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zf5400-17-32低位放頂煤液壓支架設計說明書-文庫吧資料

2024-08-15 23:04本頁面
  

【正文】 計算。 液壓支架在工作面受力是由于頂板下沉,同時又有向采空區(qū)移動的趨勢,使頂梁受合力和底座受底板反力,其中頂板合力的垂直分力F由支架工作阻力來克服,所以在計算支架的工作載荷時按支架的工作阻力來確定。而頂板冒落是有一定的過程的,一般可分為三個階段:開始時頂板處于無壓狀態(tài),此時頂板較完整,而且沒有下沉,稱為無壓狀態(tài);但經(jīng)一定時間后,頂板就會下沉,通常稱為老頂來壓,此時頂板并不破裂,而且這種下沉是有一定周期性的,所以稱為老頂板來壓狀態(tài);如果不及時支護,頂板就會破裂而冒落,此時叫冒落狀態(tài)。下擺33176。尾梁長度的確定應滿足工作空間要求,插板千斤頂?shù)男谐虘獫M足擋矸要求,插板應盡可能加寬,以減小架間間隙。尾梁由尾梁體、插板、插板千斤頂、側護板及其千斤頂組成。向下轉動尾梁時收回插板進行放煤,可視情況反復多次進行放煤。 中四連桿結構的大插板放煤機構在該支架后部由掩護梁、前后連桿、底座、尾梁形成工作空間,用以放煤和布置后輸送機。這種結構能夠滿足放煤工藝、放煤口及工作空間的要求。這種支架的掩護梁由鉸接在頂梁上的平衡千斤頂或鉸接在底座上的千斤頂支撐。 放煤機構設計低位放頂煤液壓支架的放煤口是由掩護梁和插板或尾梁及其千斤頂和插板形成。短推移桿采用正拉式,千斤頂活塞桿伸出為推溜,活塞桿收回為移架,推溜力大于拉架力。它解決了整體箱式長推移桿不便更換的缺點,兼有短推桿和長推移桿的雙重特點。整體箱式推移桿在多種高效工作面使用,未發(fā)現(xiàn)損壞。 框架式長推移桿整體箱式長推移桿,一般是由鋼板組焊而成的整體箱式結構。當推移千斤頂缸徑超過φ140mm時,雙桿式結構強度難以保證,可靠性下降。由于巖塊的堵塞,使得推移千斤頂行走通道不流暢,不但影響了移架速度,而且會使長框架發(fā)生彎曲,造成推移步距減少,采面推進速度減慢,頂板穩(wěn)定性變壞。 短推移桿 長推移桿常用形式有框架式、整體箱式和鉸接式。推移桿的常用形式有正拉式短推移桿和倒拉式長推移桿兩種。當千斤頂縮回時,因千斤頂活塞桿腔無液控單向閥鎖緊,所以在前梁上加設一個彈簧的機械鎖。當千斤頂伸出時,護幫板支撐在煤壁上。前梁有伸縮前梁和挑梁式兩種,伸縮前梁可及時支護;挑梁可使前梁上下擺動,加大前梁端部的支撐力。 前梁千斤頂?shù)母左w用圓柱銷固定在主梁下的耳座上,活塞桿與前梁相連。側推千斤頂?shù)募夹g參數(shù)如下:行程:170mm;缸體內(nèi)徑:63mm;活動桿直徑:45mm。為使活塞桿與活動側護板相連,在改換工作面時,側推千斤頂要調(diào)轉180○。 (2)一側為固定側護板,另一側為活動側護板時,在固定側護板一側圓筒內(nèi)有固定筒,千斤頂便安裝在筒內(nèi),其它不變,也可免去另開窗口,保證頂梁和掩護梁的強度,但不利于檢修和安裝。側推千斤頂?shù)幕钊麠U固定在活動側護板上,缸體固定在固定側護板上。(3)浮動活塞式推移千斤頂?shù)奶攸c:移架力大于推溜力;通過推桿,千斤頂分別與輸送機、支架相連;多采用浮動活塞千斤頂,減小推溜力;用推桿作導向裝置,抗彎強度高、導向性能好;推桿與千斤頂位于同一軸線,受力較好,但裝置的總長度加大。(1)直接連接方式推移千斤頂?shù)奶攸c:結構簡單,但移架力小于推移力,一般用于支撐式支架。 綜上所述,結合這次設計的實際,選擇直角式單側可調(diào)的活動側護板。 折頁式活動側護板 頂梁側護板高度一般取250~500mm,薄煤層支架取下限,大采高支架取上限。但擋矸、密封性差,易形成矸石漏泄,且移架時導向性差。 直角式雙側可調(diào)的活動側護板 。,可根據(jù)工作面傾角方向,調(diào)整一側固定。固定側護板即是梁的邊筋板,可增加梁體強度,減輕支架重量。支架常用的活動側護板形式有3種,即直角式單側活動側護板、直角式雙側可調(diào)活動側護板和折頁式單側活動側護板。在支架移架時起導向作用; 防倒、調(diào)架。有以下作用:擋矸。 底分式剛性底座 鉸接分體式底座根據(jù)以上的分析,結合這次設計的實際,采用整體剛性底座,它的整體剛度和強度好,底座接底面積大,有利于減小對底板的比壓。波蘭支架采用鉸接分體底座的較多,我國ZY3600/17/35支架等亦采用這種鉸接分體式底座。(3)鉸接分體式底座,鉸接分體底座分為左右相對獨立的兩部分,從中檔處鉸接,左右底座在垂直方向可相對錯動,無剛性約束。