【正文】 可達(dá) 3。但考慮盡量減輕重量采用單伸縮油缸或帶機(jī)械加長(zhǎng)桿來(lái)增加調(diào)高范圍。經(jīng)計(jì)算，該支架的伸縮比。由支架的最大、最小高度，可得活塞的行程為 1500mm；而活塞全部縮回時(shí)立柱的總長(zhǎng)，暫用支架的最小高度 1700mm。（支架中心距）支架中心距一般等于工作面刮板輸送機(jī)一節(jié)溜槽的長(zhǎng)度。而一般支架間距，按下式計(jì)算： ( ) 式中 ： ——支架間距(支架中心距)，mm；——每架支架頂梁寬度，mm；——相鄰支架(或框架)頂梁之間的間隙，mm；——每架所包含的組架的組數(shù)或框架數(shù)；整體自移式支架 n=1，整體邁步式支架n=2，節(jié)式邁步支架n=支架節(jié)數(shù)。底座起將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)定支架的作用。（）， ，支撐掩護(hù)式支架的底座長(zhǎng)度取4倍的移架步距。 四連桿機(jī)構(gòu)的作用及其幾何作圖法設(shè)計(jì)通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)，使支架頂梁端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈近似雙曲線(xiàn)，從而使支架頂梁前端的端頭離煤壁距離大大減小，提高了管理頂板的性能。支架從最高高度降到最低高度時(shí)，頂梁端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的最大寬度mm，最好為30mm以下 支架在最高位置時(shí)和最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的夾角P和后連桿與底平面的夾角Q，應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：支架在最高位置時(shí)，P≤ ～，Q≤ ～；支架在最低位置時(shí)，考慮矸石便于下滑，以防矸石停留在掩護(hù)梁上，根據(jù)物理學(xué)摩擦理論可知，,如果按鋼和矸石的摩擦系數(shù)為,即：,求得；為了安全可靠在最低工作位置時(shí)，應(yīng)使為宜，而Q角主要考慮掩護(hù)梁底部距底板要有一定的距離，防止支架后部冒落的巖石卡住后連桿，使支架不能降下來(lái)，一般取，在特殊情況下需要角度較小時(shí)，可提高后連桿下鉸點(diǎn)的高度。 四連桿機(jī)構(gòu)幾何特征支架工作段要求曲線(xiàn)向前凸的一段，其原因?yàn)楫?dāng)頂板來(lái)壓時(shí)，立柱讓壓而下縮，使頂梁有向煤壁移動(dòng)的趨勢(shì)，對(duì)于保持梁端頂板處于擠壓狀態(tài)有利，防止頂板產(chǎn)生離層或斷裂，又可以使作用在頂梁上的摩擦力指向采空區(qū)，同時(shí)使底板對(duì)底座的作用力向后移，底座前端比壓減少，可防止啃底，有利于移架，再則減少了水平力的合力，由于支架所承受的水平力由連桿來(lái)克服，所以減輕了掩護(hù)梁的受力。 掩護(hù)梁和后連桿構(gòu)成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)掩護(hù)梁和后連桿已知，只要找到前連桿的長(zhǎng)度和位置就可以了，其具體作法是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)后連桿，使支架最高位置時(shí)的E1點(diǎn)向下作近似直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在掩護(hù)梁上定有一點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)中有一段近似圓弧軌跡。