【正文】 梁升起，支撐頂板。運(yùn)輸機(jī)靠相鄰的推移千斤頂來(lái)固定，千斤頂由液控單項(xiàng)閥緊鎖。：當(dāng)旋轉(zhuǎn)式操縱閥轉(zhuǎn)到降柱位置，打開(kāi)供液閥時(shí)，高壓液體由主進(jìn)液管經(jīng)操縱閥和油管，進(jìn)入支柱活塞桿腔，同時(shí)也進(jìn)入液控單向閥的控制管路，打開(kāi)液控單向閥，支柱活塞腔的油液經(jīng)油管、液控單向閥和操縱閥，流回主回液管，支柱卸載下降。容積式液壓傳動(dòng)可最大限度的滿足這些要求，因此，所有液壓支架均采用這種傳動(dòng)（1）液壓支架自動(dòng)移設(shè)的原理：液壓支架以高壓液體為動(dòng)力，通過(guò)各種動(dòng)力油缸的伸縮，使支架完成升起、降落、行走和推移運(yùn)輸機(jī)等各種動(dòng)作，以便支架隨工作面不斷推進(jìn)而反復(fù)支撐、前移和調(diào)整。雖然支架的液壓缸（立柱和千斤頂）種類、數(shù)量很多，但其液壓系統(tǒng)都是采用多執(zhí)行元件的并聯(lián)系統(tǒng)。其四連桿機(jī)構(gòu)的作用：通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)，使支架頂梁端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈近似雙紐線，從而使支架前端頭離煤距離大大減小，提高了管理頂板性能；能承受較大的水平力。 六、放煤板 主要用于放下頂煤。四．掩護(hù)梁用途：1．掩護(hù)梁承受頂梁部分載荷和掩護(hù)梁背部載荷并通過(guò)前后連桿傳遞給底座；2．掩護(hù)梁承受對(duì)支架的水平作用力及偏載扭矩；3．掩護(hù)梁和頂梁（包括活動(dòng)側(cè)護(hù)板）一起 ，構(gòu)成了支架完善的支撐和掩護(hù)體，完善了支架的掩護(hù)和擋矸能力。要求：底座應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度；底座對(duì)底板的起伏變化適應(yīng)性好；底座與底板的接觸面積大，以減小底座對(duì)底板的接觸比壓，避免支架陷入底板；底座應(yīng)有足夠的地方來(lái)安設(shè)立柱、推移裝置以及液壓控制裝置；底座要能把落入支架內(nèi)的碎矸排棄到老塘中。要求：頂梁應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，即使在接觸應(yīng)力分布不均勻的情況下也不致被壓壞；頂梁應(yīng)有足夠的剛度，以承受扭力；頂梁對(duì)頂板的覆蓋率高；頂梁能適應(yīng)頂板的起伏變化。實(shí)踐證明，液壓支架具有強(qiáng)度高、支護(hù)性能好、移設(shè)速度快、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，能使采煤工作面達(dá)到高產(chǎn)量、高回采率和高工效，能大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，降低成本和掘進(jìn)率，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。我國(guó)于1964年開(kāi)始研制液壓支架，到目前已經(jīng)取得可較好的效果。液壓支架是以高壓液體為動(dòng)力，由若干液壓元件（油缸和閥件）與一些金屬結(jié)構(gòu)件組合而成的一種支撐和控制頂板的采煤工作面設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)支撐、降落移架和推移運(yùn)輸機(jī)等一整套工序。也就是說(shuō)，采用滾筒式或刨削式等采煤機(jī)械落煤與裝煤；工作面重型可彎曲運(yùn)輸機(jī)，以及與之適應(yīng)的順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)等運(yùn)煤；自移式液壓支架支護(hù)和管理頂板。綜合機(jī)械化。 “香蕉”形放頂煤支架 英國(guó)“天窗”式放頂煤支架 匈牙利“天窗”式放頂煤支架 FY400—14/28型放頂煤支架 低位小插板放頂煤支架隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)煤炭需要量的日益增加，煤礦開(kāi)采，特別是采煤工作面的生產(chǎn)技術(shù)面貌發(fā)生了巨大的變化。在此類放頂煤支架架型逐漸統(tǒng)一后，又陸續(xù)研究出了幾種新的低位放煤支架，形成了我國(guó)具有自己特點(diǎn)的放頂煤支架系列。這種支架由于采用后四連桿短尾梁結(jié)構(gòu)，因此支架的穩(wěn)定性好，強(qiáng)度大，工作可靠。在此后的幾十年里，我國(guó)設(shè)計(jì)、研制了數(shù)十種放頂煤液壓支架，從仿制東歐的高位放頂煤至支架，西歐的多種類型中位及低位放煤支架，到后來(lái)自己設(shè)計(jì)。20世紀(jì)80年代初，匈牙利研制成功放頂煤掩護(hù)式支架，采、放頂煤均用單一的輸送機(jī)運(yùn)輸。英國(guó)研制開(kāi)“天窗”，該支架在掩護(hù)梁上開(kāi)了放頂煤“天窗，由液壓千斤頂控制開(kāi)關(guān)，“天窗”附近裝有攪動(dòng)桿，以便于對(duì)頂煤進(jìn)行二次破碎。此后，法國(guó)研制出尾梁呈“香蕉”形的用于放頂煤開(kāi)采的支撐掩護(hù)式放頂煤液壓支架。放頂煤工作面由液壓支架實(shí)現(xiàn)可靠、快速地支護(hù)和放煤，采用采煤機(jī)采煤，使厚煤層全厚開(kāi)采在安全、可靠的工作條件下進(jìn)行，保證了工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。放頂煤液壓支架是綜合機(jī)械化放頂煤開(kāi)采最重要的機(jī)械設(shè)備。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文放頂煤液壓支架畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 放頂煤液壓支架概論支架的作用不僅是支護(hù)頂板、保證安全，而且要有效的控制頂板、提高效率。綜放工作面的產(chǎn)量不僅取決于煤層、采運(yùn)設(shè)備、綜放支架，而且還取決于知己控制頂板、頂煤的能力和效果。它的發(fā)明和應(yīng)用，使放頂煤開(kāi)采技術(shù)從高落式進(jìn)入一個(gè)全面機(jī)械化的新的發(fā)展階段。前蘇聯(lián)研制的KTY型掩護(hù)式放頂煤液壓支架是世界上最早的放頂煤液壓支架之一[1]。自20世紀(jì)70年代開(kāi)始，法國(guó)、前聯(lián)邦德國(guó)、英國(guó)等國(guó)家陸續(xù)研制成功了開(kāi)“天窗”的支撐掩護(hù)式或帶插板的支撐式放頂煤液壓支架，如圖1所示。掩護(hù)梁上還鉆有眼孔，在煤硬不落時(shí)鉆空爆破。1982年，我國(guó)首次由煤炭科學(xué)研究總院北京開(kāi)采研究所與沈陽(yáng)煤炭研究所共同設(shè)計(jì)，鄭州煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)制造了FY40014/128型放頂煤液壓支架。鄭州煤礦機(jī)械廠在鋪底網(wǎng)支架基礎(chǔ)上，首創(chuàng)的新一代四柱、四連桿、雙輸送機(jī)、短尾梁、低位放煤支架使用的成功，標(biāo)志著我國(guó)放頂煤支架研制工作走上了獨(dú)立創(chuàng)新的道路。采用低位放煤明顯的減少了工作面粉塵，減少了煤損，取得很好的效果。兗州礦物局東灘煤礦使用國(guó)產(chǎn)放頂煤液壓支架，創(chuàng)造了年產(chǎn)550萬(wàn)噸的高產(chǎn)紀(jì)錄，標(biāo)志著我國(guó)放頂煤液壓支架技術(shù)已處于世界先進(jìn)水平。自1954年英國(guó)裝備了世界上第一個(gè)液壓支架工作面開(kāi)始，采煤技術(shù)實(shí)現(xiàn)了綜合機(jī)械化。就是工作面采煤、運(yùn)輸和支護(hù)三大主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)都是現(xiàn)機(jī)械化。這幾種設(shè)備相互配合，組成了綜合機(jī)械化采煤設(shè)備[4]。