【正文】 棋盤形。(2) 主頂梁頂梁用于支撐維護(hù)控頂區(qū)的頂板，承受頂板壓力，將頂板載荷通過立柱、掩護(hù)梁、前后連桿經(jīng)底座傳到底板。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。本支架采用四連桿回轉(zhuǎn)式護(hù)幫裝置，該裝置由長桿、短桿、護(hù)幫板和前梁組成四連桿機(jī)構(gòu)，能使護(hù)幫板回轉(zhuǎn)180176。從而改善了前梁與頂板的接觸狀況。第三章 液壓支架主要零部件的設(shè)計(jì)3．1 頂梁3．1．1掩護(hù)式支架頂梁結(jié)構(gòu)形式參照設(shè)計(jì)資料選ZY2000/14/26液壓支架頂梁為鉸接式頂梁，結(jié)構(gòu)如下圖3－1所示圖3－1頂梁結(jié)構(gòu)形式1－頂梁 ，4－掩護(hù)梁，5－立柱，8－平衡千斤頂3．1．2頂梁結(jié)構(gòu)和斷面形狀 (1) 前梁前梁為一鋼板焊接件，它可以向上擺動10176。② 掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板的側(cè)向?qū)挾?主要考慮移架步距,一般比一個(gè)步距大100mm,即側(cè)護(hù)板寬度大于700mm,當(dāng)一架固定另一架前移時(shí),原不動支架的掩護(hù)梁的側(cè)護(hù)板不至于離開,所以掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板下部要加寬。(5) 側(cè)護(hù)板尺寸的確定① 頂梁側(cè)護(hù)板側(cè)向?qū)挾?按支架升降高度和移架步距來定。為簡化計(jì)算，取如下兩種情況：假設(shè)平衡千斤頂?shù)幕钊麠U全部伸出時(shí)頂梁和掩護(hù)梁成；平衡千斤頂?shù)幕钊麠U全部縮回時(shí)，支架恰好在最高位置。（3）平衡千斤頂位置的確定1. 平衡千斤頂在頂梁上位置的確定取頂梁和掩護(hù)梁為分離體如圖212所示 212 頂梁和掩護(hù)梁分離體 取 取頂梁為分離體式中 平衡千斤頂?shù)耐屏?、拉力（推力取“＋”拉力取““? 支架在最高位置時(shí)的立柱傾角支架在最高位置時(shí)平衡千斤頂?shù)膬A角平衡千斤頂在拉力時(shí),取X=,平衡千斤頂在推力時(shí)，取X=,式中為頂梁的長度。此時(shí)認(rèn)為支架頂梁承受集中載荷F1在頂梁1／3處，取頂梁為分離體，受力情況如圖2－11示圖2－11對A點(diǎn)取矩：根據(jù)以計(jì)算結(jié)果和已知參數(shù)為： F1=2100kN,Pt=2400 kN,W=,Fc=,h1=,h2=,Lg=,α=代入以上公式計(jì)算得 x＝。同時(shí)為偏于安全，可以認(rèn)為頂梁前端載荷為零，載荷沿長度方向向后越來越大呈三角形分布，并按集中載荷計(jì)算。為簡化計(jì)算，假定頂梁與頂板均勻接觸，載荷沿頂梁良度方向按線性規(guī)變化，沿支架寬度方向均布。（c） 立柱柱窩位置的確定 液壓支架立柱上柱窩位置的確定原則，從理論上分析，要使頂梁支撐力分布與頂板載荷分布一致。確定立柱布置可以用類比法,其確定原則考慮支架的穩(wěn)定性及支架的合力作用位置綜合進(jìn)行考慮,我們知道,作用位置超前易產(chǎn)生啃底現(xiàn)象,所以一般盡量使合力位置向后移。（b）支撐方式 掩護(hù)式文架為傾斜布置，這樣可克服一部分水平力，并增加調(diào)高范圍。COS(P1)十300十e]十掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)至頂粱后端點(diǎn)之距(mm)式中： 配套尺寸——參考原煤炭部煤炭科學(xué)研究院編制的綜采設(shè)備配套圖冊確定； 底座長度一底座前端至后連桿下鉸點(diǎn)之距；取2100mm e－支架由高到低頂梁前端點(diǎn)最大變化距離；32mm P1支架最高位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁夾角,51度 Q1支架最高位置時(shí)，后連桿與底座平面夾角,79度根據(jù)前面計(jì)算結(jié)果工作面配套機(jī)器為MG170H采煤機(jī)（雞西廠）和SGD630/180刮板輸送機(jī)（西北廠），配套尺寸=249+630＋176＋600＝1655mm。