【正文】 回液。移架結(jié)束后，再把支架升起，使支架撐緊頂板。1頂梁2立柱3底座4推移千斤頂5安全閥6液控單向閥8操縱閥9輸送機(jī)10乳化液泵11主供液管12主回液管（1）升柱：液壓支架移至新的工作位置后，應(yīng)及時(shí)升柱，以支撐新暴露的頂板。（2）降柱：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。運(yùn)輸機(jī)靠相鄰支架的推移千斤頂來(lái)固定，千斤頂由液控單向閥鎖緊。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(lái)確定。（1）初撐增阻階段：在升柱過(guò)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(kāi)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。支柱初撐力：（噸）支架初撐力：（噸）泵站的工作壓力（）；支柱缸體內(nèi)徑（厘米）；每架支架的支架數(shù)；支撐效率（垛式支架=1）。實(shí)際上，支柱初撐后，活塞腔的油缸壓力由于阻力損失、操作情況和閥的靈敏等原因，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)度也將縮短。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，就可造成頂板的下沉，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)閉液路；注意操作方法，使支柱下腔盡可能達(dá)到泵站的工作壓力。因此使支架能隨頂板下沉?xí)r有一定的可縮量，但又保持一定的支撐力，不致于使頂板下沉而造成破壞冒落。液壓支架的這種特性，是由于支柱的安全閥來(lái)控制的。由于安全閥動(dòng)作壓力的限制，支柱呈現(xiàn)出恒阻特性，此時(shí)支柱或支架承受的最大載荷稱為工作阻力。安全閥使支柱具有恒定的設(shè)計(jì)工作阻力，同時(shí)又使支柱在承受大于設(shè)計(jì)工作阻力的頂板壓力時(shí)，可隨頂板的下沉而下縮，這就是液壓的恒阻性和可縮性。工作阻力是液壓支架的一個(gè)基本參數(shù)，用來(lái)表示支架支撐力的大小。這種變化過(guò)程反映了支架的支撐力和時(shí)間之間的關(guān)系（圖113）。圖113支架的支撐承載過(guò)程——初撐增阻階段——載增阻階段——恒阻階段上述過(guò)程表明：液壓支架在額定工作阻力值以下工作時(shí)，具有增阻性，以保證支架對(duì)頂板的有效支撐作用；當(dāng)支架支撐力超過(guò)額定工作阻力值時(shí)，支架能隨頂板下沉而下縮，使支架保持恒定的工作阻力，既具有可縮性和恒阻性。因此，液控單向閥、安全閥、支柱這三個(gè)部件，是保證支架工作性能的關(guān)鍵元件。支架采用的乳化液，是由乳化油水配制而成的，乳化油的配比濃度為5%，使用乳化油應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a)定期檢查濃度，濃度過(guò)高增加成本；濃度太低可能造成液壓元件腐蝕，影響液壓元件的密封。c)乳化液的PH值須在7～9范圍內(nèi)。因此，乳化液地面配制和運(yùn)輸過(guò)程中注意防凍。對(duì)于液壓支架的傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有以下基本要求：a）采用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，設(shè)備外形尺寸比較小，能遠(yuǎn)距離的傳遞大的能量；b）能承受較大的載荷；沒(méi)有復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；c）在有爆炸危險(xiǎn)和含塵的空氣里保證工作安全；d）動(dòng)作迅速；e）操作、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單；f）過(guò)載及損壞保護(hù)簡(jiǎn)單；針對(duì)我們本次設(shè)計(jì)的液壓支架，其液壓系統(tǒng)有以下兩部分系統(tǒng)組成：即立柱系統(tǒng)和千斤頂系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)原理：本支架操作方式采用鄰架操作控制，使用快速接頭拆裝方便，性能可靠。