由于底分式剛性底座中擋底板分體,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,適應高產(chǎn)高效要求,但減少了底座接底面積,增大了對底板的比壓。 整體剛性底座(2)底分式剛性底座。整體剛性底座的整體剛度和強度好。(1)整體剛性底座,中擋前部一般有一高度50~100mm的小箱形結構,中擋后部上方為箱形結構,推移千斤頂一般安裝在箱形體之下。(3)將立柱和前后連桿傳遞的頂板壓力傳遞給底板。 本文前連桿 本文后連桿 底座(1)為支架的其他結構件和工作機構提供安設的基礎。整體連桿由兩根單連桿組焊而成,用在前連桿,抗扭轉能力強,銷軸與銷孔最大配合間隙控制在1mm以內(nèi),以增強支架的穩(wěn)定性。對四連桿機構進行合適的設計(長度和角度),能使支架在整個高度范圍內(nèi)梁端距的變化在50~100mm之內(nèi)。低位放頂煤液壓支架的掩護梁還要連接支架的尾梁與插板,安裝尾梁千斤頂。掩護梁上端與頂梁鉸接,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雜的三維空間受力,以及垮落頂板對梁體可能造成的沖擊破壞,安全系數(shù)大,強度高。 掩護梁和四連桿機構 掩護梁是掩護式和支撐掩護式支架的掩護構件,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。固定鋼絲和鋼絲擋圈的連接方式,不能耐高壓。缸口用鋼絲擋圈固定,是在導向套外側裝有鋼絲擋圈,內(nèi)側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,簡化了活塞結構,裝配方便,但密封圈本身加工較復雜。它適用于裝入各種液壓活塞頭和導向套上,為單向密封。它可用于各種活塞上的雙向密封。活塞靠密封圈密封,密封圈有O型、Y型、U型、V型、鼓型、蕾型等。導向環(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。缸體是立柱的承壓部件。本支架在設計中采用了單伸縮式機械加長立柱。 本文支架頂梁 立柱立柱是支架的承壓構件,它長期處于高壓受力狀態(tài),它除應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,結構要簡單,并能適應支架的工作要求。 楔形結構梁本文所設計的液壓支架,為了要適應復雜的頂板情況,所以采用鉸接式頂梁。此外,在運輸時,楔形梁1可以放到下垂位置,縮短了運輸尺寸,從而方便運輸和安裝。由于楔形梁1與后梁4為鉸接結構,令操作楔形梁千斤頂伸出或縮回時帶動楔塊前后移動,從而使楔形梁1繞銷軸上下擺動,其擺動范圍取決于楔塊的行程和楔角的大小。 楔形結構梁利用構件間的摩擦自鎖原理,通過楔塊2與楔形梁1和頂梁4之間的摩擦作用,使楔形梁楔塊2和后梁4在受載時保持為—個整體,如同整體剛性頂梁。鉸接前梁與頂梁如下圖 :(a) 鉸接前梁 (b) 鉸接頂梁(3).楔形結構梁。為順利移架,前梁間一般要留有100~150mm間隙,從而增加了破碎頂板漏矸的可能性。運輸時可以將前梁放下與頂梁垂直,以減小運輸尺寸。 整體頂梁(2).鉸接式頂梁。整體剛性頂梁為寬面板式箱形結構件。鉸接頂梁的前段稱為前梁,后段為主梁,一般簡稱頂梁。(1)用于支撐、維護和覆蓋頂板,為工作面創(chuàng)造安全的工作空間;(2)將立柱的支撐力傳遞至頂板,并給予合理地分布;對支架后部接近采空區(qū)的頂板起切頂作用;對無立柱空間的頂板起支撐作用;(3)為護幫、防倒裝置等提供依托;(4)將頂板載荷通過立柱經(jīng)底座傳到底板。本文所設計液壓支架為支撐掩護式后四連桿低位放頂煤液壓支架。 ( )式中 ——工作面風速,m/s; ——支架在采煤工作面的通風斷面積,mm2; ——采煤工作面所需風量,m3/min ( )——通風不均系數(shù),一般取=——安全規(guī)程允許的瓦斯含量,一般取=1% ( )——日產(chǎn)量,;——每分鐘生產(chǎn)一噸煤的沼氣涌出量,一般取計算:, 則有: ,合乎安全規(guī)程規(guī)定。根據(jù)安全規(guī)程規(guī)定,工作面風速應小于5m/s。因此必須驗算通風斷面積。在過風量一定時,采煤工作面的通風斷面積不應過小。本支架立柱間距選1m。立柱間距的選擇原則為:有利于操作、行人和部件合理布置。故前排立柱取,后排立柱垂直布置。該液壓支架采用單伸縮機械加長立柱,為支撐掩護式,故立柱數(shù)目取為4。穩(wěn)定頂板覆蓋率δ值要求為60~70%,對于中等穩(wěn)定頂板覆蓋率δ值要求為75~85%,對于破碎頂板,覆蓋率δ指應達到85~95%。