【正文】 排立柱上鉸點與頂梁后端之距 ， 5L =300mm 4h — 前排立柱上鉸點與頂梁上表面之距 ， 4h =200mm 5h — 后排立柱上鉸點與頂梁上表面之距 ， 5h =200mm 2L — 前排立柱上鉸點與前后梁鉸點之距 ， 2L =800mm 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 前后連桿力 F5 , 6F 取掩護梁為分離體進行受力分析。 KN 待求 ]7[ 211.. hwL hPkFm ?? （ 33） 式中 : h1 — 前梁千斤頂 鉸接點距頂梁距離 取 330mm 2h — 前后梁鉸點距頂梁距離 取 85mm 1L — 前梁長度 取 900mm 2)取后梁為分離體進行受力 分析，如圖 34所示 ]7[ akbanb xBPappFx ?? ????? c o ss i n 2? （ 34） 21 c o sc o s apapyFy baanb ???? （ 35） 式中： bx — 后梁所受集中力 KN待求 nF — 后梁所集中力 KN 待求 aP — 前排立柱的合力 aP =（ KN） Pb — 后排立柱的合力， Pb =（ KN） ?KP — KP 的反作用 力 。 圖 33前梁為分離體受力圖 lock piece liberation map 求 a點的內(nèi)力 aX ,Ya ； aX = FmWcos ??kP （ 31） 式中： 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 Xa — 前梁 a 梁點所受水平力 ， KN 待求 Pk — 前梁千斤推力。 支掩式支架的受力分析 當支架撐牢在頂?shù)装逯g時，取整體某一部分為分離體，皆處于平衡狀態(tài)，據(jù)此，把支架化成平面矸 系進行受力和計算。 4)產(chǎn)生作用 在頂梁水平力的原因有兩種：一種是由于支架讓壓回縮，頂梁運動軌跡為近似雙紐線，頂梁與頂板 在產(chǎn)生相對位 移，頂板給予頂梁水平摩擦力；另一種是由于 支架有向煤壁傾倒可能時，受到水平摩擦力。 2)頂梁， 底座與頂板被認為均勻接觸，載荷沿支架長度方向接線規(guī)律分布，沿寬度方向均勻分布。具體工作征如圖 3— 1所示 圖 31支架的工作特征曲線 Fig. 31 line of hydraulic support haracteristic 由上述液壓支架的工作 狀 態(tài)可知 ， 支架承受的外載 荷 是頂板下沉形成的，在頂板下沉過程中，支架頂梁與頂板有相對滑動現(xiàn)象，支架僅受垂直于頂梁的 力 ，還受平行頂梁的力。此后 頂板開始下沉，破碎或斷裂，支架承載加大，直到立柱下腔壓力達到安全閥調(diào)值，安全閥釋放，出現(xiàn)支架的“讓壓”現(xiàn)象。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 液壓支架的結(jié)構(gòu)和支架液壓系統(tǒng)必須保證液壓支架液具有完全適應(yīng)頂板變化性能。由老頂形式的懸壁一端頂 支承在直接頂垮落后的碎矸上，另一端則支承在支架和煤壁上方直接頂上，并形成載荷 Q2，隨著煤壁的推進，老頂懸露長度加長。 缸體內(nèi)徑和活塞 直徑 本設(shè)計內(nèi)徑 D=100mm 和活塞桿直徑 d=70mm 前梁千斤頂推拉力的確定 ]6[ 1)初撐力階段 b推初 PDP ..4/ 2?? （ 2—25） 式中 Pb 取 32Mpa 代入 b推初 PDP ..4/ 2?? = 2)工作階段 ]7[ b推 PDP ..4/ 2?? （ 2—26） b拉 PdDP )(4/ 22 ??? （ 2—27） b拉 PdDP )(4/ 22 ?? ? =(1002702)29103=(KN) b推 PDP ..4/ 2?? =29103=(KN) 3 支架受力分析計算 液壓支架的支護性能與外載荷 液壓支架采煤工作面的作用是支護頂板，當煤層被采動后，頂板有壓力顯現(xiàn)。 ，盡量減小間隙，加強 密封性。 ，由兩臺相鄰支架的間距離確定。即：考慮到當前一架升起，另一架降柱時，要保證相鄰兩架間側(cè)護板不能脫離接觸，同時考慮到支架降柱后要前移，為防止頂梁后部側(cè)護板脫離接觸，頂梁側(cè)護板后部要加寬，加寬長度一般為從頂梁后部起大于一個移架步距。 