液壓掩護(hù)支架設(shè)計(jì)（ZY1679∕13∕23）【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 I 摘 要 由于地下煤層的地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，這就要求在不同的煤層環(huán)境中使用不同的與之適應(yīng)的液壓支架。 本論文主要闡述了一般掩護(hù)式液壓支架的設(shè)計(jì)過程。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：選架型、總體設(shè)計(jì)、主要零部件的設(shè)計(jì)、主要零部件的校核和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 由于該煤層厚度適中，選用掩護(hù)式液壓支架，支架采用四連桿機(jī)構(gòu)，以改善支架受力狀況。頂梁、掩護(hù)梁、底座均做成箱體結(jié)構(gòu)；立柱采用雙伸縮作用液壓缸，以增加工作行程來滿足支架調(diào)高范圍的需要。推移千斤頂采用浮動(dòng)活塞式結(jié)構(gòu)，以減少推溜力和增大移架力。為了提高移架速度，確保對頂板的及時(shí)支護(hù)，采用 錐閥液壓系統(tǒng)。 整個(gè)液壓支架的設(shè)計(jì)都源于煤層厚度這一初始條件，這很好的說明了不同煤層需要不同的液壓支架，于是液壓支架的更新?lián)Q代對于提高采煤效率和增加井下安全性顯得十分重要。 關(guān)鍵詞：液壓支架；液壓；四連桿機(jī) 構(gòu)；采煤 ；支架選型；推溜；移架 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 s in to is in a to to to a In to a is to of of is of of it is 文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 錄 目錄 . I 前 言 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1 緒論 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 壓支架發(fā)展歷史 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 國液壓支架的發(fā)展 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 壓支架的組成和分類 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 壓支架的組成 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 壓支架的分類及特點(diǎn) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 壓支架的工作原理 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 壓支架的支護(hù)方式 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 架選型的基本參數(shù) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 液壓支架的基本要求 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 計(jì)液壓支架必需的基本參數(shù) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 2 液壓支架的總體設(shè)計(jì) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 壓支架參數(shù)的確定 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 撐力 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 架力與推溜力 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 架調(diào)高范圍 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 心距和寬度的確定 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 座長度 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 梁長度的確定 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 架工作方式對支架頂梁長度的影響 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 套尺寸對頂梁長度的影響 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 梁長度計(jì)算 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 柱及柱窩位置的確定 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 