【正文】 為20MPa和35MPa兩種，一般選35MPa計(jì)算時(shí)考慮損失按32MPa進(jìn)行計(jì)算 。將數(shù)據(jù)代入（52）式得：?。褐Ъ芰⒅谋诤瘢╩m）一般為,即中等壁厚，按下式計(jì)算： （53）式中： ——缸內(nèi)工作壓力， ——單個(gè)立柱的工作阻力，取 則： ——考慮管壁公差及腐蝕的附加厚度，一般取2mm； ——強(qiáng)度系數(shù)，無縫鋼管??； ——缸體材料許用應(yīng)力，MPa，缸體選用， 980MPa； ——立柱缸體內(nèi)徑，mm。 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(jì)算： （52）式中： ——立柱缸體內(nèi)勁，mm ——支架承受的理論支護(hù)阻力，kN ——每架支架立柱數(shù)； ——安全閥的正壓力，MPa ——立柱最大傾角。推溜力一般為100～150 kN。根據(jù)設(shè)計(jì)要求：初撐力 = =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(duì)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：MPa初撐力大小對(duì)支架的支護(hù)性能和成本都有很大的影響。 (51)式中 ——支架總工作阻力，N； ——支護(hù)效率；因此架的支護(hù)面積，m2。整個(gè)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。3．當(dāng)有大塊煤落下時(shí)，利用插板尖齒可將塊煤破碎。1．收回插板實(shí)現(xiàn)放頂煤；插板由插板千斤頂與掩護(hù)梁梁相連，與掩護(hù)梁鉸接，是實(shí)現(xiàn)放頂煤的直接部件，其主要作用有：表41 各千斤頂參數(shù)表 推移千斤頂型式反拉框架式缸徑/柱徑mm125/70推力/拉力kN386/265行程mm700 側(cè)推千斤頂型式雙側(cè)直角式活動(dòng)側(cè)護(hù)板缸徑/柱徑mm63/45推力/拉力kN98/48行程mm170 護(hù)幫千斤頂型式雙作用單伸縮缸徑/柱徑mm80/45推力/拉力kN158/108行程mm400尾梁擺動(dòng)千斤頂型式雙作用單伸縮缸徑/柱徑mm100/60推力/拉力kN245/158行程mm400 插板千斤頂型式雙作用單伸縮缸徑/柱徑mm80/45 推力/拉力kN158/108續(xù)表行程mm300拉后溜千斤頂型式雙作用單伸縮缸徑/柱徑mm125/70推力/拉力kN386/265行程mm800 前梁千斤頂型式雙作用單伸縮缸徑/柱徑mm125/70推力/拉力kN386/265行程mm140 放煤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 現(xiàn)有低位放頂煤液壓支架的放煤機(jī)構(gòu)主要是以插板的形式放煤，其中有兩種比較普遍，一種是以整個(gè)掩護(hù)梁為為插板形式，另一種是一種是在掩護(hù)梁上鉸接一個(gè)插板的形式。當(dāng)千斤頂縮回時(shí)，因千斤頂活塞桿腔無液控單向閥鎖緊，所以在前梁上加設(shè)一個(gè)彈簧的機(jī)械鎖。當(dāng)千斤頂伸出時(shí)，護(hù)幫板支撐在煤壁上。，液壓支架需要有護(hù)幫裝置，以防止片幫的發(fā)生。前梁有伸縮梁和挑梁兩種，本次采用跳梁設(shè)計(jì)。根據(jù)安裝位置的不同，側(cè)推千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)也會(huì)有所不同，詳細(xì)參數(shù)見表41。本次設(shè)計(jì)要求拉架力大于推溜力，且為支撐掩護(hù)式液壓支架，因此選擇框架連接方式。結(jié)合本次設(shè)計(jì)的需求，選擇直角式雙側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板。頂梁側(cè)護(hù)板裝置一般由側(cè)護(hù)板、彈簧套筒、側(cè)護(hù)板千斤頂、導(dǎo)向套和連接銷軸等組成。