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，只要按支架在工作段，支架由高到低，在掩護(hù)梁上前連桿上鉸點(diǎn)所作的運(yùn)動(dòng)軌跡上，任找?guī)c(diǎn)，把掩護(hù)梁上前連桿上鉸點(diǎn)連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)所交的點(diǎn)為前連桿的下鉸點(diǎn)，這樣四連桿機(jī)構(gòu)就可以確定了。本文取150mm。本文取450mm?！谧o(hù)梁長(zhǎng)度；——后連桿長(zhǎng)度；——過(guò)E1點(diǎn)的垂直線(xiàn)到后連桿下鉸點(diǎn)之距；——支架最高位置時(shí)的計(jì)算高度；mm ——支架最低位置時(shí)的計(jì)算高度；mm　從幾何關(guān)系可以列出: ( ) ( )將以上兩式聯(lián)立解得： ( )按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征所要求的角度，選定：； 。 掩護(hù)梁和后連桿計(jì)算示意圖 支架在最高位置時(shí)的值為： ( )因此掩護(hù)梁的長(zhǎng)度為： mm取： mm后連桿長(zhǎng)度為： mm?。簃m一般， 故取：mm根據(jù)掩護(hù)梁長(zhǎng)度和后連桿長(zhǎng)度重新計(jì)算出： ； 。 液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)幾何關(guān)系圖作圖步驟如下：（1）、確定后連桿下鉸點(diǎn)O點(diǎn)的位置，使它大體比底座略高，一般為200～250mm，考慮太低安裝銷(xiāo)子困難，太高底座又笨重。（2）、過(guò)O點(diǎn)作水平線(xiàn)H－H線(xiàn)與底座相平行。（4）、以O(shè)點(diǎn)為圓心，以L1為半徑作圓，與該直線(xiàn)相交于A點(diǎn)，即為后連桿與掩護(hù)梁的上鉸點(diǎn)。（6）、以A點(diǎn)為圓心，以L為半徑作圓，與該直線(xiàn)相交于E1點(diǎn)，即為掩護(hù)梁、與頂梁的鉸點(diǎn)。(8)、以A點(diǎn)為圓心，即為前連桿的上鉸點(diǎn)。假設(shè)在液壓支架升降過(guò)程中，E1點(diǎn)近似在此直線(xiàn)上滑動(dòng)。(11)、取E1E3中點(diǎn)為E2點(diǎn)，為液壓支架在降到中間位置時(shí)，掩護(hù)梁與頂梁的鉸點(diǎn)。(13)、以E2點(diǎn)為圓心，以掩護(hù)梁長(zhǎng)L為半徑作圓，與圓弧相交于A1點(diǎn)，此點(diǎn)為液壓支架在降到中間位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。(15)、以A1點(diǎn)為圓心，與E2A1相交于B1點(diǎn)。即B、BB2三個(gè)點(diǎn)為液壓支架在三個(gè)位置時(shí)的前連桿的上鉸點(diǎn)。(17)、分別作B B1和B1 B2的垂直平分線(xiàn)交于C點(diǎn)，即為前連桿的下鉸點(diǎn)，BC為前連桿的長(zhǎng)度。則AO、AB、BC、CD為液壓支架的四連桿機(jī)構(gòu)。 液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)作圖結(jié)果最終確定四連桿機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)尺寸為：AO = 1201 mm AB = 429 mmBC = 1481 mm CD = 342 mm Motion的梁端曲線(xiàn)模擬根據(jù)上述計(jì)算得到的四連桿機(jī)構(gòu)尺寸，在SolidWorks中建立簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)模型。 頂梁前端面的XY方向位移圖解 頂梁前端面運(yùn)動(dòng)軌跡，頂梁前端面雙紐線(xiàn)寬帶為12541215=39mm，符合要求。支架工作方式對(duì)支架頂梁長(zhǎng)度有很大影響。