【正文】 （42）設(shè)：—活柱斷面慣性矩；—中缸斷面慣性矩；—外缸斷面慣性矩；—活柱直徑，130mm；—中缸外徑，190mm；—外缸直徑，220mm；—中缸內(nèi)徑，160mm；—外缸內(nèi)徑，200mm。 　 = —3377　4主要零部件校核 油缸的穩(wěn)定性驗算本設(shè)計采用雙伸縮油缸，在雙伸縮油缸的穩(wěn)定性驗算時，假定中缸和活柱全部伸出，立柱在承受最大同心載荷情況下進行驗算，其方法是把活柱和中缸的當(dāng)量慣性矩相當(dāng)于單伸縮中活柱的慣性矩來計算，再用單伸縮求油缸穩(wěn)定性的方法。 5467 (+cos63)] = －1228　結(jié)果中的“”號，表示前連桿的受力方向與圖中的方向相反，即前連桿受拉力作用。液壓支架在最高位置時，每根立柱的工作阻力為：==1314 取頂梁和掩護梁為隔離體，忽略頂梁與掩護梁的鉸點到頂梁之間的距離，并作出瞬時中心O，求得在第四象限中，如圖3—1所示。所以，掩護梁側(cè)護板下部要加寬。掩護梁側(cè)護板的側(cè)面寬度，主要考慮移架步距，一般比一個步距大100mm，即相當(dāng)700mm。即：考慮到當(dāng)一架升起，另一架降柱時，要保證相鄰兩架側(cè)護板不脫離接觸。這種側(cè)護板可以適應(yīng)工作面開采方向變化的要求，有利于防倒和調(diào)架。它克服了以上兩種側(cè)護板的缺點，但由于架間側(cè)護板造成三角帶容易填入碎矸，影響架間密封效果。這種類型側(cè)護板又有三種型式，圖212a，頂梁上無頂板，側(cè)護板易被冒落矸石壓住，影響側(cè)護板的伸縮；圖212b、c，在頂梁上加設(shè)頂板，克服了以上的缺點，但支架承受偏載時，側(cè)護板裝置受力很大。通常采用兩種類型。這種側(cè)護板可以適應(yīng)工作面開采方向變化的要求，有利于防倒和調(diào)架。但當(dāng)改換工作面開采方向時，活動側(cè)護板便位于傾斜方向的上方，對調(diào)架、防倒等帶來不便，所以很少采用。一般沿傾斜方向的上方為固定側(cè)護板，下方為活動側(cè)護板。由于固定側(cè)護板與梁體焊接在一起，可節(jié)省原梁體的側(cè)板，既節(jié)省材料又可加固梁體。取　行程為750。圖216 浮動活塞式推移千斤頂動作原理 Floating on the piston moves principle本此設(shè)計選用框架連接方式推移千斤頂移架力與支架結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、煤層厚度、頂板性質(zhì)等有關(guān)。為了推移千斤頂上、下、左、右滑動，在支架底座上焊有導(dǎo)向槽，缸體上焊有導(dǎo)向板。移架時，如圖35中d所示，活塞桿腔進液，活塞腔回液，缸體前移而移架，由于活塞桿腔環(huán)形面積大于活塞桿面積，所以移架力大于推溜力。c 浮動活塞式推移千斤頂浮動活塞式推移千斤頂?shù)姆绞?，也可以使移架力大于推溜力?推移千斤頂 2活塞桿與支架連接處 3輸送機圖215 框架推移千斤頂 Framework goes jack動作原理：當(dāng)缸體后腔進液，前腔回液，活塞桿伸出而移架；當(dāng)缸體前腔進液，后腔回液，缸體前移通過框架而移架，由于缸體后腔面積達，所以，框架連接可以使移架力大于推溜力。由于支撐掩護式支架重量較大，為了提高移架力，就要增加缸徑或提高供液壓力。最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足： 式中 L—立柱的最大工作行程 D—缸筒內(nèi)徑 一級缸最小導(dǎo)向長度 二級缸最小導(dǎo)向長度 圖214導(dǎo)向長度 Length guide一級缸導(dǎo)向套滑動面長度 取二級缸導(dǎo)向套滑動面長度 取一級缸活塞寬度 取二級缸活塞寬度 取 推移千斤頂?shù)脑O(shè)計a 直接連接方式的千斤頂直接連接方式的推移千斤頂，結(jié)構(gòu)簡單，但移架力小于推溜力，一般由于支撐式支架，掩護式支架基本不采用。