【正文】 D－支柱缸體外徑（ 厘米） d－支柱缸體內(nèi)徑（厘米） 這個(gè)縮短量是有彈性的，如果作用在支柱上的載荷，反過來從工作阻力減小到初撐力時(shí)，支柱仍會(huì)恢復(fù)到原來的長度。 2. 承載增阻階段：支架初撐后，隨頂板的下沉，支柱活塞腔被封閉的油液受到壓縮，油液壓力繼續(xù)升高，呈現(xiàn)承載增阻狀態(tài)。 支柱初撐力 2 ()4 1 0 0 0cbDfP???? 噸 式（ ） 支架初撐力 c ()cF n f ???＝ 噸 式（ ） 式中： bP －泵站的工作壓力（公斤 /l 厘米 2） D－支柱缸體徑經(jīng)（厘米） n－每架支架的支柱數(shù) ? －支撐效率（垜式支架 ? ＝ 1） 支架初撐力的大小，取決于泵站的工作壓力，支架支柱數(shù)和支柱缸體的內(nèi)徑以及架型等。 1. 初撐增阻階段：在升柱過程中，從頂梁接觸頂板起，至支柱活塞腔的油液壓力達(dá)到泵站的工作壓力時(shí)，松開手把，停止供液，液控單向閥立即關(guān)閉，閥球封閉了支柱活塞腔的油液，這就是支架的初撐階段。 在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)于具體支架的動(dòng)作，根據(jù)該支架的結(jié)構(gòu)和需要來確定。操縱閥轉(zhuǎn)到升柱位置，打開供液閥，高壓液體由主進(jìn)液管進(jìn)入，經(jīng)操縱閥到液控單向閥，進(jìn)入到推移千斤頂?shù)幕钊麠U腔，支柱活塞 矸腔的油液，同時(shí)也進(jìn)入液控油路，經(jīng)油管和操縱閥流回主回液管，活塞和頂梁升起，支撐頂板。運(yùn)輸機(jī)靠相鄰的推移千斤頂來固定，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) 7 液壓支架的工作原理 （ 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 4 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)。 我國于 1964 年開始研制液壓支架，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，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。 圖 “香蕉”形放頂煤支架 圖 英國“天窗”式放頂煤支架 圖 匈牙利“天窗”式放頂煤支架 圖 FY400— 14/28 型放頂煤支架 3 圖 低位小插板放頂煤支架 液壓支架的應(yīng)用和意義 隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)對(duì)煤炭需要量的日益增加，煤礦開采，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，到后來自己設(shè)計(jì)，如圖 所示。 20 世紀(jì) 80 年代初，匈牙利研制成功放頂煤掩護(hù)式支架，結(jié)構(gòu)如圖 所示，采、放頂煤均用單一的輸送機(jī)運(yùn)輸。英國研制開“天窗”式放頂煤支架如圖 所示，該支架在掩護(hù)梁上開了放頂煤“天窗，由液壓千斤頂控制開關(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，法國研制出尾梁呈“香蕉”形的用于放頂煤開采的支撐掩護(hù)式放頂煤液壓支架，如圖 所示。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)械化放頂煤開采最重要的機(jī)械設(shè)備。 關(guān)鍵詞 ：放頂煤液壓支架；頂梁；四連桿機(jī)構(gòu)；有限元 II Abstract The prehensive mechanization of coal mining is the acceleration coal industrial development of our country, raises labor productivity substantially , realizes the modern a strategic measure of coal industry. Synthesize mechanization not only output big, efficiency has low cost high and can alleviate heavy physical labor and improvement schoolwork environment, is the technology of coal industry develop direction. Hydraulic support is the one of prehensive most important equipment in the mechanization method of coal mining. Hydraulic support major from some following basically partial positions: Top beam, screens beam and 4 linkage mechanisms, side fender and base, prop. Design to follow protect performance good, strength is speed high, move rapid, safely reliable etc. principle. In this design process of caving hydraulic support, mainly in support of the base, the top beam, the beam and the column structure of the end of the mechanical part of the design focus, with the general design procedure to design the overall body size. The overall structure of the initial drawing with Solidworks to check with the size, and then transformed into and modify the details of the part of the CAD, at last major ponent of the strength check, and some elements of the FEM analysis. Keyword： caving hydraulic support； Crest beam； 4 linkage mechanisms；FEM III 目錄 第 1章 放頂煤 液壓支架概論 ........................... 1 ................................... 1 ..................................... 3 液壓支架的組成 .................................4 .......................................7 小結(jié) ....................................................12 第 2章 液壓支架整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................13 ......................................13 ....................................15 ........................................17 ............................................21 ........................................27 底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................ 27 ..............................................30 ............................................33 ....................................................35 第 3章 液壓支架的受力分析 ..........................36 受力分析 ............................................36 IV 受力分析 ..........................................40 ............................................42 ....................................................43 第 4章 液壓支架強(qiáng)度校核 ............................44 ..............................................44 頂梁的強(qiáng)度校核 .........................................46 底座的強(qiáng)度校核 .........................................50 ..........................................52 ....................................................53 第 5章 液壓支架液壓系統(tǒng) 分析 ........................54 液壓支架的液壓系統(tǒng)的簡介 ...............................54 液壓支架的液壓系統(tǒng)擬定 .................................56 小結(jié) ...................................................60 第 6章 結(jié)論 ........................................61 參考文獻(xiàn) ...........................................62 致謝 ...............................................63 附錄 ...............................................64 1 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。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。液壓支架是綜合機(jī)械化采煤方法中最重要的設(shè)備之一。 I 摘要 采煤綜合機(jī)