【正文】 護(hù)梁和后連桿簡(jiǎn)化成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)就可以了，如圖52所示： 掩護(hù)梁和后連桿長(zhǎng)度的確定確定掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)至頂梁頂面的距離和后連桿下鉸點(diǎn)至底座地面的距離。在結(jié)構(gòu)允許的條件下，掩護(hù)式液壓支架盡量取大些，支撐掩護(hù)式液壓支架盡量取小些。2．掩護(hù)梁和后連桿距離的確定。圖53 掩護(hù)梁和后連桿長(zhǎng)度的確定設(shè)：G——掩護(hù)梁的長(zhǎng)度；A——后連桿的長(zhǎng)度；L2——e’點(diǎn)引垂線(xiàn)到后連桿下鉸點(diǎn)的距離；H1——支架最高位置時(shí)的計(jì)算高度；H2——支架最低位置時(shí)的計(jì)算高度。掩護(hù)式液壓支架： =～支撐掩護(hù)式液壓支架： =～支架最高位置時(shí)的計(jì)算高度為： H1=GsinP1+AsinQ1 (57)根據(jù)的比值和式57可以求得掩護(hù)梁的長(zhǎng)度G和后連桿長(zhǎng)度A，經(jīng)過(guò)取整后計(jì)算出PP2的角度，確定這幾個(gè)參數(shù)。 P2=20176。 Q2=30176。+176。用幾何做圖法確定四連桿機(jī)構(gòu)的各部分尺寸，具體作圖如圖54所示。2) 過(guò)O點(diǎn)作于底座地面平行的水平線(xiàn)HH線(xiàn)。4) 在此斜線(xiàn)上截取線(xiàn)段oa,oa長(zhǎng)度等于A（1400mm），a點(diǎn)即為后連桿與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)。）的斜線(xiàn)，以a點(diǎn)為圓心，以G（2400mm）為半徑作圓弧交此斜線(xiàn)于一點(diǎn)e‘，此點(diǎn)為掩護(hù)梁與頂梁的鉸點(diǎn)。7) 以a為圓心，（480mm）長(zhǎng)度為半徑作?。ā谘谧o(hù)梁上交與一點(diǎn)b，為前連桿上鉸點(diǎn)的位置。9) 在垂線(xiàn)上作液壓支架在最低位置時(shí)（距HH 1270mm），頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)e’’’。圖55 幾何作圖法設(shè)計(jì)四連桿機(jī)構(gòu)個(gè)位置相關(guān)尺寸P1=14176。Q1=60176。G=2400mm A=1400mm H1=2787mm H2= 1270mm11) 以O(shè)點(diǎn)為圓心，Oa（1270mm）為半徑作弧。13) 以e’’’為圓心，掩護(hù)梁長(zhǎng)ae’為半徑作弧，交與最前面圓弧上一點(diǎn)a’’，此點(diǎn)為支架降到最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。15) 連接a’O、a’’O，為液壓支架降到中間某一位置和最低位置時(shí)后連桿的位置。17）過(guò)c點(diǎn)向HH作垂線(xiàn)，交與點(diǎn)d，則線(xiàn)段Oa、ab、bc、cd和dO為液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)（cd長(zhǎng)度為290mm）。這是因?yàn)椴捎孟纫萍芎笸埔频姆绞綍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，支控新暴露的頂板，做到及時(shí)支護(hù)。設(shè)計(jì)中采用及時(shí)支護(hù)方式。另外在輸送機(jī)鏟煤板前也要留有一定距離。也是為防止采煤機(jī)截割煤壁不齊，給推移輸送機(jī)留有一定距離。以此來(lái)計(jì)算頂梁長(zhǎng)度。采煤機(jī)選用MLS3170型；輸送機(jī)采用DGWD180型；配套尺寸為1972mm。