最大工作行程 —立柱最大極限位置 —立柱最小極限位置 圓整取=2000mm由于本次設(shè)計取雙伸縮立柱，則需分配行程：一級缸行程L=1100mm二級缸行程L =900mm最小導(dǎo)向長度立柱的最小導(dǎo)向長度，是指當(dāng)活塞桿全部外伸時，從活塞支撐面中點到導(dǎo)向套滑動面中點的距離如圖46所示。 　 　　　 =42　立柱的工作阻力： (214) = =1318 KN立柱的初撐力：　 式中：一級缸內(nèi)徑，D=200??；—泵站壓力，Pb= 。 確定立柱和千斤頂立柱采用雙伸縮液壓缸立柱的缸體內(nèi)徑： 　 (212)式中：F—支架承受的理論支護阻力，F(xiàn)＝5230　；n—每架支架立柱數(shù)，n=4；Pa—安全閥調(diào)整壓力，Pa=40 ；α—立柱最大傾角，（支架降到最低位置時α角最大），α=。但對乳化液泵站和液壓元件的耐壓要求提高。初撐力的大小對支架的支護性能和成本都有很大影響。固定鋼絲和鋼絲擋圈的連接方式，不能耐高壓。（3）缸口缸口用鋼絲擋圈固定，是在導(dǎo)向套外側(cè)裝有鋼絲擋圈，內(nèi)側(cè)裝有密封圈和防塵圈?；钪突钊麠U是立柱傳遞機械力的重要零件，它要能承受壓力和彎曲等載荷作用，必須耐磨和耐腐蝕，可用27SiMn或45號鋼制成。以上兩種密封圈的使用，簡化了活塞結(jié)構(gòu)，裝配方便，但密封圈本身加工較復(fù)雜。它適用于裝入各種液壓活塞頭和導(dǎo)向套上，為單向密封。它可用于各種活塞上的雙向密封?；钊棵芊馊γ芊猓芊馊τ蠴型、Y型、U型、V型、鼓型、蕾型等。導(dǎo)向環(huán)多用塑料制品，也有用銅合金制成?；钊梢蕴自诨钪希蛑苯雍附釉诨钪?。缸體內(nèi)表面是活塞的密封表面，所以要求很高的加工精度。如2—10圖示圖213 立柱結(jié)構(gòu) Mast structure(1)缸體缸體是立柱的承壓部件。立柱是支架的承壓構(gòu)件，它長期處于高壓受力狀態(tài)，它除應(yīng)具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，還必須有足夠的抗壓、抗彎強度，良好的密封性能，結(jié)構(gòu)要簡單，并能適應(yīng)支架的工作要求。在設(shè)計支架的底座長度時，應(yīng)考慮如下諸方面：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；便于人員操作和行走；保證支架的穩(wěn)定性等。在整體式底座后部中間去掉一塊鋼板，減少底座后部與底板的接觸面積，增加底座后部的比壓，同時有利于排矸。同時底座后部重量大于前部，避免移架時啃底。支撐掩護式支架底座結(jié)構(gòu)選用底分式剛性底座，如圖2—9。代入取整得x=1200mm（2）前后柱窩位置確定根據(jù)支撐力分布與頂板載荷相一致原則以及前后立柱間行人的要求， 分配如下：圖210柱窩位置確定 Column nest located 根據(jù)前面四連桿設(shè)計，掩護梁、頂梁等設(shè)計，最終確定各部件的總體布置如圖 211 所示：圖211支架部件的總體布置 Bracket ponent of the overall layout1）支護強度支護強度是液壓支架的一個重要參數(shù)，由于實際最大采高不一定正好和表2—5所列采高相同，所以要用插值法重新計算 [KN/] (210)—當(dāng)支架最大采高為時，支架應(yīng)有的支護強度（KN/）—在架型選擇表2—5中與低于但與之相鄰的采高相對應(yīng)的支護強度—在架型選擇表2—5中與高于但與之相鄰的采高相對應(yīng)的支護強度—所對應(yīng)的采高—所對應(yīng)的采高 =+（）（） =862KN/2）支架的理論支護阻力F1F1=Fc （2—11） 式中: F1—支架的理論支護阻力，KN Fc—支護面積 —支護強度 KN/支架在最高處的理論支護阻力為：F1=862=5230（KN）底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。pressure （29）式中：x－立柱上柱窩至頂梁和掩護梁鉸點之距；－支架支護阻力； q－支架最大支護強度； －支護面積；Lg－頂梁長度； －支護工作阻力之和；－頂梁和掩護梁鉸點至頂梁頂面之距；－立柱上柱窩中心至頂梁頂面之距；－立柱在最高位置時的傾角。