③ 根據(jù)工作方式及設(shè)備配套尺寸計(jì)算頂梁長度 掩護(hù)式與支撐掩護(hù)式支架頂梁長度的計(jì)算 頂梁長度＝[配套尺寸十底座長度十A 支架整體機(jī)構(gòu)尺寸的確定① 按照以前的支架設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),確定支架底座長度l=2100mm。⑨ 支架穩(wěn)定性好,底座最大比壓小于規(guī)定值，要易于拆卸,結(jié)構(gòu)簡單。⑦ 調(diào)節(jié)范圍要大,照明,通訊方便。⑤ 要求有足夠的通風(fēng)端面。③ 防煤性能要好。根據(jù)以上兩個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)程序運(yùn)算結(jié)果，對其中個(gè)別參數(shù)修正列出指主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表2－3所示：表2－3輸入輸出標(biāo)識符號說明結(jié)果輸入 H1支架最高位置的計(jì)算高度 2400mmH2支架最低位置的計(jì)算高度1200mm輸出 Utgθ值（掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)至瞬心和底座平面夾角為θ） Q1支架最高位置時(shí)，后連桿與底座平面夾角79度 A后連桿長度 1035mm B前，后連桿上鉸點(diǎn)之距394mm C前連桿長度 1082mm D前連桿下鉸點(diǎn)高度 453mm E前，后連桿下鉸點(diǎn)在底座上的投影之距 540mm F前連桿上鉸點(diǎn)至掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)之距 1396mm G掩護(hù)梁長度 1790mm P1支架最高位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁夾角 51度 C1支架最高位置時(shí)，前連桿與底座平面夾角 64度 EX頂梁端點(diǎn)運(yùn)動軌跡最大寬度 32mm畫出結(jié)構(gòu)尺寸簡圖如下頁圖2－10：圖　2－10　支架主要尺寸 液壓支架的總體布置① 滿足采煤工藝及地質(zhì)條件的要求,要有足夠的初承力和工作阻力,以便有效的控制頂板,保證其合理的下沉量。 fprintf(fp,x=%f , y=%f\n,x,y)。amp。 y=a*sin(q4)+g*sin(p4)。 p4=atan(cy/z)。 z=(k*r+sqrt(cx))/(k*k+j*j)。 r=a*a+b*b+d*dc*c+e*e+2*a*e*cos(q4)2*a*d*sin(q4)。q4=q4+) { k=2*e*b+2*a*b*cos(q4)。 for(q4=。 e=。 c=。 a=。 h1=。 FILE *fp。（a） 程序流程圖：圖29 程序流程圖（2）（b） 具體C語言程序如下所示：include include main(){ float h1,h2,q4,x,y,p4,k,j,r?？梢杂?jì)算30組x、y值。)并計(jì)算出多組x，y 值。但是首次運(yùn)行沒出結(jié)果。但步長過短，計(jì)算量就會變大，帶來復(fù)雜的缺點(diǎn)。 fprintf(fp,o=%f,u=%f,d=%f,e=%f\n,o,u,d,e)。 fprintf(fp,c=%f,d=%f,e=%f,f=%f,c1=%f\n,c,d,e,f,c1)。 printf(o=%f,u=%f,d=%f,e=%f\n\n\n\n,o,u,d,e)。 printf(c=%f,d=%f,e=%f,f=%f,c1=%f\n,c,d,e,f,c1)。amp。amp。amp。amp。amp。 u=s/l。 l=x6。 x6=(k1*x1y1k2*x4+y4)/(k1k2)。 c1=atan(k1)。 y5=0。 x4=e1+a*cos(q1)。 e=e1xc。 o=c/a。 if((w4+w5)0) {c=0。 w4=(x1xc)*(x1xc)。 xc=(m*(y2y3)n*(y3y1))/t。 n=x2*x2x3*x3+y2*y2y3*y3。 y3=b*sin(p3)+a*sin(q3)。 q3=。} else w3=sqrt(g*g+a*ae1*e1)。 y2=b*sin(p2)+a*sin(q2)。 