【正文】 的支架。 長推移桿長推移桿常用形式有框架式、整體箱式、和鉸結(jié)式。推移干的常用形式有正拉式短推移桿和倒拉式長推移桿兩種。后連桿有直線性和圓弧型。為前連桿是單桿，后連桿是整體式的結(jié)構(gòu)形式。 四連桿機(jī)構(gòu)四連桿機(jī)構(gòu)有兩種結(jié)構(gòu)型式。這里選擇直線型掩護(hù)梁，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，其工藝性較好。本次設(shè)計(jì)底座采用整體剛性底座 掩護(hù)梁掩護(hù)梁的結(jié)構(gòu)為鋼板焊接的箱式結(jié)構(gòu)，在掩護(hù)梁上端與頂梁鉸接，下部焊有與前、后連桿鉸接的耳座。這種底座對底板不平的適應(yīng)性好，減少了底座的扭轉(zhuǎn)和偏載載荷，但支架的整體剛性有所降低。由于底分式剛性底座中檔底板分體，推移裝置處的浮煤、碎矸可隨支架移架從后端排到采空區(qū)，不需要人工清理，適應(yīng)高產(chǎn)高效的要求，但減少了底座接底面積，增大了對底座的比壓。整體剛性底座的整體剛度和強(qiáng)度好，底座底面積大，有利于減小對底板的比壓。 整體剛性底座底座為整體式剛性底座，中檔前部一般有一高度50~100mm小箱型結(jié)構(gòu)，中檔后部上方為箱型機(jī)構(gòu)，推移千斤頂一般安裝在箱形體之下。在設(shè)計(jì)支架的底座長度時(shí)，應(yīng)考慮如下方面：支架對底板的接觸比壓要小；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；便于人員操作相行走，保證支架的穩(wěn)定性等。本次設(shè)計(jì)頂梁選擇整體式頂梁。由于擺動范圍較鉸結(jié)頂梁小，因而該梁具有鉸結(jié)梁的靈活性。為順利移架，前梁一般要留100~150mm間隙，從而增加了破碎頂板漏矸的可能性。運(yùn)輸時(shí)可以將前梁放下與頂梁垂直，以減小運(yùn)輸尺寸。 鉸結(jié)式頂梁鉸結(jié)式頂梁。 整體式頂梁 其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好；頂梁對頂板載荷的平衡能力較強(qiáng)；前端支撐力較大；可設(shè)置全場側(cè)護(hù)板，有利于提高頂板覆蓋率，改善支護(hù)效果，減少架間漏矸。推移桿結(jié)構(gòu)有長推桿或是由兩部分短推移桿組成。保證支架整體穩(wěn)定性的關(guān)鍵是在底座上鉸接四連桿機(jī)構(gòu)，在底座中間設(shè)置有推移裝置。(4).底座 底座是將支架承受的頂板壓力和側(cè)向力傳至底板。頂梁為變斷面薄型、前翹整體頂梁、結(jié)構(gòu)簡單，對頂部頂板的支撐效果好，并具有較高的可靠性。 (2). 頂梁 頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件，并起切頂作用。特別是對于較薄煤層高效集約化生產(chǎn)工作面，液壓支架的高可靠性，降——移——升——推循環(huán)速度、過渡支架等方面設(shè)計(jì)選型，具有更重要的意義。較薄煤層液壓支架的主要結(jié)構(gòu)有頂梁、掩護(hù)梁、前連桿、后連桿、底座推移裝置、立柱及各種千斤頂、液壓控制系統(tǒng)等組成。第4章 較薄煤層液壓支架主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)此類較薄煤層液壓支架的設(shè)計(jì)要充分依據(jù)煤層的賦存條件，頂、底板狀況，礦壓大小，工作面傾角，及煤層厚度、層理裂隙發(fā)育情況、硬度和開采方法等，支架總體技術(shù)參數(shù)的確定應(yīng)滿足：(1)工作阻力、支護(hù)強(qiáng)度的要求；(2)穩(wěn)定性要好，抗扭能力強(qiáng)；(3)頂梁、掩護(hù)梁密封性能好；(4)拉架力大，走得動；(5)能放煤，出煤易控制，(6)液壓系統(tǒng)簡單合理；(7)噴霧降塵裝置可靠實(shí)用。