(2)操縱閥ZC型組合操縱閥，前柱，后柱及前梁千斤頂可單獨(dú)操作，也可同時(shí)操作?，F(xiàn)分別介紹幾種形式液壓支架的特點(diǎn)。支撐式液壓支架是在一個(gè)底座上放置幾根立柱支撐頂梁，并通過(guò)頂梁支撐頂板這樣簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。其缺點(diǎn)是：頂梁較長(zhǎng)，移架時(shí)空頂面積較大；同一段頂梁受到的垂直支撐的次數(shù)較多，不利于頂板的管理，擋矸簾的強(qiáng)度低，頂板碎矸還可以從架間落入工作空間，防矸能力弱。由此可見(jiàn)，垛式液壓支架雖然有很多的優(yōu)點(diǎn)，但卻存在它的弊端，并不是我們理想的架型。不論是支撐式還是掩護(hù)式液壓支架都一般都用到了這種機(jī)構(gòu)。因此，要求連桿要有足夠的強(qiáng)度。：這種機(jī)構(gòu)使支架在升降的過(guò)程中，頂梁前端的軌跡為一條雙紐線。而掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架的進(jìn)一步發(fā)展方向之一是尋求減輕支架重量的途徑。這種支架是由四連桿機(jī)構(gòu)液壓支架演化而成的一種支架機(jī)構(gòu)形式。我們可以通過(guò)增加擺桿長(zhǎng)度的方法來(lái)使軌跡更加接近垂直直線。也就無(wú)法去除頂梁所受的橫向摩擦力。因此我們通過(guò)機(jī)構(gòu)形式的演化，找到了一種垂直導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。改善了支架的受力狀況，減小可承載件的斷面面積，從而減輕了支架的重量。因此我們通過(guò)各種架型形式的演化，研究了這種分體頂梁液壓支架。該架型穩(wěn)定性好，重量輕，工作面過(guò)人空間大，結(jié)構(gòu)緊湊，支護(hù)強(qiáng)度大。液壓支架的選型受到礦井的煤層、地質(zhì)、技術(shù)和設(shè)備條件的限制，因此，以上因素都會(huì)影響到支架的選型。一般情況下可根據(jù)頂板的級(jí)別，由《綜采技術(shù)手冊(cè)》（上冊(cè)）中直接選出架型。2) ～，需選擇帶有護(hù)幫裝置的掩護(hù)式或支承掩護(hù)式支架。4) 假頂分層開(kāi)采，應(yīng)選用掩護(hù)式支架。2) 傾角在10176。以上時(shí)，應(yīng)選用帶有防滑裝置的支架。時(shí)，排頭支架設(shè)防倒滑裝置，工作面中部支架設(shè)底調(diào)千斤頂，工作面中部輸送機(jī)設(shè)置防倒滑裝置。2) 為使移架容易，設(shè)計(jì)時(shí)要使支架底座前部比后部的比壓小。（5）煤層硬度當(dāng)煤層為軟煤層時(shí)，支架最大采高一般≤；中硬煤層時(shí)，支架最大采高一般≤；硬煤層時(shí)，支架最大采高5m。（7）設(shè)備成本綜合各條件，宜選用懸移式液壓支架的架形，即本人畢業(yè)設(shè)計(jì)所選擇架型。國(guó)外的支架主要的研究熱點(diǎn)及發(fā)展方向是高強(qiáng)度，自動(dòng)化。這主要是由我國(guó)煤炭的賦存狀況決定的。目前,國(guó)內(nèi)用于厚煤層的重型放頂煤液壓支架技術(shù)趨于成熟,但因其重量大、成本高，并不適合中小煤礦廣泛使用，而輕型低位放頂煤液壓支架還存在一些普遍的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在①采用四連桿機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,后部空間小,重量較大，承受水平力能力弱。③目前,常用放頂煤液壓支架掩護(hù)梁形式易造成較薄頂煤的混矸,而且安裝于掩護(hù)梁上的長(zhǎng)尾梁機(jī)構(gòu)的尾梁兩側(cè)也易混煤混矸。