支撐掩護式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計 26 (a) (b) (c) (d) 圖 213側(cè)護 板 的結(jié)構(gòu)型式 Fig. 213 mining sorting 4） 折頁式如圖 213d 所示，活動側(cè)護板的調(diào)節(jié)性能較好，不受支架承載的影響，但它會造成架間三角帶，其中常填滿碎矸 防塵效果差。它的結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，目前頂梁側(cè)護板多采用這種型式。 推移千斤頂?shù)母左w內(nèi)徑，活塞桿的外徑的確定 缸體內(nèi)徑，活塞 桿直徑按以下兩式得出： ]4[ D= 2/4 dPF b移 ?? (2— 19) d= b推 PF ??/4 (2— 20) 式中： D— 推移千斤頂缸體內(nèi)徑 mm d— 推移千斤頂活塞桿直徑 mm ； 移F — 推移千斤頂移架力， KN 待求； 推F — 推移千斤頂推溜力， KN 待求； bP — 推移千斤頂處泵站來壓 Pb =29Mpa 初選 移F =200KN 推F =100KN 將 推F 代入（ 2— 20）得 ]5[ D= ??? = 將 d代入式（ 2— 19）中得 ]5[ D= ??? ＋ = 將 D， d圓整取標準值 D=125mm d=70mm 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 推移千斤頂?shù)耐屏锪鸵萍芰?]5[ 推F =π/ （ 2—21） 移F =π/4(D bPd )22? （ 2—22） 將各已知數(shù)據(jù)代入式（ 221）（ 222） 推F =702 29= 移F =(12570)2 29= 側(cè)護 裝置的結(jié)構(gòu)選擇及 主要參數(shù)的確定 側(cè)護裝置的作用 1)消除相鄰支架掩護梁和頂梁間的間間隙，防止冒落矸石進入支護空間； 作為支架移架的傾倒； 2） 防止支架的傾倒； 3） 調(diào)整支架間距 ； 側(cè)護裝置結(jié)構(gòu)形式的確定 按側(cè)護板與掩護梁或頂梁上頂面的關(guān)系，側(cè)護板有以下幾種型式： 上復(fù)式：如圖 2— 16所示，結(jié)構(gòu)簡單，但活動側(cè)護板特別是頂梁活動側(cè)護板承載 時不能調(diào)節(jié)，且容易被大塊巖石壓住或卡住。 推移裝置有關(guān)參數(shù)確定 推移步距 本設(shè)計采用移架后推溜的及時支護方式，所選采煤機截深為 650mm。推溜，活塞進液，由于活塞空套在活塞柑上，活塞 推到前方后，活塞桿推溜，同于活 塞面積小，所以推溜力??；移架，活塞桿腔進液，支撐掩護式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計 24 缸體前移而移架，左腔壞形面積大于活塞桿面積，所以移架力大于推溜力。 3） 移步橫梁連接方式：結(jié)構(gòu)復(fù)雜并不能起到防止支架下滑的作用，這種方式對支架與運輸機的配套性不做要求。 推移裝置的結(jié)構(gòu)型式 推移裝置有以下幾種 ： 1） 直接連接方式：結(jié)構(gòu)簡單， 但推溜力大于移架力。 立柱結(jié)構(gòu)形式 的確定 立柱分類有以下幾種： 1） 立柱按動作方式分為單作用和雙作用； 2） 立柱按結(jié)構(gòu)種類分為活塞式和柱塞式； 3） 立柱按伸縮式分為單伸縮式和雙伸縮式； 具體結(jié)構(gòu)如圖 2— 12圖所示 支撐掩護式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計 22 (a) (b) (c) (d) (e) (f) 圖 2— 12 立柱的類型 Fig .212 sorting of leg piece 本設(shè)計選用單伸縮，雙作用活塞式立柱。 