液壓支架技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理，安全上可靠，當(dāng)前世界各國(guó)都在不斷地提高采煤工作面的綜合機(jī)械化水平。1974年以來(lái)，從西德、英國(guó)、蘇聯(lián)和波蘭等國(guó)引進(jìn)了許多不同類型的液壓支架。1立柱；2底座；3頂梁；4掩護(hù)梁；5伸縮放煤板；6尾梁7前四連桿；8后四連桿；9尾梁千斤頂；10放煤板千斤頂一、頂梁用途：用于支撐維護(hù)控頂區(qū)的頂板；承受頂板的壓力；．將頂板載荷通過(guò)立柱、掩護(hù)梁、前后連桿經(jīng)底座傳到底板。二．底座用途：為支架的其他結(jié)構(gòu)件和工作機(jī)構(gòu)提供安設(shè)的基礎(chǔ)；與前后連桿和掩護(hù)梁一起組成四連桿機(jī)構(gòu)；將立柱和前后連桿傳遞的頂板壓力傳遞給底板。三．立柱用途：支撐頂梁，承受載荷的作用；調(diào)節(jié)支架的高度，使支架的高度滿足工作面的要求；立柱設(shè)置有大流量安全閥，以避免頂板沖擊壓力造成支架過(guò)載較大。五．活動(dòng)側(cè)護(hù)板用途：消除相鄰支架掩護(hù)梁和頂梁之間的架間間隙，防止冒落的矸石進(jìn)入支護(hù)空間；作為支架移架過(guò)程中的導(dǎo)向板；防止支架降落后傾倒；調(diào)整支架的間距。七．連桿 前后連桿是四連桿機(jī)構(gòu)中重要的運(yùn)動(dòng)和承載部件，與掩護(hù)梁和底座的一部分共同組成四連桿機(jī)構(gòu)，使支架能承受圍巖載荷、水平作用力和保持穩(wěn)定[5]。八．操縱控制系統(tǒng)液壓支架由不同數(shù)量的立柱和千斤頂組成，采用不同的操縱閥以實(shí)現(xiàn)升柱、降柱、移架、推溜等動(dòng)作。對(duì)于液壓支架的操縱控制系統(tǒng)傳動(dòng)裝置，應(yīng)具有以下基本要求：采用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，設(shè)備外形尺寸小，能遠(yuǎn)距離的傳送大的能量；能承受較大載荷；沒(méi)有復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；在爆炸危險(xiǎn)和含塵的空氣里保證安全工作；動(dòng)作迅速；操作調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單；過(guò)載及損壞保護(hù)簡(jiǎn)單。下面按支架降柱、移架、升柱和推溜的工作過(guò)程分別加以敘述。：液壓支架卸載后，操縱閥轉(zhuǎn)到移架位置，打開(kāi)供液閥時(shí)，高壓液體由主進(jìn)液管經(jīng)操縱閥和油管進(jìn)入到推壓千斤頂?shù)幕钊麠U腔，同時(shí)也進(jìn)入液控油路，打開(kāi)液控單向閥，而活塞腔的油液經(jīng)油管、液控單向閥和操縱閥流回主回液管，推移千斤頂收縮，以運(yùn)輸機(jī)為支點(diǎn)，拉架前移。3．升柱:液壓支架移到新的位置后，應(yīng)及時(shí)升柱，以支撐新暴露的頂板。:當(dāng)液壓支架前移并重新支撐后，操縱閥轉(zhuǎn)到推移位置，打開(kāi)供液閥時(shí)，高壓液體由主進(jìn)液管經(jīng)操縱閥、液控單向閥進(jìn)入到推壓千斤頂?shù)幕钊麠U腔，活塞桿腔的油液經(jīng)油管和操縱閥流回主回液管，推移千斤頂?shù)幕钊麠U伸出，以液壓支架為支點(diǎn)，把運(yùn)輸機(jī)推移到新的工作位置。（2）液壓支架的支撐承載能力：液壓支架的支撐承載能力是指液壓支架與頂板之間相互力學(xué)原理，它包括初撐增阻、承載增阻和恒阻三個(gè)工作階段。此時(shí)支柱和支架對(duì)頂板產(chǎn)生的支撐力稱為初撐力。實(shí)際上支柱初撐后，活塞腔的油液壓力由于阻力損失、操作情況和閥的靈敏度等原因，往往低于泵站工作壓力。這時(shí)由于支柱缸徑增大，油液被壓縮而體積縮小，即使乳化液沒(méi)有任何漏損，安全閥并未動(dòng)作卸載，支柱總長(zhǎng)度也降縮短。因此，這個(gè)支柱長(zhǎng)度上的縮短量，稱為支柱的彈性可縮量。