若，則要重新設(shè)計(jì)，可加大活塞桿直徑，加大缸體內(nèi)徑，知道滿足穩(wěn)定條件?！懈兹斐觯懈着c外缸連接處至缸底銷孔之距，根據(jù)及查極限力計(jì)算圖，可得值，將該值代入式()可得值。穩(wěn)定條件的適用范圍： ——活柱全伸出，活柱端部銷孔至活柱與中缸連接處之距。代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得：但是，為增加剛度，此處取。 上述各式中，——活柱直徑，16；——中缸直徑，23；——外缸直徑，30； ——中缸外徑，18； ——外缸內(nèi)徑，25。 ——立柱的最大工作阻力，； ——活柱斷面慣性矩，； ——中缸斷面性矩。 雙伸縮立柱穩(wěn)定性驗(yàn)算在雙伸縮油缸的穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，假定活柱與中缸全部伸出，立柱在承受最大同心載荷的情況下進(jìn)行驗(yàn)算，其方法是把活柱與中缸的當(dāng)量慣性矩和相當(dāng)于單伸縮中活柱的慣性矩來計(jì)算，再用單伸縮求油缸穩(wěn)定性的方法進(jìn)行驗(yàn)算。缸體與缸底焊縫強(qiáng)度按下式計(jì)算： ， 式()式中：——環(huán)形焊縫內(nèi)徑，； ——環(huán)形焊縫外徑(缸筒外徑)，； ——焊接效率，取； ——立柱工作阻力。 代入相關(guān)數(shù)據(jù)得： 安全系數(shù)為： 式()式中：——缸體材料為無縫鋼管，； ——許用安全系數(shù)，一般取。 ——缸體材料許用應(yīng)力，缸體選用，； 代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得： 圓整，取。本支架選取安全閥壓力=.立柱工作阻力的計(jì)算： 式()式中：——單根立柱工作阻力，； ——安全閥額定工作壓力。即： 式()式中：按下式計(jì)算： 式()式中：——支架在最高位置時(shí)的傾角。 ——泵站額定工作壓力[]減去從泵站到液壓支架沿程壓力損失后的值。 n——立柱的根數(shù)；——安全閥調(diào)定壓力，選型安全閥，； ——立柱最大傾角，代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得： 泵站壓力的確定本設(shè)計(jì)選用GRB315/，壓力。由于本設(shè)計(jì)的采高的變化范圍較小，因此采用單伸縮雙作用立柱結(jié)構(gòu)。但機(jī)械加長桿在安裝后就成為固定活塞桿，需要調(diào)節(jié)時(shí)裝拆比較困難。此時(shí)，單伸縮立柱就難以滿足要求。它除了要具有較高的承載能力外，還應(yīng)有較大的伸縮行程，以滿足支架工作高度的要求。e —支架由高到低頂梁前端點(diǎn)最大變化距離；、—支架在最高位置時(shí)，分別為后連桿和掩護(hù)梁與水平面的夾角。本次設(shè)計(jì)采用及時(shí)支護(hù)方式。先移架后推溜方式(及時(shí)支護(hù))要求頂梁有較大長度；先推溜后移架方式(滯后支護(hù))要求頂梁長度較小。所以，當(dāng)已知掩護(hù)梁和后連桿的長度后，從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，在設(shè)計(jì)時(shí)只要把掩護(hù)梁和后連桿簡化成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，運(yùn)用作圖法就可以了， 掩護(hù)梁和后連桿構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 掩護(hù)梁和后連桿計(jì)算圖 根據(jù)支架工作方式和設(shè)備配套尺寸來確定頂梁長度。水平力的合力也相應(yīng)減小，所以減輕了掩護(hù)梁的外負(fù)荷。