【正文】 （）????4coscoscsAEBPC???????B點的y坐標值應(yīng)滿足下列方程 （）4sinsisinD????4由式（）得： （）????44sisiiAQBPC??????將式（）代入式（）得：河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書30 （）????44242coscosini1AQEBPDCC????? ???????將式（）整理得： ()??????222444 44 cossincos2cosii0ABDEAPBPD????? ???????? ?????令： 。tan?，為支架在最高位置時的幾何關(guān)系。CA:（2）前連桿的高度不宜過大，一般應(yīng)使 。優(yōu)選的方法是給定約束條件，對所計算出的各組值進行篩選，最終選出一組最優(yōu)的值來。（4）前連桿下絞點的高度D和四連桿機構(gòu)的底座長度E。因此，可以用圓的方程求得前連桿長度。2530??:25??根據(jù)幾何關(guān)系 為：2P （）212 cosarctnGEAQ????????（3） 點坐標b當支架的掩護梁與后連桿成垂直位置時，根據(jù)幾何關(guān)系， 點坐標為：3b （）33cosxFP??（ （）3iniyBAQ??式中P 由下式進行計算：3 （）122arctrtan2EGA?????（ （）33Q4） c點坐標，支架在三個位置時四連桿機構(gòu)幾何關(guān)系確定后， c點就是以 、 、 這三點為圓的圓心。根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，當 點沿理想垂線由最高向最低運動時，后,e連桿與掩護梁的夾角由大于90 到小于90 變化，在夾角變化過程中，??一定有一位置使后連桿與掩護梁呈垂直狀態(tài)，以這一特殊狀態(tài)為所求的中間某一位置，來確定直線上中間某一位置的點。但是，我們可以做到支架高度變化時，有三點在一條直線上，即：支架在最高和最低以及中間某一位置的三點。1II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)。Ie1tn?SLU河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書23e 四連桿機構(gòu)參數(shù)圖(1)后連桿與掩護梁長度的確定 ，當支架在最高位置時的 H 值確定后，掩護梁長度 G為：1 （）11sinsiHGPIQ???（后連桿長度為： （）AI?前后連桿上絞點之距為： （）BIG??1前連桿上絞點至掩護梁上絞點之距為： （）F?從式（）至式（），可求出多組后連桿和掩護梁的尺寸。ebF1JS39。 。 = 。aeG= 。 = 。 = 。 = 。，圖中的 為支架在最高位置時的1H計算高度。e最大寬度 mm以下。（3）前后連桿上絞點之距與掩護梁的比值為 。758?: P?125?（2）后 連桿與掩護梁的比值，掩護式支架為 I = 。四連桿機構(gòu)的幾何特征。同時，為有效的控制頂板，tan?要求支架在某一高度時的 角，恰好是頂梁前端點的雙紐線軌跡上的切線與頂梁垂線間的夾角。采用電算法。在計算之前，先確定幾個值。河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書21e1hθPQoe=30 四連桿機構(gòu)幾何特征圖 掩護梁和后連桿構(gòu)成曲柄滑塊機構(gòu) 四連桿機構(gòu)的設(shè)計四連桿機構(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。從以上分析可知，為使支架受力合理和工作可靠，在設(shè)計四連桿機構(gòu)的運動軌跡時，應(yīng)盡量使 值減小，取雙扭線向前凸的一段為支架工e作段。同時底板阻止底座向后移，使整個支架產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動的趨勢，從而增加了頂梁前端的支護力，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，有利移架。，所示的 段。，掩護梁與頂梁鉸點 和瞬時中心O之間的連線與水e?平線夾角為 ?！?0176。而 角主要考慮后連PQ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tanW?WP了安全可靠，最低工作位置應(yīng)使 ≥25176?！?5176?！?2176。河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書20，頂梁端點運動軌跡的最大寬度 應(yīng)小于或等于80mm，最好為30mm以下。前蘇聯(lián)開發(fā)出了四連桿優(yōu)化開發(fā)軟件（OPT），美國基于強大的MATLAB軟件開發(fā)優(yōu)化支架四連桿機構(gòu)；而我國通過引進吸收這些軟件優(yōu)點，開發(fā)出了簡單實用的邁實液壓支架分析系統(tǒng)軟件。