這個(gè)彈性可縮量會(huì)使支柱工作還未達(dá)到工作阻力之前，就造成頂板的下沉，有可能使巖石離層，對(duì)頂板管理是不利的。具體措施是，使用高壓乳化液泵，提高支柱初撐力；改善單向閥的質(zhì)量，要能及時(shí)關(guān)閉也路；注意操作方法，使支柱下腔盡可能達(dá)到泵站的工作壓力。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于頂板壓力有時(shí)相當(dāng)巨大，想設(shè)計(jì)出能抗住巨大頂板壓力，而一點(diǎn)也不讓壓的支架是及困難的，實(shí)際上也沒(méi)有這種必要。要求支架即具有一定的支撐力，又具有可縮性。在頂板壓力增大時(shí)，支柱活塞腔被封閉的油液壓力就迅速升高，當(dāng)壓力值超過(guò)安全閥的動(dòng)作壓力時(shí)，支柱活塞腔的高壓液體經(jīng)安全閥泄出，支柱降縮，支柱活塞腔的液體壓力減小，這就是支架的“讓壓” 特性；當(dāng)壓力小于安全閥的動(dòng)作壓力時(shí)，安全閥又關(guān)閉，停止卸液，支柱活塞腔的液體又被封閉，支架恢復(fù)正常工作。支柱工作阻力 式（）支架工作阻力 式（）式中：－安全閥的動(dòng)作壓力（公斤/厘米2）支架的工作阻力取決于安全閥的動(dòng)作壓力、支架支柱數(shù)、支柱缸體內(nèi)徑和架型等。未防止安全閥頻繁動(dòng)作而失效，應(yīng)使支架的工作阻力大于正常的頂板壓力，也就是說(shuō)，在工作生產(chǎn)過(guò)程中，支架還沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)工作阻力之前，就已前移到新的支撐位置。但是，由于支架的頂梁長(zhǎng)短和間距大小不同，并不能完全反應(yīng)支架對(duì)頂板的支撐力，因此常采用表示單位面積頂板上所受支架工作阻力值大小的支護(hù)強(qiáng)度參數(shù)，來(lái)比較支架的支護(hù)性能。這種變化過(guò)程反應(yīng)了支架的支撐力和時(shí)間之間的關(guān)系。支架本身的增阻性取決于液控單向閥和支柱的密封性能，可縮性和恒阻性則由安全閥的溢流性能決定。通過(guò)上述，對(duì)液壓支架的工結(jié)構(gòu)和工作原理的分析，可初步確定液壓支架。并對(duì)液壓支架的組成及工作原理進(jìn)行了較為詳細(xì)的描述，其中液壓支架工作原理的敘述是本章的重點(diǎn)。設(shè)計(jì)要遵循支護(hù)性能好、強(qiáng)度高、移架速度快、安全可靠等原則。一般首先確定支架適用煤層的平均采高，然后確定支架高度。調(diào)高范圍越大，支架的適用范圍越廣，但過(guò)大的調(diào)高范圍會(huì)給支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成困難，可靠性降低。大采高支架取200～400 mm，中厚煤層支架取200～300mm，薄煤層支架取100～200mm；S2——考慮周期來(lái)壓時(shí)的下沉量、移架時(shí)支架的下降量和頂梁上、底板下的浮矸之和。按照已給課程設(shè)計(jì)的要求，液壓支架型號(hào)為ZF5600/22/45綜放液壓支架，故為3200mm；為1700mm。即 式（）Ks反映支架對(duì)煤層厚度的適應(yīng)能力，；若進(jìn)一步提高伸縮比，需采用帶機(jī)械加長(zhǎng)桿的立柱或雙伸縮立柱。用bc表示。寬度的確定應(yīng)考慮支架的運(yùn)輸、安裝和調(diào)架要求。其中寬面頂梁一般為1200mm～1500mm。所謂底座，就是將頂板壓力傳遞到底板的穩(wěn)固支架的部件。通常，；支撐掩護(hù)式支架對(duì)底座長(zhǎng)度取4倍的移架步距。1．梁端護(hù)頂 鑒于四連桿機(jī)構(gòu)可使托梁鉸接點(diǎn)呈雙紐線運(yùn)動(dòng)，故可選定雙紐線的近似直線部分作為托梁鉸接點(diǎn)適應(yīng)采高的變化范圍。2．擋矸 鑒于組成四連桿機(jī)構(gòu)的掩護(hù)梁既是連接件，又是承載件，為了承受采空區(qū)內(nèi)破碎巖石施加的載荷，掩護(hù)梁一般做成整體箱形結(jié)構(gòu)，具有一定強(qiáng)度。