其它參數(shù)可從上述中得：頂梁長(zhǎng)度=(1972+2250+1400cos60176。~。第六章 立柱的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核（專(zhuān)題） 立柱設(shè)計(jì)方案的確定 立柱的類(lèi)型立柱按動(dòng)作方式分為單作用和雙作用立柱；按結(jié)構(gòu)分為活塞式和柱塞式立柱；按伸縮方式分為單伸縮和雙伸縮式立柱，如圖61所示。單伸縮雙作用活塞式立柱，靠液壓力伸柱和降柱。2）雙伸縮立柱的動(dòng)作原理雙伸縮立柱動(dòng)作原理如圖62所示當(dāng)高壓液進(jìn)入中缸下腔，上腔回液，使中缸伸起，如圖62a所示。降柱時(shí)如圖62c、d所示。立柱上部進(jìn)液孔經(jīng)中缸小孔進(jìn)入上柱上腔，下腔液體經(jīng)底閥從立柱下部孔回液，上柱下降，如圖62d所示圖62 雙伸縮立柱動(dòng)作原理 立柱數(shù)的確定目前國(guó)內(nèi)液壓支撐式液壓支架立柱數(shù)一般為2～6根，常用為4根；掩護(hù)式液壓支架為2根；支撐掩護(hù)式液壓支架為4根。一般采用27SiMn無(wú)縫鋼管制成。活塞是立柱的關(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。導(dǎo)向環(huán)多用做塑料制品，也有用銅質(zhì)合金制成?；钊棵芊馊γ芊?，密封圈有O形﹑Y形﹑U形﹑V形﹑鼓形﹑蕾形等。他可以用于各種活塞上的雙向密封。它適用于裝入各種液壓活塞頭和導(dǎo)向套上，為單向密封。（2）用壓盤(pán)和螺釘壓緊?；钪突钊麠U是立柱傳遞機(jī)械力的重要部件，它要能承受壓力和彎曲等載荷作用，必須磨和耐腐蝕，可用27SiMn無(wú)縫鋼管或45號(hào)鋼制成。防止外部硬傷。密封圈的作用和結(jié)構(gòu)如前所述。導(dǎo)向套為活柱和活塞桿導(dǎo)向。導(dǎo)向套的材料通常為聚甲醛和銅合金。6缸體和缸蓋的連接方式（1） 螺紋連接（2） 固定鋼絲連接 固定鋼絲連接，在缸蓋和缸體見(jiàn)穿一鋼絲，這種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。 = Δ= 所以 Fc = （3＋）＝。首先按表35根據(jù)基本頂級(jí)級(jí)別和直接頂類(lèi)別確定支架類(lèi)型，在根據(jù)基本頂級(jí)級(jí)別和采高確定支護(hù)強(qiáng)度。KN/：——在架型選擇表35中低于但與之相鄰的采高對(duì)應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度。KN/ ——所對(duì)應(yīng)的采高 ——所對(duì)應(yīng)的采高查表代入式中（62）得出: 從而得出頂梁的支撐阻力為 F= Fc= = 立柱技術(shù)參數(shù)的確定立柱缸體內(nèi)徑計(jì)算公式： （63） 式中 —立柱缸體內(nèi)徑，cm；—支架承受的理論支護(hù)阻力，kN；—每架支架立柱數(shù)，掩護(hù)式液壓支架立柱數(shù)為2柱；—安全閥調(diào)整壓力，MPa，其中，YF1B型=40MP；YF2B 30~60 MPa；—立柱最大傾角( 176。將各數(shù)值代入公式63得立柱缸徑為：=表61 內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn) 單位：mm506380100110125140(145)160180200210220230250查表61，選取立柱缸體內(nèi)徑為=180mm。 立柱的初承力和工作阻力的確定立柱初撐力按下式計(jì)算: （64）選用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的XRB2B型乳化液泵站，額定工作壓力為35MPa。立柱的工作阻力按下式計(jì)算： (65)將=180mm，=40 MPa代入式65得：=可見(jiàn)此安全閥是可行的。但頂板載荷復(fù)雜，分布規(guī)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。