【正文】 照明和通訊方便；支架的穩(wěn)定性要好，底座最大比壓要小于規(guī)定值； 要求支架有足夠的剛度，能承受一定的不均勻載荷和沖擊載荷。由上一章分析和計算知支架的伸縮比是最大與最小高度之比值即： m = Hm / Hn = (31) 支架間距 所謂支架間距，就是相鄰兩支架中心線間的距離，按下式計算 bc =Bm +nc3 (32) 式中 bc —— 支架間距（支架中心距）， Bm —— 每架支架頂梁的總寬度， c3 —— 相鄰支架（或框架）頂梁之間的間隙， n —— 每架所包含的組架或框架數(shù)，整體自移式支架 n = 1；整體邁步式支架 n = 2。 底座長度 的確定 底座是將頂板壓力傳遞到底版和穩(wěn)固支架的部件。通常支撐掩護(hù) 式支架的底座長度取 4 倍的移架步距（一個移架步距為 ） ，即 左右。支架底座寬度一般為 ～ m。 四連桿機(jī)構(gòu)的作用及幾何特征 四連桿機(jī)構(gòu)的作用 四連桿機(jī)構(gòu)是掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架的重要部件之一。 四連桿機(jī)構(gòu) 的幾何特征 ⑴ 支架高度在最大和最小范圍變化時， 如圖 31 所示 ， 頂梁前端點運動軌跡的最大寬度 e 應(yīng)大于或等于 70mm，最好為 30mm以下?！? 62176。～ 85176。～ 30176。 ⑶ 從圖 32 可知 ，掩護(hù)梁與頂梁鉸點和瞬時中心之間的連線與水平線的夾角為， θ設(shè)計時要使 a 角滿足 tgθ≤，其原因為 θ 角直接影響支架承受附加力的數(shù)值的大小。其原因是當(dāng)頂板來壓時，立柱讓壓下縮，使支 架有向前移的趨勢，可防止巖石向后移動，又可以使作用在頂梁上的摩擦力指向采空區(qū)。水平力的合力也相應(yīng)減小，所以減輕了掩護(hù)梁的外載荷。 所以，當(dāng)已知掩護(hù)梁和后連桿的長度后，從這個觀點出發(fā)，在設(shè)計時只要把掩護(hù)梁和后連桿簡化成曲柄滑塊機(jī) 構(gòu)，運用作圖法就可以了，如圖 33 所示（實際上液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)屬雙搖桿機(jī)構(gòu)）。所以掩護(hù)梁的長度設(shè)計首先應(yīng)滿足一定的運動 條件，其次是要盡量獲得良好的受力狀態(tài)。 （ 4）掩護(hù)梁總長不要大于兩搖桿在掩護(hù)梁上鉸接點距離的 4 倍，即 14LL? 。（ 6）掩護(hù)梁與前搖桿的夾角 ?130max ?? ，以免出現(xiàn)死角。 用解析法來確定掩護(hù)梁和后連桿的長度，如圖 3－ 4 所示。 可設(shè)： G――為掩護(hù)梁長度； A――為后連桿的長度； 圖 34 掩護(hù)梁和后連桿長度的確定 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 26 P1—— 支架最高位置時，掩護(hù)梁與頂梁夾角 (度 )。 Q1—— 支架最高位置時，后連桿與底平面夾角（度） 。 按四連桿機(jī)構(gòu)和掩護(hù)梁的幾何特征要求，選定 P1=58176。 代入上式，分別取上述四者值經(jīng)過調(diào)整，可求出兩者之間的比值為 。 (36) 根據(jù) GA 的值 ,由式（ 36）就可以求出掩護(hù)梁的長度 G＝ 2403mm 和后連桿長度 A＝內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 27 1745mm。 作圖過程如下： 1)確定后連桿下鉸點 O 點的位置，使它比底座面略高 250mm 2)過 O 點作與底座面平行的水平線 H— H 線。 4)在此斜線截取線段長度 A， a 點為支架在最高位置時后連桿與掩護(hù)梁的鉸點。 6)過 點作 H— H 線的平行線，則 HH 線與 FF 線的距離為 H1，為液壓支架的最高位置時的計算高度。 8)過 點作 FF 的垂線。 10）取 線中間某一點 ，為液壓支架降到此高度時掩護(hù)梁與頂梁的鉸點（液壓支架由高到低變化時，頂梁前端點運動軌跡為近似雙紐線，中間這一點的位置直接影響頂梁前端運動軌跡的形狀、變化寬度等）。