針對(duì)上述普遍問(wèn)題,經(jīng)過(guò)大量調(diào)研,在吸取了現(xiàn)有許多支架在設(shè)計(jì)使用中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,研制了新型輕型導(dǎo)向放頂煤液壓支架。與同類支架相比,具有強(qiáng)度高,支撐力大,穩(wěn)定性好,抗水平力能力強(qiáng)。ZH2000/16/24Z(A)型整體頂梁組合滑移液壓支架適用于15度以下的緩傾斜中厚煤層，頂板比較平整且能隨采隨冒，～，底板在中硬以上，工作面長(zhǎng)度小于150米的采煤工作面。3懸移式支架總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 支架的高度由工作面的厚度及地質(zhì)條件的變化等因素決定，考慮通風(fēng)、運(yùn)輸、行人的要求以及一定的富余系數(shù)，確定支架的最低高度，最高支護(hù)高度。確定支架中心距時(shí)，應(yīng)考慮到下列幾個(gè)方面的因素：（1）頂板允許暴露的面積。支架中心距一般等于工作面一節(jié)溜槽長(zhǎng)度，以便配套。一般支架中心距大，支架穩(wěn)定性好。支架寬度是指頂梁的最小和最大寬度。支架頂梁一般裝有活動(dòng)側(cè)護(hù)板，側(cè)護(hù)板行程一般為170～200mm。最小寬度一般取1650～1680mm，最大寬度一般取1850～1880mm。分體頂梁液壓支架的頂梁采用2個(gè)相互獨(dú)立的小面積窄梁，為了提高支架的穩(wěn)定性，各頂梁之間通過(guò)連接機(jī)構(gòu)相連，綜合考慮支架的中心距、每個(gè)頂梁受力的合理性以及減少架間空隙，確定支架的寬度為。如圖31所示，頂梁長(zhǎng)度由三部分尺寸組成，即：L=b+n+u式中—頂梁前部尺寸；—頂梁上前、后排立柱柱窩之間的距離為1000mm；—頂梁上后柱窩中心到鉸接點(diǎn)的距離，取400mm。故頂梁前部尺寸：mm所以頂梁的長(zhǎng)度為：mm由此確定分體頂梁液壓支架的頂梁長(zhǎng)度為2830mm。支架常用的頂梁形式有兩種：整體頂梁和鉸接頂梁[18]。為改善接頂效果和補(bǔ)償焊接變形，整體頂梁前端800～1000mm處一般上翹1～3度。鉸接式頂梁在前梁千斤頂?shù)耐评?，前梁可以上下擺動(dòng)，對(duì)不平頂板的適應(yīng)性強(qiáng)。為順利移架，前梁一般要留有100～150mm間隙，從而增加了破碎頂板漏矸的可能性。頂梁一般是用鋼板焊接而成的箱式結(jié)構(gòu)，又分為單腔室和多腔室兩種。 (a)(b)頂梁三維模型伸縮梁三維模型根據(jù)頂梁與煤壁的距離，伸縮梁的伸縮長(zhǎng)度為650mm，根據(jù)頂梁尺寸，伸縮梁的高度為315mm,寬度500mm，為增加伸縮梁與頂梁的接觸面積，在伸縮梁兩個(gè)側(cè)板底部焊接厚度為12mm，寬度為70mm的鋼板。（2托梁連接套是由四塊厚度為15mm的鋼板焊接而成的，考慮到連接套與托梁的間隙取連接套的橫向?qū)挾葹?84mm，軸向?qū)挾?84mm，高度為194mm。托梁連接桿是連接頂梁托梁的重要部件，它是由六塊封閉的鋼板焊接而成的，取每塊鋼板的厚度為10mm，頂梁上兩托梁中心的距離是1000mm，故取托梁連接桿的長(zhǎng)度為1170mm，寬度為180mm，高度是50mm。前柱窩是固定焊接在頂梁上的，柱窩中心距離前梁端面400mm，柱窩的高度取37mm，直徑94mm，柱窩耳板的高度是83mm，寬度56mm，厚度18mm。后柱窩中心距離前柱窩中心1000mm，有螺母與頂梁連接、柱窩一側(cè)由厚度為12mm的筋板加強(qiáng)。立柱是支架的最重要的承壓部件，在支架正常工作時(shí)，一般處于高壓受力狀態(tài)，它的工作性能直接影響整個(gè)支架的工作狀態(tài)，因此設(shè)計(jì)時(shí)，要求具有合理的工作阻力和可靠的工作性能外，還必須有足夠的抗壓、抗彎強(qiáng)度，良好的密封性能，并能適應(yīng)支架的要求。