這是因?yàn)椴捎孟纫萍芎笸屏锏墓ぷ鞣绞綍r(shí)，支架要超前輸送機(jī)一個(gè)步距，以便采煤機(jī)過(guò)后，支架能及時(shí)前移，支護(hù)新暴露的頂板，做到及時(shí)支護(hù)，因此，先移架后推溜時(shí)頂梁長(zhǎng)度要比先推溜后移架時(shí)的頂梁長(zhǎng)度長(zhǎng)一個(gè)移架步距，一般為600mm。所謂梁端距是指移架后頂梁端部至煤壁的距離( C )。支架高度越大，梁端距也應(yīng)越大。 MG200/475W型采煤機(jī)配套尺寸（2）頂梁寬度：，本次設(shè)計(jì)取支架頂梁的最小寬度為1420mm,最大寬度為1590mm,選取單側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板，亦即頂梁側(cè)護(hù)板側(cè)推千斤頂?shù)男谐倘?70mm?！?m。（3）頂梁覆蓋率δ頂板覆蓋率按下式計(jì)算： ( )式中： ——頂梁覆蓋率；——頂梁寬度（包括側(cè)護(hù)板伸出寬度），mm；——頂梁總長(zhǎng)度，mm；——梁端距，mm；——相鄰頂梁間間隙。此設(shè)計(jì)的頂梁覆蓋率：目前國(guó)內(nèi)支撐式支架立柱為2～6，常用為4；掩護(hù)式支架為2柱；支撐掩護(hù)式為4柱式。本設(shè)計(jì)為支撐掩護(hù)式支架，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求呈傾斜或垂直布置，一般立柱與頂梁垂線(xiàn)夾角小于，由于夾角較小，有效支撐能力較大。指對(duì)支撐式和支撐掩護(hù)式支架而言前、后柱的間距。支撐式支架和支撐掩護(hù)式支架的立柱間距為1～。采煤工作面的過(guò)風(fēng)量有一定要求。但在工作面中安裝液壓支架后，通風(fēng)斷面積明顯減小。一般按工作面允許風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算。采煤工作面風(fēng)速計(jì)算按下式進(jìn)行。3 液壓支架的部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓支架各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)形式與工作面的頂?shù)装鍡l件和支架結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，選擇時(shí)根據(jù)支架的結(jié)構(gòu)和工作面頂?shù)装鍡l件，對(duì)各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，最后擇優(yōu)選擇。 頂梁頂梁是工作面頂板直接接觸的部件，除要滿(mǎn)足一定的剛度和強(qiáng)度要求外，還要保證支護(hù)頂板的需要，如：足夠的頂板覆蓋率；同時(shí)要適應(yīng)頂板的不平整性，避免因局部應(yīng)力而引起損壞。支架常用頂梁形式有3種：整體頂梁、鉸接頂梁和楔形結(jié)構(gòu)頂梁。（1）．整體頂梁整體頂梁的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好；頂梁對(duì)頂板載荷的平衡能力較強(qiáng)；前端支撐力較大；可設(shè)置全長(zhǎng)側(cè)護(hù)板，有利于提高頂板覆蓋率，改善支護(hù)效果，減少支架間漏矸。為改善接頂效果和補(bǔ)償焊接變形，整體頂梁前端(800～1000mm)，一般上翹。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)。前梁千斤頂必須有足夠的支撐力和連接強(qiáng)度，前梁上不宜設(shè)置側(cè)護(hù)板。1前梁；2前梁千斤頂；3頂梁。楔形梁1和后梁4通過(guò)銷(xiāo)軸鉸接，楔形梁的楔臂與頂粱間夾有楔塊2，楔塊2后端與楔形千斤頂鉸接，而千斤頂則鉸接于頂梁上。這樣，該梁就具有整體剛性頂梁前端支護(hù)力大的優(yōu)點(diǎn)。由于擺動(dòng)范圍較鉸接頂梁小，因此這種頂梁又具有鉸接頂梁的靈活性。1．1楔形梁；2楔塊；3楔形梁斤頂；4后梁。