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 28 12）以 點為圓心，掩護(hù)梁長 a 為半徑作弧，交最前面圓弧上一點 a’，此點為液壓支架降到中間某一位置時，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點。 14）連接 aˊ 、 ,并以 aˊ 點為圓心， ab 長為半徑作弧，交 上于 bˊ 點；以 點為圓心， ab 長為半徑作弧，交 b〞 上一點。 15）連接 aˊ O、 O，為液壓支架降到中間某一位置和最低位置時后連桿的位置。 17）過 c 點向 HH 線作垂線，交于點 d，則線段 Oa、 ab、 bc、 cd 和 dO 為液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 29 圖 35 液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)的幾何作圖法 結(jié)論：后連桿長度 A=1745mm 掩護(hù)梁長度 G=2403mm 前連桿長度 C=2138mm 前后連桿下鉸點底座投影距離 cd=505mm 頂梁 參數(shù) 的確定 支架工作方式對支架頂梁長度的影響 支架工作方式對支架頂梁長度的影響很大 ， 如圖 36所示的工作方式。這是因為采用先移架后推溜的工作方式時，支架要超前輸送機(jī)一個步距，以便采煤機(jī)過后，支架能及時前移，支控新暴露的頂板，做到及時支護(hù)。 頂梁長度計算的有關(guān)因素 支架頂梁長度 設(shè)備配套尺寸 有直接的關(guān)系。另外在輸送機(jī)采煤板前也留有一定距離。除 此之外，所有配套設(shè)備包括采煤機(jī)和輸送機(jī)，均要在頂梁掩護(hù)之下工作，以此來計算頂梁長度。我國規(guī)定支架的標(biāo)準(zhǔn)的中心距為 ；掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架包括側(cè)板在內(nèi)的頂梁寬度為 到 左右（ 為支架正常工作的寬度， 為調(diào)架時側(cè)護(hù)板伸出后的最大寬度） 。在風(fēng)量一定時，采煤工作面的通風(fēng)面積不應(yīng)過小。因此必須驗算通風(fēng)斷面積。根據(jù)保安規(guī)程規(guī)定，工作面的風(fēng)速應(yīng)小于 5m/s。 V= 601?AQ采 m/s (37) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 32 式中 V—— 工作面風(fēng)速（ m/s） A1 —— 支架在采煤工作面的通風(fēng)斷面積（ m2 ） Q 采 —— 采煤工作面所需風(fēng)量（ m3 /min） Q采 =qCKQ ?沼 m3 /min (38) K—— 通風(fēng)不均勻系數(shù)，一般取 K= Cq —— 保安規(guī)程允許的沼氣含量，一般取 Cq =1% Q沼 = 6024?tTq T—— 日產(chǎn)量（ T） qt —— 一分鐘生產(chǎn)一噸煤沼氣涌出量，一般取 qt =14（ m3 /min T? ） 已知： A1 = m2 T=670 t/h 則有： Q 沼 = 6024?tTq = 6024 14670?? = （ m3 /min） (39) Q 采 =qCKQ ?沼 = ? = （ m3 /min） (310) V= 601?AQ采= ? = (m/s) (311) V5m/s,合乎保安規(guī)程規(guī)定。 bc = Lg = Δ = 所以 Fc = （ ＋ ）＝ 支護(hù)強(qiáng)度 ? ? 11 2 1 21mqx qqHhq q q q hh?? ? ? ? （ 42） =[441+(637441)(43)/(53)] =702 2kN/m 式中： xq —— 當(dāng)支架最大采高為 mH 時，支架應(yīng)有的支護(hù)強(qiáng)度； 1q —— 在架型選擇表 25 中與低于 mH 但與之相鄰的采高相對應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度； 2q —— 在架型選擇表 25 中與高于 mH 但與之相鄰的采 高相對應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 34 1qh —— 1q 所對應(yīng)的采高； 2qh —— 2q 所對應(yīng)的采高。