把支架的空間桿系結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化成平面桿系結(jié)構(gòu)。所以，支架支撐力分布也為三角形，以此計(jì)算立柱上柱窩位置。對(duì)A點(diǎn)取矩： 頂梁受力分析 （66）式中： x－立柱上柱窩至頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)之距；－支架支護(hù)阻力；(KN),= q－支架最大支護(hù)強(qiáng)度；－支護(hù)面積；－頂梁長(zhǎng)度(不包括頂梁與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)與頂梁后端之距)－支護(hù)工作阻力之和；－頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁頂面之距；－立柱上柱窩中心至頂梁頂面之距；－立柱在最高位置時(shí)的傾角。 活塞全部伸出時(shí)立柱的總長(zhǎng)度。 －活塞的行程所以采用單伸縮雙作用液壓缸是可行的。同時(shí)考慮柱前行人和支架的調(diào)高范圍以及下柱窩與前連桿下鉸點(diǎn)的距離，一般按支架在最低工作位置時(shí)，立柱最大傾角應(yīng)小于30來(lái)考慮。代入數(shù)據(jù)；11601273mm前后連桿下鉸點(diǎn)之距=立柱下鉸點(diǎn)距前連桿下鉸點(diǎn)之距=310mm取400mm式中；－支架最小高度； G－掩護(hù)梁長(zhǎng)度； A－后連桿長(zhǎng)度； －支架最低位置時(shí)，后連桿與水平面得夾角；－支架最低位置時(shí)，立柱傾角；－支架最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與水平面的夾角。平衡千斤頂活塞桿外徑的計(jì)算： (68）式中：——活塞桿外徑。 推移千斤頂技術(shù)參數(shù)的確定（1）推移千斤頂技術(shù)參數(shù)1)直接連接方式的推移千斤頂，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但移架力小于推溜力，一般用于支撐式液壓支架。如果采用直接推移方式，在提高移架力的同時(shí)，推溜力也將增加，這樣有可能吧中部槽推壞。3）浮動(dòng)活塞式推移千斤頂。（本設(shè)計(jì)采用詞方式）推移千斤頂?shù)母讖脚c推移方式有關(guān)。 框架推移千斤頂?shù)母左w內(nèi)徑： (610）中厚煤層=150~250KN。浮動(dòng)活塞式千斤頂?shù)母左w內(nèi)徑由以下兩式聯(lián)立確定： (611) (612)式中 ——推移千斤頂?shù)耐屏?，一般?——泵站額定工作阻力減去從泵站刀支架損失后的值。為使平衡千斤頂與掩護(hù)梁不發(fā)生干涉，保證支架在不同高度是平衡千斤頂與掩護(hù)梁平行，可以取支架在最高位置時(shí)頂梁上平面和掩護(hù)梁的夾角。平衡千斤頂在拉力時(shí)，取。代入(615)可得： =取=400mm。而頂板冒落是有一定過(guò)程的，一般可分為三個(gè)階段，開(kāi)始頂板處于無(wú)壓狀態(tài)，此時(shí)頂板較完整，而且沒(méi)有下沉，稱(chēng)為無(wú)壓狀態(tài)；但經(jīng)一定時(shí)間后，頂板就會(huì)下沉，通常稱(chēng)為老頂來(lái)壓，此時(shí)頂板并不破裂，而且這種下沉帶有一定的周期性，所以稱(chēng)為老頂周期來(lái)壓狀態(tài)；如果不及時(shí)支護(hù)，頂板就會(huì)破裂而冒落，此時(shí)叫冒落狀態(tài)。（3）支架受力支架在工作面受力是由于頂板下沉，同時(shí)又有向采空區(qū)移動(dòng)的趨勢(shì)，使頂梁受合力和底座受底板反力，其中頂板合力的垂直分力,由支架工作阻力來(lái)克服，所以在計(jì)算支架的工作載荷時(shí)按支架的工作阻力來(lái)確定。