【正文】 排立柱上鉸點(diǎn)與頂梁后端之距 ， 5L =300mm 4h — 前排立柱上鉸點(diǎn)與頂梁上表面之距 ， 4h =200mm 5h — 后排立柱上鉸點(diǎn)與頂梁上表面之距 ， 5h =200mm 2L — 前排立柱上鉸點(diǎn)與前后梁鉸點(diǎn)之距 ， 2L =800mm 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 前后連桿力 F5 , 6F 取掩護(hù)梁為分離體進(jìn)行受力分析。 KN 待求 ]7[ 211.. hwL hPkFm ?? （ 33） 式中 : h1 — 前梁千斤頂 鉸接點(diǎn)距頂梁距離 取 330mm 2h — 前后梁鉸點(diǎn)距頂梁距離 取 85mm 1L — 前梁長(zhǎng)度 取 900mm 2)取后梁為分離體進(jìn)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(diǎn)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(jì)（論文） 31 Xa — 前梁 a 梁點(diǎn)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(dāng)支架撐牢在頂?shù)装逯g時(shí)，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(jìn)行受力和計(jì)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(yùn)動(dòng)軌跡為近似雙紐線，頂梁與頂板 在產(chǎn)生相對(duì)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(shí)，受到水平摩擦力。 2)頂梁， 底座與頂板被認(rèn)為均勻接觸，載荷沿支架長(zhǎng)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(guò)程中，支架頂梁與頂板有相對(duì)滑動(dòng)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(kāi)始下沉，破碎或斷裂，支架承載加大，直到立柱下腔壓力達(dá)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(jì)（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(jìn)，老頂懸露長(zhǎng)度加長(zhǎng)。 缸體內(nèi)徑和活塞 直徑 本設(shè)計(jì)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(jì)算 液壓支架的支護(hù)性能與外載荷 液壓支架采煤工作面的作用是支護(hù)頂板，當(dāng)煤層被采動(dòng)后，頂板有壓力顯現(xiàn)。 ，盡量減小間隙，加強(qiáng) 密封性。 ，由兩臺(tái)相鄰支架的間距離確定。即：考慮到當(dāng)前一架升起，另一架降柱時(shí)，要保證相鄰兩架間側(cè)護(hù)板不能脫離接觸，同時(shí)考慮到支架降柱后要前移，為防止頂梁后部側(cè)護(hù)板脫離接觸，頂梁側(cè)護(hù)板后部要加寬，加寬長(zhǎng)度一般為從頂梁后部起大于一個(gè)移架步距。 支撐掩護(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計(jì) 26 (a) (b) (c) (d) 圖 213側(cè)護(hù) 板 的結(jié)構(gòu)型式 Fig. 213 mining sorting 4） 折頁(yè)式如圖 213d 所示，活動(dòng)側(cè)護(hù)板的調(diào)節(jié)性能較好，不受支架承載的影響，但它會(huì)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(hù)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(lái)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(biāo)準(zhǔn)值 D=125mm d=70mm 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(hù) 裝置的結(jié)構(gòu)選擇及 主要參數(shù)的確定 側(cè)護(hù)裝置的作用 1)消除相鄰支架掩護(hù)梁和頂梁間的間間隙，防止冒落矸石進(jìn)入支護(hù)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(hù)裝置結(jié)構(gòu)形式的確定 按側(cè)護(hù)板與掩護(hù)梁或頂梁上頂面的關(guān)系，側(cè)護(hù)板有以下幾種型式： 上復(fù)式：如圖 2— 16所示，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但活動(dòng)側(cè)護(hù)板特別是頂梁活動(dòng)側(cè)護(hù)板承載 時(shí)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(jì)采用移架后推溜的及時(shí)支護(hù)方式，所選采煤機(jī)截深為 650mm。推溜，活塞進(jìn)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(jìn)液，支撐掩護(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計(jì) 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(duì)支架與運(yùn)輸機(jī)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(jiǎn)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(dòng)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(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計(jì) 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(jì)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(zhǎng)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(qiáng)，良好的密封性能，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn) 單，并能適應(yīng)支架的工作要求。 2） 從支架高度方面看 掩護(hù)梁可分為整體式和對(duì)分式 對(duì)以上幾種類型的掩護(hù)梁進(jìn)行比較，本設(shè)計(jì)確定掩護(hù)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(guò)類比本 設(shè)計(jì)采用整體式底座 底座主要尺寸的確定 1） 底座長(zhǎng)度 L2 ]3[ 通過(guò)類比，取底座長(zhǎng)度為 2375mm 通過(guò)類比，取底座寬度 為 1200mm 底 座其它尺寸的確定通過(guò)類比，確定立柱下鉸點(diǎn)，連桿下鉸點(diǎn)位置 （水平與垂直方向距離）具體尺寸見(jiàn)圖 2— 10 掩護(hù)梁的結(jié)構(gòu)選擇及主要參數(shù)確定 ． 1 掩護(hù)梁的作用 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 掩護(hù)梁是支架的掩護(hù)構(gòu)件，它有承受冒落矸石的載荷和頂板通過(guò)頂梁傳遞的水平載荷引起的彎矩。 支撐掩護(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計(jì) 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(zhǎng)度 L1 L1 =配套尺寸＋底座長(zhǎng)度＋ AcosQ1GcosP1300 配套尺寸為 1889（ mm） 底座長(zhǎng)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(zhǎng)度為 3025（ mm） 2)頂梁寬度 目前我國(guó)刮板輸送機(jī)溜槽寬每節(jié)長(zhǎng)度為 ，頂 梁寬度定為 3)頂梁厚度 通過(guò)類比取頂梁厚度為 220mm 4） 頂梁其它有關(guān)尺寸的確定 通過(guò)類比，確定立柱上鉸點(diǎn)，前梁千斤頂鉸點(diǎn)，前后梁鉸點(diǎn)，掩護(hù)梁與頂梁鉸 接 點(diǎn)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(jì)（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(zhǎng)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(hù)面積 S 頂梁支護(hù)面積按下式計(jì)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(hù)式液壓支架總體方案及液壓立柱設(shè)計(jì) 20 Fm= =827= 頂板 覆蓋率δ 支架頂板覆蓋按下式計(jì)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(guò)程中起著將頂板壓 力傳遞到底板并穩(wěn)固支架的作用。 對(duì)以上三種頂梁型式比較，本設(shè)計(jì)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(shí)伸出支護(hù)剛暴露的頂板，從而可使頂梁長(zhǎng)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(dòng)。 頂梁設(shè)計(jì)要求 頂梁不但要有一定的剛度和強(qiáng)度，還要保證支護(hù)頂板的需要，如：有足夠頂板覆蓋效率，同時(shí)，要求頂梁能適應(yīng)頂板變化，與頂板接