柱數(shù) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 撐方式 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 柱的設(shè)計(jì) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 柱柱窩位置的確定 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 衡千斤頂位置的確定 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 平衡千斤頂安裝位置的確定原 則 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 衡千斤頂在頂梁上位置的確定 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 要軸銷間隙及其影響 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 3 液壓支架的主要部件的設(shè)計(jì) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 梁 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 護(hù)梁 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、后連桿 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 座 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 柱 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 斤頂 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 移千斤頂 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 衡千斤頂 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 推千斤頂 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 護(hù)板 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 4 液壓支架受力分析和計(jì)算 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 壓支架基本技術(shù)參數(shù)的確定 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 柱的初撐力和泵站額定工作壓力 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 斤頂技術(shù)參數(shù)確定 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 架受力分析與計(jì)算 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 接式頂梁掩護(hù)支架 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 梁載荷分布 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 護(hù)強(qiáng)度計(jì)算 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 座接觸比壓計(jì)算 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 護(hù)效率 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 5 主要零、部件的強(qiáng)度校核 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 核的基本要求 . 錯(cuò)誤 !未 定義書簽。 度校核 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 6 液壓支架的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 壓支架的液壓系統(tǒng)簡介 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 壓支架的液壓系統(tǒng)擬訂 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 柱系統(tǒng) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 斤頂系統(tǒng) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 制閥的選擇 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 7 結(jié)論 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致謝 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 V 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 6 前言 中國煤礦綜合機(jī)械化，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已有長足進(jìn)步。