圖65鉸接式頂梁支架受力首先取頂梁為分離體：圖66 頂梁分離體受力各力對(duì)o點(diǎn)取矩，可寫(xiě)出作用點(diǎn)的位置的表達(dá)式：式中— 平衡千斤頂?shù)耐屏Ιp拉力（推力時(shí)，受力方向向上；拉力時(shí)相反）。 當(dāng)為“+”（平衡千斤頂為推力）且 W=0時(shí)=1775KN代入得1343mm當(dāng)為“”（平衡千斤頂為拉力）且 W==2013KN代入得 919mm所以，在驗(yàn)算頂梁強(qiáng)度時(shí)，按平衡千斤頂受拉且=。底板對(duì)底座的支撐反力與大小相等。對(duì)圖點(diǎn)取矩，整理后有： （617）當(dāng)平衡千斤頂為拉力時(shí)，即取“–”值，力有最大值，也有最大值，應(yīng)按此條件求值。由于頂板與頂梁接觸情況不同，載荷實(shí)際分布很復(fù)雜。設(shè)頂梁長(zhǎng)為，頂板的集中載荷為，其作用點(diǎn)距頂梁一端為。如圖68a所示。如圖68b所示頂梁前端比壓為： MPa （619）頂梁后端比壓為： Mpa （620）由于x=919mm小于=1000mm所以載荷分布為三角形。=22501521=729mm (621） (622） 則底座后端比壓為0，底座后端比壓為：== (623） 支護(hù)效率的計(jì)算整臺(tái)支架的工作阻力是由立柱工作阻力產(chǎn)生的。用支護(hù)效率來(lái)評(píng)價(jià)立柱工作阻力轉(zhuǎn)變?yōu)橹Ъ芄ぷ髯枇Φ挠行С潭?，支護(hù)效率按下式計(jì)算： ===89% (623）值與支架的架型，結(jié)構(gòu)尺寸和支架高度有關(guān)，值過(guò)大或過(guò)小都不好由于支架的工作阻力由立柱工作阻力之間和垂直分力及掩護(hù)梁和前后連桿承擔(dān)，而立柱的工作阻力之和不變，當(dāng)至過(guò)大，說(shuō)明掩護(hù)梁和前后連桿受承載增加，對(duì)掩護(hù)梁前后連桿不利；當(dāng)值過(guò)小，說(shuō)明立柱的阻力不能充分發(fā)揮。支撐式液壓支架由于立柱垂直布置又無(wú)四連桿機(jī)構(gòu)，所以值為100%。前面數(shù)章的內(nèi)容已經(jīng)給出了支架主要零件部件受力分析和負(fù)荷的計(jì)算方法。當(dāng)然強(qiáng)度條件要以現(xiàn)階段液壓支架所選用的材料、制造工藝以及大致形式等為依據(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)調(diào)整。2. 結(jié)構(gòu)鋼、銷(xiāo)軸、活塞桿的屈服極限及強(qiáng)度條件如下：(1)各機(jī)構(gòu)件通常采用15CrMo等普通低碳合金結(jié)構(gòu)鋼，并由具體標(biāo)準(zhǔn)厚度的鋼板焊接而成，取=459MPa。(3)活塞桿均采用45號(hào)鋼，取屈服極限=。(4)結(jié)構(gòu)件、銷(xiāo)軸和活塞桿的強(qiáng)度條件為： (624)式中 n—安全系數(shù) —危險(xiǎn)斷面計(jì)算出的最大應(yīng)力，Mpa； —許用安全系數(shù)3. 剛體材料采用無(wú)縫鋼管，取抗拉強(qiáng)度，強(qiáng)度條件為： （625）式中：—缸體許用應(yīng)力。 4. 焊條抗拉強(qiáng)度條件為： （626）式中：。表64支架安全系數(shù)安全系數(shù)前梁底座頂梁掩護(hù)梁前連桿n安全系數(shù)后連桿主要軸缸體焊縫活塞桿n－4－4注：、掩護(hù)梁、連桿軸等不能進(jìn)行加載強(qiáng)度校核，（如果能精確計(jì)算，如有抗扭計(jì)算、有限元計(jì)算等，許用安全系數(shù)可以減小，這個(gè)問(wèn)題有待研究決定）。根據(jù)計(jì)算表明，改變結(jié)構(gòu)件高度對(duì)強(qiáng)度影響較大，而改變結(jié)構(gòu)件鋼板厚度對(duì)強(qiáng)度影響較小，在設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)結(jié)構(gòu)件具體情況酌情處理。 ——油缸最大工作阻力，KN。穩(wěn)定條件適用范圍：