最終確定四連桿機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)尺寸為：AO = 1500 mm AB = 400 mmBC = 2300 mm CD = 342 mm 底座液壓支架的底座常用形勢(shì)有3種，即整體式剛性底座、低分式剛性底座和鉸接式分體底座。 (18) 過點(diǎn)C向H－H線作垂線，交于D點(diǎn)。 (16) 連接A1O、A2O，為液壓支架降到中間位置和最低位置時(shí)，后連桿的位置。以A2點(diǎn)為圓心，與E3A2相交于B2點(diǎn)。 (14) 以E3點(diǎn)為圓心，以掩護(hù)梁長(zhǎng)L為半徑作圓，與圓弧相交于A2點(diǎn)，此點(diǎn)為液壓支架在最高位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。 (12) 以O(shè)點(diǎn)為圓心，以為半徑作圓弧。 (10) 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)為E3。 (9) 過E1點(diǎn)作F－F線的垂線。 (7) 過E1點(diǎn)作一條直線與水平線H－H平行的F－F直線，則H－H線與F－F線的距離為h1，即為液壓支架最高位置的計(jì)算高度。 (5) 過A點(diǎn)作一條直線與水平線H－H線相交其交角為。 (3) 過O點(diǎn)作一條直線與水平線H－H線相交其交角為。根據(jù)支架結(jié)構(gòu)取450mm。首先用解析法確定掩護(hù)梁和后連桿的長(zhǎng)度，如圖41所示。后連桿下鉸點(diǎn)與底座底面之距根據(jù)支架最小高度確定，薄煤層支架取150～250mm，中厚煤層支架取250～450mm，大采高支架取450～600mm。設(shè)計(jì)步驟：掩護(hù)梁上絞點(diǎn)與頂梁頂面之距根據(jù)支架最大高度確定,一般支架取150～200mm，重型支架取210～260mm。1 支架從最高高度降到最低高度時(shí)，頂梁端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的最大寬度最好為30mm以下。 四連桿機(jī)構(gòu)的作用1 通過四連桿機(jī)構(gòu)，使支架頂梁端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈近似雙曲線，從而使支架頂梁前端的端頭離煤壁距離大大減小，提高了管理頂板的性能。低位放頂煤液壓支架的掩護(hù)梁還要連接支架的尾梁與插板，安裝尾梁千斤頂。掩護(hù)梁上端與頂梁鉸接，下部與前、后連桿或直接與底座鉸接。充分考慮了大采高支架復(fù)雜的三維空間受力，以及垮落頂板對(duì)梁體可能造成的沖擊破壞，安全系數(shù)大，強(qiáng)度高。掩護(hù)梁是掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架的掩護(hù)構(gòu)件，除防止采空區(qū)冒落矸石涌入工作面外，并承受冒落矸石的壓力和頂梁分解的水平力。立柱按動(dòng)作方式，可分為單作用和雙作用；按支架種類，可分為活塞式和活柱式；按伸縮方式，可分為單伸縮和雙伸縮。本次設(shè)計(jì)的液壓支架為了適應(yīng)復(fù)雜的頂板情況，所以采用鉸接式頂梁。前梁千斤頂必須有足夠的支撐力和連接強(qiáng)度，前梁上不宜設(shè)置側(cè)護(hù)板。本次設(shè)計(jì)選用較接式頂梁，鉸接式頂梁在前梁千斤頂?shù)耐评拢傲嚎梢陨舷聰[動(dòng)，對(duì)不平頂板的適應(yīng)性強(qiáng)。第4章 液壓支架的部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 頂梁頂梁是工作面頂板直接接觸的部件，除要滿足一定的剛度和強(qiáng)度要求外，還要保證支護(hù)頂板的需要，如：足夠的頂板覆蓋率；同時(shí)要適應(yīng)頂板的不平整性，避免因局部應(yīng)力而引起損壞。 