同時液壓支架的縱向穩(wěn)定性完全是由四連桿機構(gòu)決定的，而不取決于立柱的多少。因此，合理設(shè)計四連桿參數(shù)．使支架工作段內(nèi)，E點軌跡處于AB段比較理想，但對于調(diào)高范圍大的支架，要達到達一要求是困難的。從頂板管理方面分析，頂梁向煤壁方向移動比頂梁向來空區(qū)方向移動有利。當E點軌跡處于BC段時，頂梁相對于頂板有向采空區(qū)河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書19移動的趨勢，此時頂板對頂梁的摩擦力指向煤壁。支架工作時，受到頂板載荷的作用，有下縮趨勢。合理設(shè)計 四連桿參數(shù)，即可控制 E點的運動軌跡，改善支架支護性能，減少連桿受力。下面通過對液壓支架的運動過程近一步分析四連桿機構(gòu)的特性和作用。四連桿機構(gòu)的作用提高支架的縱向和橫向穩(wěn)定性；承受和傳遞外載；保持支架的整體剛度。本次設(shè)計取支架頂梁的最小寬度為1430mm,最大寬度為1600mm,亦即頂梁側(cè)護板側(cè)推千斤頂?shù)男谐倘?70mm。支架頂梁一般裝有活動側(cè)護板，側(cè)護板行程一般為170～200mm。支架寬度是指頂梁的最小和最大寬度。支架間距要根據(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的中部溜槽相連，因此目前主要根據(jù)輸送機溜槽每節(jié)長度及幫槽上千斤頂連結(jié)塊的位置來確定，我國刮板輸送機溜槽每,千斤頂連結(jié)塊位置在溜槽中長的中間，但大采高支架為,輕型支架為適應(yīng)中小煤礦工作面快速搬家的要求。in本設(shè)計最大采高 ＝3260mm,取支架最大高度max＝3260＋240＝3500mmmaxH則支架的最小高度河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書17＝2022200＝1800mmminH調(diào)高范圍為1700mm支架的伸縮比系指其最大高度與最小高度之比值。 支架的高度和支架的伸縮比的設(shè)計一般應(yīng)首先確定支架適用煤層的平均采高，然后確定支架高度。根據(jù)井筒罐籠尺寸，考慮支架的運輸外形尺寸。根據(jù)工作面煤壁條件，決定是否用護幫裝置。根據(jù)瓦斯等級瓦斯涌出量大，按保安規(guī)程規(guī)定，驗算通風斷面。 液壓支架基本參數(shù)的設(shè)計根據(jù)老頂和直接頂?shù)姆诸?。，?yīng)該保證初期投資低、維修費用低。 采煤工作面對液壓支架的設(shè)計要求為了滿足長壁工作面的生產(chǎn)要求對液壓支架提出了以下要求：。 支架 選型、基本參數(shù)設(shè)計 支架選型設(shè)計 液壓支架架型的選擇和支護強度的原則液壓支架架型的選擇主要取決于頂板條件和地質(zhì)條件，以及本礦實際情況等因素。這樣在設(shè)計支架各個部件時，不僅要滿足強度要求，還要總體性能好。年產(chǎn)初步設(shè)定為220萬噸。；煤層硬度f=23，頂板直接頂為沙質(zhì)泥巖，老頂為細砂巖；底板直接底為灰色泥巖，老底為淺灰色細砂巖，上下巷為拱形河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書14斷面，斷面面積約27m ，切眼長度220m，工作面平均采深 530m。13176。 H－滑移頂梁 X－立柱“X”形布置 P－鋪網(wǎng)河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書13 支架型號舉例2 支架設(shè)計本次液壓支架設(shè)計的基本參數(shù)本次設(shè)計是根據(jù)河南省義煤集團某礦的實際情況進行的初步設(shè)計。 液壓支架型號表示方法 液壓支架產(chǎn)品型號說明 產(chǎn)品類型代號——Z 第一特征代號，表示產(chǎn)品的支護功能、主要用途。 護幫裝置：在支架前方頂住煤壁，防止煤壁片幫或在片幫時起到遮蔽作用的裝置。 側(cè)護裝置：布置在頂梁、掩護梁或連桿側(cè)面，起擋矸和防倒、調(diào)架等作用的裝置 梁端支護裝置：割煤后梁端距擴大，用于及時支護頂板的裝置，如伸縮梁、前梁等。 其它液壓元件截至閥： 平面截至閥、球形截至閥。超過調(diào)定壓力——開啟 低于恢復壓力——關(guān)閉 液控單向閥：閉鎖并控制釋放立柱或千斤頂工作腔液體，使其獲得額定工作阻力的液壓元件。河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書11 控制元件 控制元件有兩大類：壓力控制閥、方向控制閥、其它液壓元件。缸徑系列：1160、180、200、2250、280、3360、380、400、420. 千斤頂：前梁千斤頂、推移千斤頂、側(cè)推千斤頂、平衡千斤頂、護幫千斤頂、伸縮千斤頂、防倒防滑千斤頂、抬底千斤頂、底調(diào)千斤頂。 