配套設(shè)備包括采煤機(jī)和內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 16 輸送機(jī)，均要在頂梁掩護(hù)之下工作，以此來計算頂梁長度 。另外在輸送機(jī)鏟煤板前也 留有一定距離。 二、 頂梁長度計算的有關(guān)因素 設(shè)備配套尺寸與支架頂架長度有直接關(guān)系。 當(dāng)采用即時支護(hù)方式時．一般大采高支 架梁端距應(yīng)取 350～ 480mm，中厚煤層支架梁端距應(yīng)取 280－ 340mm．薄煤層支架梁端距應(yīng)取 200－ 300mm。這是因為采用先移架后推淄的 工作方式時，支架要超前輸送機(jī)一個步距，以便采煤機(jī)過后，支架能 及時 前移，支護(hù)新暴露的頂板，做到 及時 支護(hù)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 15 頂梁長度的確定 一、 支架工作方式對支架頂梁長度的影響 支架 工作方式對支架頂梁 長度影響最大， 見圖 所示。 16) 分別作 / / //bb bb和 垂直平分線，其交點 c即為前連桿下鉸點 ,bc為前連桿的長度。則 / //b b b、 、 三點為液壓 支架在三個位置時，前連桿的上鉸點。 13) 以 ///e 點為圓心，掩護(hù)梁長 /ae 為半徑作弧，交最前面圓弧上一點 //a ,此點為支架降到最低位置時，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點。 11) 以 O點為圓心， Oa為半徑作圓弧。 9） 在 垂線上作液壓支架在最低位置時，頂梁與掩護(hù)梁的鉸點 ///e 。 7） 以 a點為圓心，以（ ～ ） G長度為半徑作弧，在掩護(hù)梁上交與一點 b，為前連桿上鉸點的位置。 5） 過 a點作于 HH線有交角 ? 的斜線，以 a點為圓心，以 G半徑作弧交此斜線與一點 /e ，此 點為掩護(hù)梁與頂梁的鉸 點。 3） 過 O點作于 HH線的夾角為 Q1的斜線。用幾何作圖法確定四連桿機(jī)構(gòu)的各部分尺寸，具體操作法如下： ＇＇＇＇＇＇＇＇＇＇a ＇＇α 圖 2－ 4 液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)的幾何作圖法 作圖步驟如下： 1） 確定后連桿下鉸點 O點的位置，使它大體比底座底面略高 200～ 250mm。 掩護(hù)式液壓支架： AG=～ 支撐掩護(hù)式液壓支架： AG =～ 支架最高位置時的計算高度為： 1 1 1si n si nH G P A Q?? （ 2 9） 根據(jù) AG 的比值和式（ 2 9）可以求得掩護(hù)梁的長度 G 和后連桿長度 A，經(jīng)過取整后，再重新計算出 1 2 1 2P P Q Q、 、 、 的角度，這幾個參數(shù)就確定了。 按四連 桿機(jī)構(gòu)幾何特征要求，選定 1 2 1 2P P Q Q、 、 、 代入式（ 2 8），可求得 AG的比值。 ＇ 圖 2－ 3掩護(hù)梁和后連桿長度的確定 設(shè) G?掩 護(hù) 梁 長 度； A ?后 連 桿 長 度 ； 2Le? ＇ 點 引 垂 線 到 后 連 桿 下 鉸 點 的 距 離； 1H ? 支 架 最 高 位 置 時 的 計 算 高 度； 2H ? 支 架 最 低 位 置 時 的 計 算 高 度。 (2)掩護(hù)梁和后連桿長度的確定。本設(shè)計鑒于各種方法的優(yōu)缺點，采用了幾何作圖法求解的方式來求解。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 12 （ 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 = ~。對堅硬難冒頂板的支 架，掩護(hù)梁背角應(yīng)盡可能大； 7．掩護(hù)梁長度與掩護(hù)梁上前、后連桿鉸接點間距應(yīng)保持一定的比例 (4： 1～ 16：1)，這不 僅對支架受力，而且對調(diào)高范圍也有影響，一般憑經(jīng)驗選取 三、 幾何特征 θO 1O 2＇ 圖 2.－ 2 四連桿機(jī)構(gòu)特征圖 （ 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 ?25 。厚煤層支架取大值，薄煤層支架取小值。一般在支架工作工作高度范圍內(nèi)，四連桿機(jī)構(gòu)瞬心距立柱的垂直距離越大越有利； 3．雙紐線軌跡變化對支架垂直支撐力有重要影響； 4．雙紐線軌跡影響連桿、掩護(hù)梁等連接部位的受力情況。 二、 要求 圖 2－ 1 四連桿機(jī)構(gòu) 1．對支架在跳高范圍內(nèi)梁端距的大小有重要影響。 四連桿機(jī)構(gòu)在具有以上諸作用的同時，也有一些缺點。 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)，具有一定強度。 四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計 一、作用 1．梁端護(hù)頂 ： 鑒于四連桿機(jī)構(gòu)可使托梁鉸接點呈雙紐線運動，故可選定雙紐內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 10 線的近似直線部分作為托梁鉸接點適應(yīng)采高的變化范圍。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；保證支架的穩(wěn)定性。當(dāng)支架中心距為 時，如果頂梁帶有活動側(cè)護(hù)板，則最小寬度一般取 mm1180~1150 ，最大寬度一般取 mm1350~1320 。當(dāng)支架中心距為 時，最小寬度一般取 mm1430~1400 ,最大寬度一般取mm1600~1570 。 三、 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 ?? （ 2 5） 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 ； n —每架所包含的組架或框架數(shù) 支架間距 cb 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)長度及幫槽上千斤頂聯(lián)結(jié)塊的位置來確定，我國刮板輸送機(jī)溜槽每節(jié)長度為 ，千斤頂聯(lián)結(jié)塊位置在溜槽中長的中間，所以除節(jié)式和邁步式支架外，支架間距一般為 . 支架寬度是指頂梁的最小和最大寬度。一般根據(jù)單位缸長行程 1K 來確定，當(dāng) 1 ? ，可采用單伸縮立柱。 經(jīng)計算，該支架的伸縮比為： m=247。盡量采用單伸縮油缸或帶機(jī)械加長桿來增加調(diào)高范圍。 一、 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，按下式確定支架高度，即 ： 1mmH h S?? 2n n aH h S a ?? ? ? ? 式中 ： mH 支架最大高度 ； nH 支架最小高度 ； mh 煤層最大厚度 ； nh 煤層最小厚度 ；1S 考慮偽頂、煤皮冒落后仍有可靠初撐力所需要的支 撐高度，一般為 200～300mm； 2S 頂板最大下沉量，一般取 100～ 200mm； a 移架時支架的最小可縮量，一般取 50mm； a? 浮矸、浮煤厚度，一般取 50mm. 二、 支架 的伸縮比 支架的伸縮比指最大與最小支架高度之比值即： mnHm H? 支架的最大高度與最小高度之差為支架 的調(diào)高范圍。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 8 第 2 章 液壓支架的 整體 結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓支架的主要結(jié)構(gòu)的確定 已知參數(shù)： 煤層厚度 H=－ 2m，煤層傾角 13176。 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 機(jī)械加長桿 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