就綜合機(jī)械化的水平看，總體上已趕上或達(dá)到國際上上世紀(jì)九十年代初的水平。有些技術(shù)，如綜采放頂煤開采技術(shù)還處于國際領(lǐng)先水平。目前，中國煤機(jī)自主開發(fā)、自主設(shè)計(jì)和制造的煤礦機(jī)電裝備已經(jīng)廣泛地在中國各類煤礦中使用，成為中國煤礦工業(yè)技術(shù)裝備的主體。同時(shí)，也在引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)和裝備，這些都成為中國煤礦安全生產(chǎn)和高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)提供了可靠的保證。 在采煤工作面的煤炭生產(chǎn)過程中 ,為了防止頂板冒頂 ,維持一定的工作空間 ,保證工人 安全和各項(xiàng)作業(yè)正常進(jìn)行 ,必須對頂板進(jìn)行支護(hù)。而液壓支架是以高壓液體作為動(dòng)力，由液壓元件與與金屬構(gòu)件組成的支護(hù)和控制頂板的設(shè)備，它能實(shí)現(xiàn)支撐、切頂、移架和推移輸送機(jī)等一整套工序。實(shí)踐表明液壓支架具有支護(hù)性能好、強(qiáng)度高，移架速度快、安全遙相呼應(yīng)靠等優(yōu)點(diǎn)。液壓支架與可彎曲輸送機(jī)和采煤機(jī)組成綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，它的應(yīng)用對增加采煤加采煤工作面產(chǎn)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、減輕工人的體力勞動(dòng)和保證安全生產(chǎn)是不可缺少的有效措施。因此液壓支架是技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理，安全上可靠、是實(shí)現(xiàn)采煤綜合機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的主要 設(shè)備。 國產(chǎn)液壓支架是中國綜采工作面最主要的技術(shù)裝備之一，也是國產(chǎn)綜采工作面裝備中生產(chǎn)量最大的產(chǎn)品 。專業(yè)煤機(jī)廠在 90 年代曾向印度出口了支撐掩護(hù)式 1/34 強(qiáng)力支架，向俄羅斯出口了 6/50 大采高支架及向土耳其出口了 8/32、8/32 及過渡、端頭高位放頂煤支 架等，并均取得較好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果。雖然，國產(chǎn)液壓支架以其低廉的價(jià)格，同時(shí)又以較好的技術(shù)性 能滿足了中國煤礦用戶的基本要求而廣受國內(nèi)煤礦企業(yè)的歡迎和信賴 . 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 7 1概述 國液壓支 架的發(fā)展 中國煤機(jī)行業(yè)從六十年代末開始進(jìn)行液壓支架的研究和開發(fā)工作。七十年代，在原國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)同志關(guān)于 “ 引進(jìn)、消化、吸收、提高 ” 方針的指導(dǎo)下，和科研院所一起，共同研究國外液壓支架的設(shè)計(jì)與制造技 術(shù)，并結(jié)合中國煤層地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多樣性，和煤礦企業(yè)一起，先后研制了：適用于中厚煤層開采 的 用于堅(jiān)硬頂板的 著放頂煤技術(shù)在煤礦推廣應(yīng)用，鄭州煤機(jī)廠、北 京煤機(jī)廠和煤科總院北京開采所、太原分院及其他科研單位，又共同研制和開發(fā)了 列放頂液 壓支架產(chǎn)品；為適應(yīng)厚煤層分層開 采的實(shí)際需要，研制和開發(fā)了出 列 鋪網(wǎng)支架等產(chǎn)品 。目前，以鄭州煤機(jī)廠、北京開采所、太原分院和北京煤機(jī)廠為主要設(shè)計(jì)和制造力量的液壓支架的科研 和制造企業(yè)已經(jīng)能夠根據(jù)中國煤礦企業(yè)的需要，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出支撐高度 m，工作阻力為 1200- 10000作面傾角在 30 45以下，移架速度在 12 16s 范圍內(nèi)的各種掩護(hù)式、支撐掩護(hù)式、放頂 煤和鋪網(wǎng)液壓支架。目前，國產(chǎn)液壓支架在中國煤礦綜采工作面液壓支架總量的比例已達(dá) 94%。 壓支架的用途 在采煤工作面的煤炭生產(chǎn)過程中，為 了防止頂板冒落，維持一定的工作空間，保證工人安全和各項(xiàng)作業(yè)正常進(jìn)行，必須對頂板進(jìn)行支護(hù)。