其原因?yàn)楫?dāng)頂板來壓時(shí)，立柱讓壓下縮，使頂梁有向前移的趨勢，可防止巖石向后移動，又可以使作用在頂梁上的摩擦力指向采空區(qū)。設(shè)計(jì)時(shí)，要使角滿足的范圍，其原因是角直接影響支架承受附加力的數(shù)值大小。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。一般取≥25176。為宜。；支架在最低位置時(shí)，為有利于矸石下滑，防止矸石停留在掩護(hù)梁上，根據(jù)物理學(xué)摩擦理論可知，要求，如果鋼和矸石的摩擦系數(shù)=，則=176?！?5176。(2). 支架在最高位置時(shí)和最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的夾角和后連桿與底平面的夾角，應(yīng)滿足如下要求：支架在最高位置時(shí)，≤52176。首先，支架在工作過程當(dāng)中，四連桿機(jī)構(gòu)必須承受很大的內(nèi)力，從而導(dǎo)致支架結(jié)構(gòu)尺寸的加大和重量的增加；其次，由于四連桿機(jī)構(gòu)對頂板產(chǎn)生一個(gè)水平力(又稱水平支撐力)，因此對支架的工作性能將產(chǎn)生不良影響。(4). 提高支架穩(wěn)定性 鑒于四連桿機(jī)構(gòu)將液壓支架連成一個(gè)重量較大的整體，在支架承載階段，其穩(wěn)定程度較高。由于它處在隔離采空區(qū)的位置，故可以起到良好的擋矸作用。這樣可使托梁鉸接點(diǎn)運(yùn)動時(shí)與煤壁接近于保持等距，當(dāng)梁端距處于允許值范圍之內(nèi)時(shí)，借此可以保證梁端頂板維護(hù)良好。本次設(shè)計(jì)取支架頂梁的最小寬度為1320，最大寬度為1440。支架頂梁一般裝有活動側(cè)護(hù)板，側(cè)護(hù)板行程一般為170～200。支架寬度是指頂梁的最小和最大寬度。，輕型支架為適應(yīng)中小煤礦工作面快速搬運(yùn)的要求。按下式計(jì)算： 式()式中： ——支架間距(支架中心距)；——每架支架頂梁總長度；——相鄰支架(或框架)頂梁之間的間隙；n——每架所包含的組架的組數(shù)或框架數(shù)，整體自移式支架n =1；整體邁步式支架n =2；節(jié)式邁步支架，n =支架節(jié)數(shù)。本設(shè)計(jì)最大采高＝2200，取支架最大高度 ＝2200＋100=2300最小采高為＝2000，支架的最小高度 ＝1200200=1000支架的伸縮比系指其最大高度與最小高度之比值。根據(jù)所給設(shè)計(jì)條件，～，所以按厚煤層高度的確定原則來確定該放頂煤液壓支架的高度。(8). 配套尺寸：根據(jù)配套尺寸及支護(hù)方式來計(jì)算頂梁長度。(6). 煤層傾角：根據(jù)煤層傾角，決定是否選用防倒防滑裝置。(4). 底板巖性及小時(shí)涌水量：根據(jù)底板巖性和單位時(shí)間涌水量驗(yàn)算底板比壓。(2). 最大和最小采高：根據(jù)最大和最小采高，確定支架的最大和最小高度，以及支架的支護(hù)強(qiáng)度。(5). 最后對于投資者來說，應(yīng)該保證初期投資低、維修費(fèi)用低。(4). 能夠保證正常的生產(chǎn)循環(huán)。(3). 應(yīng)該適應(yīng)煤層地質(zhì)條件變化。(2). 保證安全的工作空間。 采煤工作面對液壓支架的設(shè)計(jì)要求 為了滿足長臂工作面的生產(chǎn)要求對液壓支架提出了以下要求：(1). 能有效的控制頂板。隨著頂板的繼續(xù)下沉，安全閥重復(fù)這一過程。當(dāng)升高到安全閥5的調(diào)定壓力時(shí)，安全閥打開溢流，立柱下縮，液體壓力隨之降低。初撐增阻結(jié)束后，隨著頂板的下沉，立柱下腔的液體壓力逐漸升高，支架對頂板的支撐力也隨之增大，呈現(xiàn)增阻狀態(tài)，這一過程為支架的承載增阻階段。支架的支撐力與時(shí)間