3．抵抗水平力 觀測(cè)表明：綜采面給予支架的外載，不但有垂直于煤層頂板的分力，而且還會(huì)產(chǎn)生沿巖層面指向采空區(qū)方向（或指向煤壁方向）的分力，這個(gè)水平推力由液壓支架的四連桿機(jī)構(gòu)承受，從而避免了立柱因承受水平分力而造成立柱彎曲變形。，頂梁端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的最大寬度應(yīng)小于或等于70mm，最好為30mm以下?！?2176?！?5176。為了安全可靠，最低工作位置應(yīng)使≥25176。而角主要考慮后連桿底部距底板要有一定距離，防止支架后部冒落巖石卡住后連桿，使支架不能下降?！?0176。，掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)和瞬時(shí)中心O之間的連線與水平線夾角為。同時(shí)底板阻止底座向后移，使整個(gè)支架產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，從而增加了頂梁前端的支護(hù)力，防止頂梁前端上方頂板冒落，并且使底座前端比壓減小，防止啃底，有利移架。 四連桿機(jī)構(gòu)幾何特征圖從以上分析可知，為使支架受力合理和工作可靠，在設(shè)計(jì)四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，應(yīng)盡量使值減小，取雙扭線向前凸的一段為支架工作段。 掩護(hù)梁和后梁桿構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)的主要方法有：直接求解法、解析法、幾何作圖法等。 液壓支架尺寸關(guān)系 用解析法來(lái)確定掩護(hù)梁和后連桿的長(zhǎng)度。A——后連桿長(zhǎng)度（mm）。P2——支架最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與頂梁夾角(度)。Q2——支架最低位置時(shí)，后連桿與底平面夾角（度）。支架在最高位置時(shí)有 式（）H1=3200mm因此掩護(hù)梁長(zhǎng)度為 式（）后連桿長(zhǎng)度為A=G(A/G) = mm取整得 G=1885mm A=1162mm用幾何作圖法確定四連桿機(jī)構(gòu)的各部尺寸。2. 過(guò)O點(diǎn)作與底座面平行的水平線H—H線。4. 在此斜線截取線段，長(zhǎng)度等于A=1936mm,a點(diǎn)為支架在最高位置時(shí)后連桿與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)。6. 過(guò)E點(diǎn)作H—H線的平行線，則HH線與F—F線的距離為H1，為液壓支架的最高位置時(shí)的計(jì)算高度。8. 作點(diǎn)E2距E點(diǎn)1500mm,此為支架在最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)。10. ，在掩護(hù)梁上交一點(diǎn)b2，為支架在最低位置時(shí)前連桿上鉸點(diǎn)的位置。12. 以O(shè)為圓心，為半徑圓弧。14. 以1連線，并以a1點(diǎn)為圓心，交1上一點(diǎn)b1點(diǎn)。15. 由b， b1,b2三點(diǎn)確定的圓心C，為前連桿下鉸點(diǎn)位置。17. 按以上初步求出的四連桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸，再用幾何作圖法畫(huà)出液壓支架掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)e1的運(yùn)動(dòng)軌跡，只要逐步變化四連桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸，便可以畫(huà)出不同的曲線，再按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征進(jìn)行校核，最終選出較優(yōu)的四連桿機(jī)構(gòu)