立柱柱窩位置的確定對(duì)于支撐掩護(hù)式液壓支架的柱窩位置確定，根據(jù)支撐力分布與頂板載荷相一致的原則，通過受力分析計(jì)算，確定柱窩合力作用點(diǎn)位置。支撐式支架和支撐掩護(hù)式支架的立柱間距為1～。 立柱間距立柱間距指對(duì)支撐式和支撐掩護(hù)式支架而言前、后柱的間距。本次設(shè)計(jì)考慮設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的條件查支護(hù)手冊(cè)，選定支護(hù)方式為支撐掩護(hù)式，故立柱數(shù)目為4 支撐方式 本設(shè)計(jì)為支撐掩護(hù)式支架，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求呈傾斜或垂直布置，一般立柱與頂梁垂線夾角小于，由于夾角較小，有效支撐能力較大。對(duì)于穩(wěn)定頂板覆蓋率δ值要求為60～70%，對(duì)于中等穩(wěn)定頂板覆蓋率δ值要求為75～85%，對(duì)于破碎頂板，覆蓋率δ指應(yīng)達(dá)到85～95%。這里取頂梁寬度為：1380mm（不包括活動(dòng)側(cè)護(hù)板）。頂梁寬度根據(jù)支架間距和架型來定。本次設(shè)計(jì)選用的配套采煤機(jī)為MG150/380—WD 配套尺寸圖配套尺寸=（630+173+1130）mm=1933mm頂梁長(zhǎng)度=（1933+2400+160030052+150）=3492mm取3600mm。除此以外，所有配套設(shè)備包括采煤機(jī)和輸送機(jī)，均要在頂梁掩護(hù)下工作，以此來計(jì)算頂梁長(zhǎng)度。另外，在輸送機(jī)鏟煤板前也留有一定的距離。 頂梁長(zhǎng)度的確定支架頂梁的長(zhǎng)度與配套尺寸有直接關(guān)系。（）， ，支撐掩護(hù)式支架的底座長(zhǎng)度取4倍的移架步距。 底座長(zhǎng)度的確定底座起將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)定支架的作用。輕型支架為適應(yīng)中小煤礦工作面快速搬家的要求。由（32）得：支柱應(yīng)采用雙伸縮立柱，但考慮其制造成本及放頂煤液壓支架工作條件，選擇單伸縮機(jī)械加長(zhǎng)立柱。由公式（31）得 式中 ——單位缸長(zhǎng)行程； ——活塞全部伸出時(shí)立柱的總長(zhǎng)度，mm； ——活塞全部縮回時(shí)立柱的總長(zhǎng)度，mm； ——活塞行程，mm。但考慮盡量減輕重量采用單伸縮油缸或帶機(jī)械加長(zhǎng)桿來增加調(diào)高范圍。在采用雙伸縮立柱時(shí)，；支撐掩護(hù)式支架為 ；掩護(hù)式支架可達(dá) 3。調(diào)高范圍越大，支架適用范圍越廣，但過大的調(diào)高范圍給支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成困難，可靠性降低。 本次設(shè)計(jì)給定支架最大高度3000mm，最小高度1600mm。12 液壓元件要可靠。10 在滿足強(qiáng)度的條件下，盡可能減輕支架的重量。8 支架的穩(wěn)定性要好，底座最大比壓要小于規(guī)定值。6 為了操作和生產(chǎn)的需要，要有足夠的人行道。4 排矸性能要好。推溜力一般為100kN；移架力按煤層厚度而定，薄煤層一般為100～150kN，中厚煤層一般為150～250kN厚煤層一般為300～400kN。1 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，以便有效地控制頂板，保證合理的的下沉量。由于液壓支架的類型很多，因此其設(shè)計(jì)工作量也是很大的。為了有效的支護(hù)和控制頂板，必須設(shè)計(jì)出不同類型和不同結(jié)構(gòu)尺寸的液壓支架。而每個(gè)綜采工作面平均需要安裝150臺(tái)液壓支架，可見對(duì)液壓支架的需求量是很大的。第3章 液壓支架的整體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 液壓支架設(shè)計(jì)的基本要求和基本參數(shù)采用綜合機(jī)械化采煤方法是大幅度增加煤炭產(chǎn)量、提高經(jīng)濟(jì)效益的必由之路。