p2=atan(w2/w1)。 if((g*gw1*w1)0) {w2=0。 w1=e1+a*cos(q2)。 x1=f*cos(p1)。 f=gb。 a=i*g。i1=。i=。q1=。p1=。 q2=。 fp=fopen(,w+)。 float d,e,x4,y4,x5,y5,c1,k1,k2,x6,y6,l,s,u。 float x2,y2,p3,q3,x3,y3,m,n,t,xc,yc,c,o。include include main(){ float h1,p1,q1,i1,i,q2,s1。 如圖27所示，為支架在最高位置是的幾何關(guān)系。約束條件如下：（1） 前后連桿的比值范圍 根據(jù)現(xiàn)有支架調(diào)查統(tǒng)計(jì)，前后連桿的比值范圍（2） 前連桿的高度不宜過大，一般應(yīng)使 （3） E 的長度，一般應(yīng)使。即： 上式中、為c點(diǎn)的坐標(biāo)，可以按下列方程聯(lián)立求得； 令 聯(lián)立上式可得： 則由以上各式可得前連桿的長度為： （4）前連桿下鉸點(diǎn)的高度和前連桿下鉸點(diǎn)在底座上的投影距離 當(dāng)前連桿c點(diǎn)的坐標(biāo)確定后，D和 E的長度為： 四桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)選 按上述方法可以求出625組四桿機(jī)構(gòu)尺寸，并非所有值都可以用，故要優(yōu)選。所以，為前連桿的長度。根據(jù)幾何關(guān)系為: (c) 點(diǎn)坐標(biāo) 當(dāng)支架的掩護(hù)梁與后連桿成垂直位置時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系，點(diǎn)的坐標(biāo)為： 式中由下式進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)e’點(diǎn)沿理想垂線由最高向最低運(yùn)動時(shí)，后連汗與掩護(hù)梁的夾角由大于90度到小于90度變化，在夾角變化過程中， 一定有一位置使后連桿與掩護(hù)粱處于垂直狀態(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(diǎn)。但是，我們可以做到當(dāng)支架高度變化時(shí)，有三點(diǎn)在這條直線上．如圖3—25所示，即：支架在最高和最低以及中間某一位置的三點(diǎn)。 (2)后連桿下餃點(diǎn)至坐標(biāo)原點(diǎn)之距為E1,如上圖所示。為了簡化計(jì)算，對各變量規(guī)定相應(yīng)的步長如下： ； ， ； I的步長；掩護(hù)式支架為0．032；支撐掩護(hù)式支架為0．042。 =I。 =L。 =F。 =E。 =C。令=A 。（5）,在優(yōu)化設(shè)計(jì)中。(3)前,后連桿上鉸點(diǎn)之距與掩護(hù)梁的比值為I1=。(2) 后連桿與掩護(hù)梁的比值,掩護(hù)式支架為I=。85176。,。四桿機(jī)構(gòu)的幾何特征如下圖23所示 圖23 四桿機(jī)構(gòu)的幾何特征圖 （1）支架在最高位置時(shí)：p1=52176。而支架在某一同高度時(shí)的角，恰好是頂梁前端點(diǎn)的雙紐線軌跡上的切線與頂梁垂線間的夾角。 四桿機(jī)構(gòu)優(yōu)選設(shè)計(jì)法 ①目標(biāo)函數(shù)的確定根據(jù)附加力對液壓支架受力影響的分析，為減少附加力，必須使tg有較小值。使整個(gè)支架產(chǎn)生順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動的趨勢，從而增加了前梁斷部的支護(hù)力，防止頂梁前斷頂部冒落又可以使底座前端比壓減小，可防止啃底，有利移架，水平力的合力也相應(yīng)的減小，由于支架所承受的水平力由掩護(hù)梁來克服，所以減輕了掩護(hù)梁受力。其原因是當(dāng)頂板來壓時(shí)，立柱讓壓而下縮。 掩護(hù)梁與前后連桿鉸點(diǎn)間的距離可根據(jù)支架高度及連桿銷子直徑確定，一般取300～500mm，前后連桿間夾角越大，連桿力越小。