這里取頂梁寬度為:1390mm(不包括活動側護板)。頂梁寬度根據(jù)支架間距和架型來定。 液壓支架尺寸關系(1)掩護式與支撐掩護式支架頂梁長度的計算頂梁長度=[配套尺寸+底座長度+A*cos(Q1)][G*cos(P1)+300+e]+掩護梁與頂梁鉸接點至頂梁后端點之距(mm)式中:配套尺寸——670+435+764+210=2079mm(MG200/475W采煤機配套尺寸,)底座長度——底座前端至后連桿下鉸點之距 2400mme——支架由高到低頂梁前端點最大變化距離 39mmQ1,P1——支架在最高位置時,分別為后連桿和掩護梁與水平面的夾角故頂梁長度為:取為4000mm。梁端距是考慮由于工作面底板起伏不平造成輸送機和采煤機的傾斜,以及采煤機割煤時垂直分力使搖臂和滾筒向支架傾斜,為避免割頂梁而留的安全距離。 本文所設計的支架要適應各種復雜的頂板情況,采用先推溜后移架的方式,但在推溜之前,挑梁要伸出,起到即時支護的作用,挑梁伸出的長度為800mm。先移架后推溜的方式(及時支護)要求頂梁有較大長度;先推溜后移架方式(滯后支護)要求頂梁長度較小。根據(jù)支架工作方式和設備配套尺寸來確定頂梁長度。 支架四連桿機構簡化模型給支架頂梁頂面加一線性馬達,運動距離為1500mm,并設置頂梁前端面的XY方向位移圖解以及其運動軌跡,,。按以上步驟作圖。(18)、過點C向H-H線作垂線,交于D點。(16)、連接A1O、A2O,為液壓支架降到中間位置和最低位置時,后連桿的位置。以A2點為圓心,與E3A2相交于B2點。(14)、以E3點為圓心,以掩護梁長L為半徑作圓,與圓弧相交于A2點,此點為液壓支架在最高位置時,掩護梁與后連桿的鉸點。(12)、以O點為圓心,以為半徑作圓弧。(10)、在垂線上作液壓支架在最低位置時,頂梁與掩護梁的鉸點為E3。(9)、過E1點作F-F線的垂線。(7)、過E1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h1,即為液壓支架最高位置的計算高度。(5)、過A點作一條直線與水平線H-H線相交其交角為。(3)、過O點作一條直線與水平線H-H線相交其交角為。根據(jù)支架結構取450mm。 ; 。; 。首先用解析法確定掩護梁和后連桿的長度。后連桿下鉸點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。掩護梁上絞點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。只要找到這個圓弧軌跡的曲率半徑和曲率中心,就可以找到前連桿的位置和長度了。從以上分析得知,為使支架受力合理和工作可靠,在設計四連桿機構的曲線運動軌跡時,應盡量使支架的工作段要取曲線向前凸的一段,所以當已知掩護梁和后連桿的長度后,從這個觀點出發(fā),在設計時,只要把掩護梁和后連桿簡化成曲柄滑塊機構,進行作圖計算就可以了。,掩護梁與頂梁鉸點E1和瞬時中心O之間的連線與水平線的夾角為θ,設計時,要使范圍內(nèi),主要原因是θ角直接影響附加力Qy的數(shù)值大小。能承受較大的水平力。本文設計支架為支撐掩護式,估取底座長度為2400mm,在結構設計中根據(jù)結構要求修改為3000mm。在設計支架底座的長度時,應考慮如下方面:支架對底板的接觸比壓要??;支架內(nèi)部應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;保證支架保持穩(wěn)定性。支架間距bc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一節(jié)溜槽相連,因此目前主要根據(jù)輸送機溜槽每節(jié)長度及槽幫上千斤頂聯(lián)結塊的位置來確定,、,千斤頂聯(lián)結塊位置在溜槽長度的中間,所以除節(jié)式和邁步式支架外。輕型支架為適應中小煤礦工作面快速搬家的要求。由此,可以得到:支柱應采用雙伸縮立柱,但考慮其制造成本及放頂煤液壓支架工作條件,選擇單伸縮機械加長立柱。 ( )——單位缸長行程;——活塞全部伸出時立柱的總長度,mm;——活塞全部縮回時立柱的總長度,mm;——活塞行程,mm。一般根據(jù)單位缸長行程來確定,當范圍內(nèi)可采用單伸縮。 至 ,煤層較薄時選大值。由于液壓支架的使用壽命要求較長,并可能被安裝在不同的采煤工作面,所以,支架應具有較大的伸縮比。支架的伸縮比是指支架的最大與最小高度值之比,即: ( )支架的最大高度與最小高度
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