而前梁則采用挑梁的型式，以起到即時(shí)支護(hù)的作用。立柱按動(dòng)作方式，可分為單作用和雙作用；按支架種類(lèi)，可分為活塞式和活柱式；按伸縮方式，可分為單伸縮和雙伸縮。 本文單伸縮式機(jī)械加長(zhǎng)立柱立柱的結(jié)構(gòu)由缸體、活塞、缸口、活柱和機(jī)械加長(zhǎng)桿等組成。一般用27SiMn無(wú)縫鋼管制成?；钊橇⒅年P(guān)鍵元件，對(duì)它的主要要求是保證密封性能良好，運(yùn)動(dòng)表面能承受外力的沖擊。用鋼制作活塞時(shí)，可在活塞上安裝導(dǎo)向環(huán)與缸體內(nèi)徑配合。在不承受橫向力或橫向力很小的情況下，可以用保護(hù)密封圈的尼龍擋圈兼做導(dǎo)向環(huán)。鼓型密封圈是兩個(gè)夾布U型橡膠圈壓制而成的整體實(shí)心密封圈，它和兩個(gè)L型導(dǎo)向環(huán)一起使用，～，可以不加擋圈。蕾型密封圈是一個(gè)U型夾布橡膠圈和唇內(nèi)夾橡膠壓制而成的單向?qū)嵭拿芊馊?。可以不加擋圈?；钊妮S向固定方式由三種：用螺帽加防松螺釘固定；用壓盤(pán)和螺釘固定；用半圓環(huán)加彈性擋圈固定。為防止在礦井條件下表面生銹和腐蝕，表面要鍍鉻，并要注意保護(hù)，防止外部劃傷。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，但要求活塞桿外徑與缸體內(nèi)徑之間有比較大的空間，這種固定方式使用較多。當(dāng)密封液體壓力較高時(shí)，可采用半圓環(huán)結(jié)構(gòu)連接方式。掩護(hù)梁采用整體箱形鋼板焊接結(jié)構(gòu)，在掩護(hù)梁上端與頂梁鉸接，下部焊有與前后連桿鉸接的耳座。配置單向活動(dòng)側(cè)護(hù)板，減少架間漏矸和防止大采高支架橫向傾倒?；顒?dòng)側(cè)護(hù)板裝在掩護(hù)梁的一側(cè)。 本文支架掩護(hù)梁前、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?chē)鷰r載荷、水平作用力和保持支架穩(wěn)定。支架前連桿設(shè)計(jì)成雙單連桿連接成整體的形式，后連桿設(shè)計(jì)成單連桿。后連桿設(shè)計(jì)成單連桿，為支架后部節(jié)省出部分空間，有利于后部輸送機(jī)的維護(hù)與工作。(2)與前后連桿和掩護(hù)梁一起組成四連桿機(jī)構(gòu)。支架底座常用形式有3種，即整體剛性底座、底分式剛性底座和鉸接分體底座。整體剛性底座立柱柱窩的前方一般要設(shè)計(jì)一過(guò)橋板，以提高底座的整體剛性和抗扭能力。底座接底面積大，有利于減小對(duì)底板的比壓，但中擋推移機(jī)構(gòu)處易積存浮煤碎矸，清理較困難，一般用于軟底板條件下工作面支架。底座底板是中分式的，中擋推移機(jī)構(gòu)直接落在煤層底板上，前立柱柱窩前有過(guò)橋板，小擋后部上方為箱形結(jié)構(gòu)。目前，高產(chǎn)高效工作面液壓支架一般均采用分體剛性底座。這種底座對(duì)底板不平的適應(yīng)性好，減少了底座的扭轉(zhuǎn)和偏載載荷，但支架的整體剛性有所降低。目前這種底座結(jié)構(gòu)已較少采用。 本文底座結(jié)構(gòu)及其附屬機(jī)構(gòu)頂梁側(cè)護(hù)板裝置一般由側(cè)護(hù)板、彈簧套筒、側(cè)護(hù)千斤頂、導(dǎo)向桿和連接銷(xiāo)軸等組成。可改善頂梁與掩護(hù)梁的護(hù)頂、防矸性能，隔離控頂區(qū)與采空區(qū)、防止冒落矸石竄入工作面，減少冒矸形成的粉塵； 導(dǎo)向?；顒?dòng)側(cè)護(hù)板增強(qiáng)了支架側(cè)向穩(wěn)定性，其上設(shè)置的彈簧與千斤頂都起防倒與調(diào)架作用。 直角式單側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板，一側(cè)為固定側(cè)護(hù)板，一側(cè)為活動(dòng)側(cè)護(hù)板。