(4) 掩護(hù)梁與后連桿長度比的確定在用作圖法確定四連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，桿長比主要根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定，一般應(yīng)保證A≥5，使后連桿在第一象限內(nèi)擺動。在支架最小支護(hù)高度時(shí)，為有利于矸石能沿梁體下滑，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，即滿足tan A≥W，其中W為巖石與鋼的靜摩擦因數(shù)，～。掩護(hù)梁水平投影過大，將增大掩護(hù)梁載荷，并承受頂板巖塊的沖擊載荷，而掩護(hù)梁載荷過大將減小頂板支護(hù)強(qiáng)度，造成移架困難。對于經(jīng)濟(jì)型液壓支架此處取Y0 =100mm.(3) 支架最大和最小高度時(shí)掩護(hù)梁與水平夾角A和A掩護(hù)梁是掩護(hù)采面工作空間密封隔離采空區(qū)的重要梁體，它不直接支撐頂板，而是作為重要的傳力構(gòu)件，把頂梁載荷傳遞到四連桿機(jī)構(gòu)，這對保持支架—圍巖力學(xué)狀態(tài)的穩(wěn)定有著顯著的作用。H一般根據(jù)支架工作阻力初步確定頂梁梁體的高度后，在根據(jù)結(jié)構(gòu)的合理性確定，一般支架距H＝150～200mm，重型支架可取H＝210~260mm。圖　2－2　　四連桿機(jī)構(gòu)幾何特征圖(2) 掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)到頂梁頂面之距離H和后連桿下鉸點(diǎn)至底座底面之距Y如圖2－2所示，當(dāng)支架高度確定后，要用作圖法確定四連桿機(jī)構(gòu)，首先要根據(jù)配套尺寸L(此處L＝3130mm)。 四連桿機(jī)構(gòu)定位尺寸和極限參數(shù)的確定　　　　　　　　　　　　　　 在設(shè)計(jì)四連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，要根據(jù)四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特性來確定。如圖示支架立柱為二力構(gòu)件，不具有承受較大橫向載荷的能力。液壓支架的縱向穩(wěn)定性完全是由四連桿機(jī)構(gòu)決定的，而不取決于立柱的多少。然而，由于四連桿銷孔間隙的作用，使E點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動軌跡與上述理論軌跡不完全相同。前者對于保持粱端頂板處于擠壓狀態(tài)有利，而后者容易導(dǎo)致頂板產(chǎn)生離層或斷裂，造成頂板斷裂線前移或梁端冒頂。當(dāng)頂板運(yùn)動趨勢超過支架運(yùn)動趨勢時(shí)，頂梁與頂板間的摩擦力方向?qū)⑷Q于頂板的運(yùn)動趨勢。當(dāng)E點(diǎn)軌跡處于AB段時(shí)，頂梁相對于頂板有向煤壁移動的趨勢，頂板對頂粱的摩擦力指向采空區(qū)側(cè)。選擇不同的四連桿參數(shù)．可以使E點(diǎn)軌跡處于上述3種曲線段。合理設(shè)計(jì)四連桿參數(shù)，即可控制E點(diǎn)的運(yùn)動軌跡，改善支架支護(hù)性能，減少連桿受力。支架升降時(shí)頂梁的運(yùn)動軌跡是由四連桿機(jī)構(gòu)決定的，即由頂梁與掩護(hù)梁交點(diǎn)E的軌跡所決定。因此，對液壓支架的研究常常離不開對四連桿機(jī)構(gòu)的研究和認(rèn)識。 四連桿機(jī)構(gòu)的作用和四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 四連桿機(jī)構(gòu)的作用具有四連桿機(jī)構(gòu)的液壓支架從問世以來，經(jīng)過長期的實(shí)踐考驗(yàn)，顯示出巨大優(yōu)越性，并從根本上克服了支撐式支架穩(wěn)定性和力學(xué)持性的缺陷，成為液壓支架技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑。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??；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；使于人員操作相行走，保