其中， YF1B型 =40 MPa； YF2B 型 =30~60 MPa； — 立柱最大傾角 (176。 將各數(shù)值代入公式 43 得立柱缸徑為： 查表取立柱缸體內(nèi)徑 為 200 mm。 取泵站額定工作壓力 ( MPa)減去從泵站到支架沿程壓力損失后的值 為 MPa，代入公式 44 (44) 得立柱初撐力為： 安全閥壓力立柱工作壓力 立柱的工作阻力 按下式計算： (45) (46) 解得 = MPa, 安全閥選用 YF1B 型調(diào)正壓力 40 MPa 將 =200mm， =40 MPa 代入式 45 得： = 初撐力與工作阻力間應(yīng)滿足 =(~) ，計算驗證 = ，滿足要求。由頂梁平衡條件 0。0 ?????? AMyx 可得： AX? （ 47） AY? 1 1 2 2( c os c os )rp p P??? ? ? （ 48） AM ?? 1 16 1 1 12 13 2 2 13c os ( ) c osrrp x p l p l l p l? ? ?? ? ? ? ? (49) 掩護(hù)梁的受力分析 掩護(hù)梁的及四桿機(jī)構(gòu)部分的夾角的計算 結(jié)合前面四桿機(jī)構(gòu)的作圖可知道 : ， ， 取掩護(hù)梁為分離體，其受力模型如圖 42 所示： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 37 圖 42 掩護(hù)梁的受力分析 圖 設(shè)掩護(hù)梁上矸石壓力為 wP ；其作用位置在掩護(hù)梁 31 處；由掩護(hù)梁平衡條件0。0 ?????? AMyx 可知： X? = AX －（ 23 3 4 4 5c o s c o s c o sWP p p? ? ? ?? ? ? ? 5 c os 5Wwpp????） =0 （ 410） Y?? AY －（ 5 5 5 5c os si n si n si nW W Wp p p? ? ? ? ? ?? ? ? ? 3 3 4 4sin sinpp??? ? ? ?） =0 （ 411） AM? = G+ =0 （ 412） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 38 底座的受力模型如下圖 43 所示： 圖 43 底座的受力圖 由 0X?? 、 0Y?? 、 2 0OM ?? 得： ∑ X= =0 (413) 1 2 2 3 3 4 4c o s c o s sin sin 0fY P P P P P? ? ? ?? ? ? ? ? ?? 12 2 1 1 2 2 2sin sinO fM P x P l P l??? ? ?? 1 1 6 7 8c os ( )P l l l?? ? ?1 2 2 7 8 3 3 3 3 3 8 4 4 4c o s ( ) c o s sin c o s 0P l l P l P l P l? ? ? ?? ? ? ? ? ? (414) 其中 分別為支架前排和后排立柱的合理，由之前的計算得 ffFP?? （ 415） 3 si nWCp HR L a ?? （ 416） （ 416）式子中 H—— 最大采高取 , 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 39 R—— 矸石密度取 3 10 kg m? , CL —— 掩護(hù)梁的長度取 , ? —— 掩護(hù)梁與水平面的夾角取 . 聯(lián)立上述（ 4— 7）～（ 4— 16）式，解得： ， ， =1200mm , =700mm ， = =295mm ,， ， , , = 液壓支架底座接觸比壓計算 頂板對支架的巨大載荷經(jīng)由 整臺支架傳到底板，在支架底座與底板接觸處將具有一定的比壓。底座對底板的比壓值應(yīng)小于底板的抗壓強(qiáng)度否則底座會陷入底板，造成移架困難，頂?shù)装逡平吭龃?，支架失穩(wěn)以及支撐力降低等現(xiàn)象。x39。Wk dL d 圖 44 整體支架分離體 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 40 設(shè)底座后端比壓 4q ， 前端比壓為 5q 。如圖 4－ 6 所示。底座后端比壓 4q 為： 3/14 1032 ??? bnFqd (MPa) （ 417） q 5q 4F 13