這種架型穩(wěn)定性好，有利于放煤，放煤口大，操作方便。由尾梁及其千斤頂組成放煤機(jī)構(gòu)，操縱鉸接在掩護(hù)梁上的尾梁千斤頂，可使尾梁向上轉(zhuǎn)動(dòng)，以松動(dòng)頂煤或擋矸。從支架整體設(shè)計(jì)看，其橫向穩(wěn)定性差，極易將千斤頂及其支座損壞。掩護(hù)梁下部有可伸縮插板，放煤時(shí)收回插板，利用千斤頂?shù)纳炜s調(diào)整放煤口進(jìn)行放煤，放煤后伸出插板擋住矸石流入后輸送機(jī)內(nèi)。在插板千斤頂作用下，插板伸出或收回，用于啟閉局部窗口。放煤擺動(dòng)板內(nèi)部有軌道，用以安裝小插板，上端鉸接在掩護(hù)梁放煤口上沿，在中、下部由兩個(gè)一端固定在底座上的放煤千斤頂推拉，使放煤擺動(dòng)板上、下擺動(dòng)，與掩護(hù)梁形成一定的角度，用于破碎頂煤和打開整個(gè)窗口。因此這里選擇反向四連桿低位放頂煤液壓支架機(jī)構(gòu)。[14]圖21 中四連桿低位放頂煤液壓支架（反向） 中正四連桿低位放頂煤液壓支架 從實(shí)踐及全國(guó)許多綜放工作面生產(chǎn)實(shí)踐證明，四柱正向四連桿支撐掩護(hù)式放頂煤支架在與圍巖的相互作用中，普遍存在前后排立柱受力不均衡現(xiàn)象，一般表現(xiàn)為前排立柱受力大，后排立柱受力小，甚至出現(xiàn)后排立柱受拉的現(xiàn)象，在這種工況下，支架的支護(hù)能力不能有效發(fā)揮，有效支護(hù)強(qiáng)度大幅度減小，底座前端對(duì)底板比壓增大，支架的力學(xué)特性惡化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響工作面的正常生產(chǎn)和安全。 5反向四連桿機(jī)構(gòu)經(jīng)過總體參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，連桿力較小，是一般正向四連桿機(jī)構(gòu)連桿力的50%～70%，支架的結(jié)構(gòu)可靠性高。 3支架為四柱支撐掩護(hù)式支架，后排立柱支撐在頂梁與四連桿機(jī)構(gòu)鉸接點(diǎn)的后端，可適應(yīng)外載之中作用變化，切頂能力強(qiáng)。后部放頂煤空間大，為順利放煤創(chuàng)造了良好的作業(yè)環(huán)境，可充分發(fā)揮后部輸送機(jī)的運(yùn)輸能力，操作維修方便。 中反四連桿放頂煤液壓支架1采用雙前連桿和單后連桿結(jié)構(gòu)的寬形反向四連桿機(jī)構(gòu)，布置在前后立柱之間，提高了支架的抗偏載能力和整體的穩(wěn)定性。 通過查閱相關(guān)資料，本次設(shè)計(jì)在以支撐掩護(hù)式為設(shè)計(jì)條件下設(shè)計(jì)了三種不同形式的結(jié)構(gòu)方案。 支架結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)低位放頂煤液壓支架常見的支撐方式有兩柱掩護(hù)式和四柱支撐掩護(hù)式。第2章 支架的總體方案設(shè)計(jì) 根據(jù)已知采高5~12m、傾角8176。4 底板中等穩(wěn)定以下，可隨采隨冒。2 煤質(zhì)比較松軟，或節(jié)理發(fā)育，容易在礦壓作用下冒落的煤層。 放頂煤液壓支架的分類放頂煤液壓支架 放頂煤液壓支架使用條采用放頂煤綜采的4個(gè)重要條件是：地質(zhì)條件適應(yīng)性，液壓支架選型的正確性，采放工藝的合理性和工作面管理的嚴(yán)格性。4 支架調(diào)高范圍要求不嚴(yán)。2 有較寬敞，便于控制的放煤口以及松動(dòng)，破碎煤塊的輔助裝置。因此，低位放頂煤液壓支架一出現(xiàn)，即得到了用戶的認(rèn)可。無支架背煤煤炭損失，放煤在支架后方，放煤效果好，煤塵小，后輸送機(jī)外運(yùn)煤順利，一般不需要清理后放浮煤。為適應(yīng)不同地質(zhì)和煤層條件的需要，出現(xiàn)了高、中、低放頂煤液壓支架并存的局面。 法國(guó)是最早