而液壓支架是以高壓液體作為動(dòng)力，由液壓元件與金屬構(gòu)件作成的支護(hù)和控制頂板的設(shè)備，它能實(shí)現(xiàn)支撐、切頂、移架和推移輸送機(jī)等一整套工序。實(shí)踐表明液壓支架具有支護(hù)性能好、強(qiáng)度高、移架速度快、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。液壓支架與可彎曲輸送機(jī)和采煤機(jī)組成綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，它的應(yīng)用對增加采煤工作面產(chǎn)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、減輕工人的體力勞動(dòng)和保證安全生產(chǎn)是不可缺少的有效措施。因此，液壓支架是技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理，安全上可靠、是實(shí)現(xiàn)采煤 綜合機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的主要設(shè)備。 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 8 壓支架的動(dòng)作原理 液壓支架在工作過程中，必須具備升、降、推移四個(gè)基本動(dòng)作，這些動(dòng)作是利用泵站供給的高壓乳化液通過工作性質(zhì)不同的幾個(gè)液壓缸來完成的。如圖 1示。 -1 ) 升柱 當(dāng)需要支架上升支護(hù)頂板時(shí)，高壓乳化液進(jìn)入立柱的活塞腔，另一腔回液，推動(dòng)活塞上升，使與活塞桿相連接的頂梁緊緊接觸頂板。 2) 降柱 當(dāng)需要降柱時(shí)，高壓液進(jìn)入立柱的活塞桿腔，另一腔回液，迫使活塞桿下降，于是頂梁 脫離頂板。 3) 支架和輸送機(jī)前移 支架和輸送機(jī)的前移，都是由底座上和推移千斤頂來完成的。當(dāng)需要支架前移時(shí)，先降柱卸載，然后高壓液進(jìn)入推移千斤頂?shù)幕钊麠U腔，另一腔回液，以輸送機(jī)為支點(diǎn)，缸體前移，把整個(gè)支架拉向煤壁；當(dāng)需要推輸送機(jī)時(shí)，支架支撐頂板后，高壓液進(jìn)入推移千斤頂?shù)幕钊?，另一腔回液，以支架為支點(diǎn)，使活塞桿伸出，把輸送機(jī)推向煤壁。 支架的支撐力與時(shí)間 關(guān)系曲線，稱為支架的工作 特性曲線，如下圖 1示。支架立柱工作時(shí)，其支撐力隨時(shí)間和變化過程可分為三個(gè)階段。支架在升柱時(shí)，高壓液進(jìn)入立柱下腔，立柱升起使頂梁 接觸頂板，立柱下腔 壓力增加，當(dāng)增加到泵站工作壓力時(shí)，泵站自動(dòng)卸載，支架的液控單向閥 關(guān)閉，立柱下腔壓力達(dá)到初撐力，此階段為初撐階段 架初撐后，隨頂板下沉，立柱下腔壓力增加，直至增加到支架的安全閥調(diào)正壓力，立柱下腔圖 1壓支架工作原理 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 9 壓力達(dá)到工作阻力。此階段為增阻階段 著頂板壓力繼續(xù)增加，使立柱下腔壓力超過支架的安全閥壓力調(diào)正值時(shí)，安全閥打開而溢流，這樣在安全閥調(diào)整壓力的限止下，壓力曲線隨時(shí)間呈波浪形變化，此階段為恒阻階段 壓支架的分類 按液 壓支架在采煤工作面的安裝位置來劃分，有端頭液壓支架和中間液壓支架。端頭液壓支架簡稱端頭支架，專門安裝在每個(gè)采煤工作面的兩端，中間液壓支架是否安裝在除工作面端頭以外的采煤工作面上所有位置的支架。中間液壓支架按其結(jié)構(gòu)形式來劃分，可分為三種類型，即：支撐式、掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式。支撐式支架又有垛式和節(jié)式之分。 圖1 3 為垛式 ,圖 1 4 為節(jié)式。 圖 1 -2 文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 10 掩護(hù)式支架又有插腿式和非插腿式之分。 圖 1 5 為插腿式，圖 1 6 為立柱在掩護(hù)梁上非插腿式。圖 1 7 為立柱支在頂梁上非插腿式。 護(hù)式液壓支架的組 成及部件作用 掩護(hù)式支架是由前梁、 護(hù)幫板、 主梁、掩護(hù)梁、側(cè)護(hù)板、底座、前后連桿、前梁千斤頂、立柱、平衡千斤頂、推移千斤頂、操縱閥、控制閥等組成。它采用本架控制，有兩種供液壓力，立柱、平衡千斤頂、前梁千斤頂?shù)幕钊挥酶邏?，其余的活塞腔用低壓。在操縱閥上加一個(gè)配液板，通過該二個(gè)單向閥可使可使升柱時(shí)高低壓同時(shí)供液，使升柱速度加快，初撐力大，有效地防止頂板離層。在推溜液路上未設(shè)液控單向閥，可使系統(tǒng)簡單，為國避免移架時(shí)將輸送機(jī)拉向采空區(qū)側(cè)，操作時(shí)應(yīng)將鄰架的推移操縱閥放在推溜位置上，以克服移架時(shí)的反作用力。 平衡千斤頂 前、后兩腔都設(shè)控制閥，使前后腔都成為承載腔。側(cè)推千斤頂兩腔油路上都有節(jié)流孔，這是因?yàn)樵撉Ы镯斝谐梯^短，節(jié)流孔可使其動(dòng)作平緩。