對A取距，可算得x 圖29頂梁受力分析 After lock所以，支架支撐力分布也為三角形，以此計算立柱上柱窩位置。把支架的空間桿系結(jié)構(gòu)，簡化成平面桿系結(jié)構(gòu)。但頂板載荷復(fù)雜，分布規(guī)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。 m。立柱間距的選擇原則為：有利于操作、行人和部件合理布置。由于夾角較小，有效支撐能力較大。這里我們?nèi)∷闹健? 3）掩護梁上前后連桿鉸點位置 通過比較，可確定前后連桿鉸點位置（水平和垂直方向）具體尺寸可以通過圖2—8中掩護梁部分所知。 1）掩護梁的長度G 掩護梁就是兩鉸點的距離，由前面的四連桿機構(gòu)可得知，掩護梁長度為2400mm。掩護梁承受對支架的水平作用力及偏載扭矩。本次設(shè)計取寬度為：穩(wěn)定頂板覆蓋率δ值為60～70%，對破碎頂板，覆蓋率δ指應(yīng)達到85～95%。刮板輸送機選用SGD(W)730/320配套尺寸=630+680+730+350=2390mm底座長度=2600mm頂梁長度Lg =[2390+2600+1740xcos75]—[2400xcos60+300]=3940mm2）頂梁寬度：頂梁寬度根據(jù)支架間距和架型來定， m左右。除此而外，所有配套設(shè)備包括采煤機和輸送機，均要在頂梁掩護下工作，以此來計算頂梁長度。為了防止當(dāng)采煤機向支架內(nèi)傾斜時，采煤機滾筒不截割頂梁，同時考慮到采煤機截割時不一定把煤壁截割成一個垂直平面，所以在設(shè)計時，要求頂梁前端距煤壁最小距離為300mm，這個距離叫空頂距。因此，先移架后推溜時頂梁長度要比先推溜后移架的頂梁長度要長一個步距，一般為600mm。頂梁端面和形狀如圖：2—2—8所示圖27 頂梁斷面 Beam section圖28頂梁外形 Beam appearance1) 支架工作方式對支架頂梁長度的影響先移架后推溜方式（又稱及時支護方式）要求頂梁有較大長度；先推溜后移架方式（又稱滯后支護方式）要求頂梁長度較短。支撐式支架后端焊有掛簾板，作為掛擋矸簾之用。為加強結(jié)構(gòu)的剛度，在上下蓋板之間焊有加強筋板，構(gòu)成封閉式棋盤形。在鉸接護幫安裝有護幫千斤頂4，用來支撐靠近煤壁處的頂板，同時還可以使護幫上、下擺角，適應(yīng)頂板起伏變化和增加頂梁前端的支撐能力。圖25 液壓支架四連桿機構(gòu)的作圖結(jié)果 Hydraulic support 4linkage mechanism of mapping results 頂梁結(jié)構(gòu)的確定頂梁是與頂板直接接觸的構(gòu)件，除滿足一定的剛度和強度要求外，還要保證支護頂板的需要，如：有足夠的頂板覆蓋率；同時要求適應(yīng)頂板的不平衡性，避免因局部應(yīng)力而引起損壞。則AO、AB、BC、CD為液壓支架的四連桿機構(gòu)。1分別作B和的垂直平分線交于C點，即為前連桿的下鉸點，BC為前連桿的長度。即B、三個點為液壓支架在三個位置時的前連桿的上鉸點。并以點為圓心，與相交于點。1以點為圓心，以掩護梁長L為半徑作圓，與圓弧相交于點，此點為液壓支架在最高位置時，掩護梁與后連桿的鉸點。1以O(shè)點為圓心，以為半徑作圓弧。在垂線上作液壓支架在最低位置時，頂梁與掩護梁的鉸點為。過點作F－F線的垂線。過點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h，即為液壓支架最高位置的計算高度。過A點作一條直線與水平線H－H線相交其交角為。過O點作一條直線與水平線H－H線相交其交角為。支架在最高位置時的值為：因此掩護梁的長度為：　　取：G=2400　后連桿長度為：　　?。篈=1740　　一般， = ( )A, 　　圖24 液壓支架四連桿機構(gòu)的幾何圖 Hydraulic support 4linkage mechanism of geometrical Fig.具體作圖步驟如下：確定后連桿下鉸點O點的位置，使它大體比底座略高，一般為200～250，考慮太低安裝銷子困難，太高底座又笨重。從幾何關(guān)系可以列出如下兩式