立柱的結(jié)構(gòu)選擇及主要參數(shù)的確定 立柱的作用 立柱是支架 的承壓構(gòu)件，它長期處于高壓受力狀態(tài) ，它除了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，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。 2） 從支架高度方面看 掩護梁可分為整體式和對分式 對以上幾種類型的掩護梁進行比較，本設(shè)計確定掩護梁的結(jié)構(gòu)形式為整體式、直線型。 底座的結(jié)構(gòu)確定 通過類比本 設(shè)計采用整體式底座 底座主要尺寸的確定 1） 底座長度 L2 ]3[ 通過類比，取底座長度為 2375mm 通過類比，取底座寬度 為 1200mm 底 座其它尺寸的確定通過類比，確定立柱下鉸點，連桿下鉸點位置 （水平與垂直方向距離）具體尺寸見圖 2— 10 掩護梁的結(jié)構(gòu)選擇及主要參數(shù)確定 ． 1 掩護梁的作用 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 掩護梁是支架的掩護構(gòu)件，它有承受冒落矸石的載荷和頂板通過頂梁傳遞的水平載荷引起的彎矩。 支撐掩護式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計 18 (a) (b) 圖 2— 10 支架頂梁的結(jié)構(gòu)形式 Fig. 210 hydropost construction 1— 前梁 2— 后梁 3— 前梁千斤頂 4— 前梁伸縮千斤頂 頂梁主要 尺寸的確定 1)頂梁長度 L1 L1 =配套尺寸＋底座長度＋ AcosQ1GcosP1300 配套尺寸為 1889（ mm） 底座長度為 2380（ mm） Q1=800 P1=580 將以上數(shù)據(jù)代入（ 2— 11）式得 ]2[ L1 =1889＋ 2380＋ 1478 cos800－ 2432 cos50－ 300=（ mm） 取頂梁長度為 3025（ mm） 2)頂梁寬度 目前我國刮板輸送機溜槽寬每節(jié)長度為 ，頂 梁寬度定為 3)頂梁厚度 通過類比取頂梁厚度為 220mm 4） 頂梁其它有關(guān)尺寸的確定 通過類比，確定立柱上鉸點，前梁千斤頂鉸點，前后梁鉸點，掩護梁與頂梁鉸 接 點位置（包括水平方向和垂直方向），各尺寸如圖 2— 10 所示 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 頂梁要主參數(shù)的確定 1） .頂梁面積 A]3[ 頂梁面積 A= L— 頂梁長度 取 3026mm B 取 1500mm A=3026 1500= 圖 2— 11支架結(jié)構(gòu)尺寸總圖 Fig. 211 caving shield map 支護面積 S 頂梁支護面積按下式計算 ： ]3[ S=(L1＋ 300).B (2— 13) 代入上式得： S=（ 3026＋ 300） 1500= ㎡ 支架名義工作阻力 F F=s xq （ 214） 式中 F— 支架名義工作阻力， KN 待求 支架在最高處名義工作阻力為： 支撐掩護式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計 20 Fm= =827= 頂板 覆蓋率δ 支架頂板覆蓋按下式計算 ]3[ δ=A/S100%=SBL1100% δ — 頂板覆蓋率 將已知各數(shù)據(jù)代入式（ 2— 15） ]3[ δ=100%=% 底座的結(jié)構(gòu)選擇及主要參數(shù)的確定 底座的作用 底座 在 支架工 序 過程中起著將頂板壓 力傳遞到底板并穩(wěn)固支架的作用。 對以上三種頂梁型式比較，本設(shè)計選用剛性主梁＋鉸接前梁的結(jié)構(gòu)型式。 2)剛性主梁＋伸縮 前探梁 這種組合方式如圖 2— 9b 所示，此結(jié)構(gòu)前梁有伸縮千斤頂使它伸縮，因此及時伸出支護剛暴露的頂板，從而可使頂梁長度減小，也可使用前梁千斤頂和伸縮千斤頂，使前梁即可伸縮又可以上下擺動。 頂梁設(shè)計要求 頂梁不但要有一定的剛度和強度，還要保證支護頂板的需要，如：有足夠頂板覆蓋效率，同時，要求頂梁能適應(yīng)頂板變化，與頂板接