液壓支架立柱實(shí)際上是推力油缸作為支撐裝置，具有以下特點(diǎn)：立柱缸徑/活塞桿徑110/125mm行程1000mm推力500KN一般由活塞、活塞桿、缸體三部分組成，立柱的頭部結(jié)構(gòu)為球型，預(yù)定梁或底座之間的連接采用銷軸活壓塊固定，以使立柱工作時(shí)有一定的適應(yīng)性。為在一定范圍內(nèi)適應(yīng)煤層厚度變化，立柱上端可根據(jù)需要裝設(shè)機(jī)械架長(zhǎng)桿，以增加支架高度，但其長(zhǎng)度必須控制在立柱剛性所允許的范圍內(nèi)才可以。圖2—1雙作用單伸縮立柱推移裝置由推移千斤頂和推移桿組成。其推移裝置可使支架及輸送機(jī)產(chǎn)生相互導(dǎo)向的防滑功能。為獲得較大的移架力，掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架的推移裝置常增加一個(gè)推移框架，以便利用推移千斤頂?shù)耐屏σ萍?，拉力推溜。支架卸載后，液壓控制使推移千斤頂活塞桿伸出，此時(shí)運(yùn)輸機(jī)不動(dòng)，導(dǎo)向塊成為固定支點(diǎn)，推移千斤頂?shù)耐屏Π阎Ъ芤浦列碌墓ぷ魑恢茫@時(shí)傳力框架承受拉力。短框架推移裝置與長(zhǎng)框架推移裝置工作原理形同無(wú)論是長(zhǎng)框架還是短框架推移裝置，都可以把推移千斤頂設(shè)計(jì)成傾斜裝置，前高后低。在這里采用長(zhǎng)框架推移裝置。(1)框架式推移千斤頂缸體內(nèi)徑：F:推移千斤頂?shù)囊萍芰?，在薄煤層?00150KN；中厚煤層中150250KN；厚煤層中300400KN。推移步距為650mm，推移千斤頂?shù)男谐踢x800mm.（2）缸壁厚度，取11mm（3）缸底厚度（4）最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，最小導(dǎo)向桿取80mm.（5）活塞寬度：活塞的寬度取缸徑的倍，取70mm.(1)水平推進(jìn)缸缸體內(nèi)徑：本設(shè)計(jì)煤層屬中厚煤層,考慮到本設(shè)計(jì)支架為輕型液壓支架，根據(jù)綜合考慮，取109KN；：.根據(jù)以上參數(shù)缸徑選取100mm；桿徑取70mm；；；拉力428KN。推移步距為650mm.（2）缸壁厚度，取14mm（3）缸底厚度（4）最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，最小導(dǎo)向桿取65mm.（5）活塞寬度活塞的寬度取缸徑的倍，取60mm4懸移式液壓支架頂梁強(qiáng)度校核在液壓支架的研制，試驗(yàn)過(guò)程中，各構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算是極為必要的。當(dāng)然強(qiáng)度條件要以現(xiàn)階段液壓支架所選用的材料、制造工藝以及失效形式等為依據(jù)，隨著時(shí)間的推移，如果上述諸點(diǎn)有變，強(qiáng)度條件也必須作相應(yīng)的調(diào)整。(2)結(jié)構(gòu)件、銷軸、活塞桿的屈服極限及強(qiáng)度條件。主要銷軸均采用40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼取屈服極限＝785Mpa。結(jié)構(gòu)件、銷軸和活塞桿的強(qiáng)度條件為：式中－危險(xiǎn)斷面計(jì)算出的最大應(yīng)力，MPa，－許用安全系數(shù)(3)缸體材料采用27SiMn無(wú)縫鋼管，取抗拉強(qiáng)度＝1020MPa，強(qiáng)度條件為：式中－缸體許用應(yīng)力，MPa－許用安全系數(shù)，～4焊條抗拉強(qiáng)度?。?61Mpa，其強(qiáng)度條件：式中σ－計(jì)算出的焊縫許用應(yīng)力按焊條類型確定許用擠壓應(yīng)力按下式計(jì)算：(4)安全系數(shù)，安全系數(shù)前梁頂梁主要軸缸體焊縫活塞桿[n]～4～4頂梁受力有兩種，按集中載荷在兩根立柱中間和在頂梁兩端兩種情況，理論支護(hù)阻力在頂梁的最危險(xiǎn)斷面處，對(duì)頂梁進(jìn)行強(qiáng)度校核。：圖中，剖面線部分為頂梁中部所加的鋼條，也就是作用力的位置。：