直角式單側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板適用于上作面傾角較小(以下)的緩傾斜煤層或水平煤層，具有擋矸密封性好和導(dǎo)向性好的特點(diǎn)。另一側(cè)活動(dòng)，適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種支架。它的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，千斤頂可以布置在梁體的外側(cè)，便于拆裝和維修。主要用于頂板比較穩(wěn)定或堅(jiān)硬條件的支撐掩護(hù)式支架，且只能安裝于頂梁。掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板和后連桿側(cè)護(hù)板高度一般根據(jù)支架最大高度取，側(cè)護(hù)板水平尺寸等于移架步距加100～200mm搭接量的原則確定。 本文頂梁側(cè)護(hù)板 千斤頂推移千斤頂按連接方式分有直接連接方式、框架連接方式和浮動(dòng)活塞式。（2）框架連接方式推移千斤頂?shù)奶攸c(diǎn)：移架力大于推溜力，用于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架。按千斤頂?shù)倪m用性選用框架式推移千斤頂作推移千斤頂。側(cè)推千斤頂?shù)陌惭b位置有如下幾種：（1）安裝在頂梁和掩護(hù)梁結(jié)構(gòu)的下面，避免在頂梁和掩護(hù)梁上開(kāi)窗口，加強(qiáng)了頂梁和掩護(hù)梁的強(qiáng)度，但影響支架有效空間。（3）在頂梁和掩護(hù)梁下面開(kāi)窗口，把側(cè)推千斤頂安裝在窗口內(nèi)，便于安裝和檢修。該支架設(shè)計(jì)時(shí)選用了（2）中的側(cè)推千斤頂安裝方式。側(cè)推千斤頂?shù)钠渌鼌?shù)見(jiàn)計(jì)算部分，具體安裝位置見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙。前梁千斤頂?shù)幕钊灰郝飞?，裝有液控單向閥和安全閥，以保證前梁的初撐力與工作阻力。護(hù)幫千斤頂?shù)母左w用銷(xiāo)軸固定在前梁上，活塞桿固定在護(hù)幫板上。在千斤頂活塞腔油路上加液控單向閥鎖緊，并加安全閥進(jìn)行保護(hù)。 推移裝置設(shè)計(jì)推移裝置由推移桿、推移千斤頂和連接頭等主要零件組成，其中推移桿是決定推移裝置形式和性能的關(guān)鍵部位。，是由鋼板組焊而成的箱型結(jié)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，重量輕，被廣泛采用。實(shí)踐證明，在頂板破碎和底板松軟條件下，長(zhǎng)框架間往往填滿(mǎn)了煤塊或巖塊，清理十分困難。，它由前后兩段組成，前段為箱式結(jié)構(gòu)，后段為雙桿式結(jié)構(gòu)和導(dǎo)向塊?？蚣苁介L(zhǎng)推移桿適用于中型以下的支架。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、防止支架和輸送桿下滑的性能好，但在工作面難以更換，因此，必須保證其有足夠大的安全系數(shù)。 整體箱式長(zhǎng)推移桿，鉸接式長(zhǎng)推移桿一般由前后兩段箱式結(jié)構(gòu)件組成，中間通過(guò)十字連接頭鉸接，可以上、下、左、右擺動(dòng)。 鉸接式長(zhǎng)推移桿 在以上的兩種推移機(jī)構(gòu)中，長(zhǎng)推移桿采用倒拉式，千斤頂活塞桿收回為推溜,活塞桿伸出為移架，推溜力小于拉架力。 長(zhǎng)推移桿倒拉式布置 短推移桿正拉式布置 本文選擇長(zhǎng)推移桿倒拉式布置。不論何種架型，其橫向長(zhǎng)度均為架寬，縱向長(zhǎng)度根據(jù)架型、配套設(shè)備不同而異。掩護(hù)梁下部有可伸縮插板，放煤時(shí)收回插板，利用千斤頂?shù)纳炜s調(diào)整放煤口進(jìn)行放煤，放煤后伸出插板擋住矸石流入后輸送機(jī)內(nèi)。從支架整體設(shè)計(jì)看，其橫向穩(wěn)定性