前、后連桿：掩護式和支撐掩護式的特征構(gòu)件，與掩護梁、底座鉸接形成四連桿機構(gòu)，即可承受頂板水平力，使立柱無需復位裝置，又可在支架升降時頂梁前端沿雙紐線移動，使梁端距變化較小，提高支架控制頂板的可靠性。 掩護梁：連接頂梁與底座（或連桿），承受支架水平力和垮落頂板巖石壓力，防止采空區(qū)冒落矸石進入支架的構(gòu)件。液壓支架承載結(jié)構(gòu)件圖河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書10 承載結(jié)構(gòu)件 頂梁：直接與頂板接觸，傳遞支撐力并起護頂作用。并且尾梁中間還有一個液壓控制的放煤插板，用以放煤和破碎大塊頂煤，以提高頂煤的回采率。同時支架尾梁河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書9還可以擺動，（擺動幅度在45176。河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書8液壓支架分類：按照支架和固巖相互作用以及維護回采空間的方式，液壓支架一般分為支撐式、掩護式、和支撐掩護式三類. 高位（單輸送機開天窗式） 放頂煤液壓支架 中位（雙輸送機開天窗式） 低位（雙輸送機插板式）經(jīng)過實踐研究證明低位放頂煤液壓支架綜合效果最好，下面重點介紹低位放頂煤液壓支架的特點及適應(yīng)性?；谏鲜鲈?，放頂煤開采也有急待解決的主要問題是：（1）煤塵大，比分層開采高出1－3倍，甚至更高；（2）回采率偏低，一般在80％左右，造成一定的煤炭損失；（3）自然發(fā)火的問題尚未得到很好的解決；（4）對高瓦斯礦井，瓦斯涌出量大，有局部積聚的危險。進刀方式示意圖河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書7說明：A 采煤機下行，在機尾斜切進入煤壁，推機尾溜子；B 采煤機上行割三角煤；C 采煤機下行割煤，推溜；D 采煤機上行，在機頭斜切進入煤壁，推機尾溜子；E 采煤機下行，割三角煤；F 采煤機上行割煤，推溜子。3)復合支護方式：割煤—支架伸縮梁伸出—推溜—伸縮梁縮回—移架，支護滯后時間短，增加反復支撐次數(shù)。 放頂煤工藝的分類及其特點 1)即時支護方式：割煤—移架—推溜，頂板暴露時間短。河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書3 以下三圖為放頂煤開采工作面的三機配套圖、低位放頂煤綜采示意圖，三圖包括了綜采工作面的基本情況、及其主要設(shè)備和這些設(shè)備基本位置關(guān)系。 放頂煤液壓支架及放頂煤開采工藝 放頂煤采煤法放頂煤采煤法就是在開采煤層的底部，或在特厚煤層中部位置，布置采煤工作面，先有采煤機先割掉支架前底部煤炭，并有前部刮板機運出，然后在利用三機配套協(xié)調(diào)關(guān)系自動移動綜采設(shè)備，將采煤工作面向前推移，與此同時工作面利用自身的礦山壓力或輔以爆破等方法，將支架頂后部煤炭破碎并促使其垮落，而后將這些垮落的頂煤由工作面支架后方的刮板機運出工作面。頂梁不僅實現(xiàn)了“立即前移支護”，而且整個支架安裝了電液控制系統(tǒng)實現(xiàn)微機控制與操作，并于1981年研制出采高為6m的大采高支架及放頂煤支架；80年代至今，為提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，液壓支架在液壓性能和自動化程度方面有了大幅度提高，如美國、澳大利亞的大部分長壁工作面都采用了電液控制技術(shù)，可對液壓支架的各種動作功能進行多種方式的程序控制和性能監(jiān)測，實現(xiàn)了無人自動化采煤工作面。它主要由安裝在矩形整體底座上的立柱和頂梁組成；1958年法國試驗成功了節(jié)式支架。于是，剛性木支柱被可壓縮性摩擦和液壓支柱所代替，并以支柱加鉸接頂梁的結(jié)構(gòu)形式支護回采工作面。河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書11 緒 論 液壓支架發(fā)展歷史從歷史來看，大約在四五十年前回采工作面還是采用木支柱。 在畢業(yè)設(shè)計過程中河南理工大學張海教授和我們的企業(yè)河南金馬重型機械有限責任公司的同仁給予了我很大的幫助，為我能夠圓滿的完成設(shè)計任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。本次設(shè)計是關(guān)于支撐掩護式低位放頂煤液壓支架設(shè)計，在本次設(shè)計中將大學四年所學習的材料力學，理論力學，機械加工工藝學，畫法幾何及機械制圖等知識進行了一次綜合的運用，使我對支架設(shè)計做了一次全面系統(tǒng)的了解。而在這些設(shè)備之中成本最高的就是液壓支架。 而與此同時我國為了保護了人民的生命財產(chǎn)安全、提高煤炭資源利用率進一步保護生態(tài)環(huán)境正在努力推動能源改革，對于煤炭重