但沒有控制閥，這是圖 1式支架 圖 1式支架 1腿式支架 圖 1-6 in 圖 1柱支在頂梁上非插腿式支架 -7 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 11 因?yàn)樗恍枰休d。在總回液路上有一個(gè)單向閥，起背壓作用，使各動(dòng)作平穩(wěn)。操縱閥為組合式片閥，可以同時(shí)操作。 煤工作面液壓支架設(shè)計(jì)目的、要求和設(shè)計(jì)液壓支架的基本參數(shù) 煤工作面液壓支架設(shè)計(jì)目的 采用綜合機(jī)械化采煤方法是大幅度增加煤炭產(chǎn)量、提高經(jīng)濟(jì)效益的必由之路。為了滿足對煤炭日益增長的需求，必須大量生產(chǎn)綜合機(jī)械化采煤設(shè)備。迅速增加綜合機(jī)械化采煤工作面（簡 稱綜采工作面）。而每個(gè)綜采工作面平均需要安裝 150 臺液壓支架，可見對壓液支架的需求量是很大的。 由于不同采煤工作面的頂?shù)装鍡l件、煤層厚度、煤層傾角、煤層的物理機(jī)械性質(zhì)等的不同，對液壓支架的要求也不同。為了有效的支護(hù)和控制頂板，必須設(shè)計(jì)不同類型和不同結(jié)構(gòu)尺寸的液壓支架。因此，液壓支架的設(shè)計(jì)工作時(shí)很重要的。由于液壓支架的類型很多，因此其設(shè)計(jì)工作量也是很大的。由此可見，研制和開發(fā)新型液壓支架是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。 壓液支架的基本要求 1)壓支架要有足夠的初撐力和工 作阻力，以便有效的控制頂板，保證合理的下沉量。 2)溜力一般為 100右；移架力按煤層厚度而定，薄煤層一般為 10050煤層一般為 150 50煤層一般為30000 3) 4) 5)而保證人員呼吸、稀釋有害氣體等安全方面的要求。 6.)為了操作和生產(chǎn)的需要，要有足夠?qū)挾鹊娜诵械馈?買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 12 8.)支架的穩(wěn)定性要好，底座最大比壓要小于規(guī)定值。 9.)要求 支架有足夠的剛度，能夠承受一定的不均勻載荷和沖擊載荷。 10)可能減輕支架重量。 11.)要易于拆卸，結(jié)構(gòu)要簡單。 12) 計(jì)液壓支架必需的基本參數(shù) 1.)頂板條件 根據(jù)老頂和直接頂?shù)姆诸?，對支架進(jìn)行選型。 2)根據(jù)最大和最小采高，確定支架的最大和最小高度，以及支架的支護(hù)強(qiáng)度。 3)根據(jù)瓦斯等級，按保安規(guī)程規(guī)定，險(xiǎn)算通風(fēng)斷面。 4)底板巖性及小時(shí)涌水量 根據(jù)底板巖性和小時(shí)涌水量驗(yàn)算底板比壓。 5)根據(jù)工作面煤 壁條件，決定是否用護(hù)幫裝置。 6)根據(jù)煤層傾角，決定是否用防倒放滑裝置。 7)根據(jù)井筒罐籠尺寸，考慮支架的運(yùn)輸外形尺寸。 8)根據(jù)配套尺寸及支護(hù)方式來計(jì)算頂梁長度。 護(hù)式液壓支架的支撐力分布與承載 護(hù)式支架的特點(diǎn)和支撐力分布 掩護(hù)式支架的特點(diǎn)是頂梁較短，控頂距較小，支撐力主要集中在頂梁部位，并且分布均勻，頂梁端部的支撐能力比支撐式支架大，其支撐力的分布規(guī)律如圖 1示。 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 13 護(hù)式支架在不同頂板條件下承載分析 1)掩 護(hù)式支架在破碎不穩(wěn)定頂板條件下的受力分析 支架的頂梁和掩護(hù)梁受力情況如圖 1示 于支架頂梁短，使支架重復(fù)支撐次數(shù)少，所以頂板較完整。頂板作用在頂梁上的合力 荷分布如圖 1示。 掩護(hù)梁受力：由于頂板破碎，在頂梁候補(bǔ)自由冒落巖石的一部分作用在掩護(hù)梁上，對掩護(hù)梁的作用力可以分解為垂直分布力和水平分布力，如圖 1示。 掩護(hù)式支架雖然立柱少，支撐力小，但由于頂梁短，單位面積支撐力大，載荷分布于支架支撐力的作用部位基本一致。所以，此種支 架能在破碎不穩(wěn)定頂板下工作。 圖 1-8 1況 -9 in of 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 14 2)掩護(hù)式支架在中等穩(wěn)定以上頂板的受力情況 圖 1護(hù)式支架在中等穩(wěn)定以上頂板下的受力分析 in of 護(hù)式支架由于立柱少，且呈傾斜布置，支撐力較小，切頂性較差，受力情況如圖 1接頂冒落時(shí)，冒落巖石分別作用在頂梁上和掩護(hù)梁上。 周期來壓時(shí)，由于頂梁后部頂板不能充分切斷，老頂壓力將由整個(gè)支架和采空區(qū)跨落巖石承擔(dān)，或者有可能出現(xiàn)在切 頂時(shí)，老頂直接加壓在掩護(hù)梁上，這就使掩護(hù)梁上載荷劇增，迫使頂梁支撐力減小，使支架難于承受頂板的壓力和控制頂板的冒落。所以，此種支架不能再中等穩(wěn)定以上頂板下工作。 圖 1文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 15 計(jì) 原始條件 老頂級別級，直接頂 2類。 煤層厚度： 架高度、支架間距、底座長度的確定 架高度 支架高度的確定原則，應(yīng)根據(jù)所采煤層的厚度，采區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)條件的變化等因素來確定，其最大與最小高度為： Hm=hm+ (2= 3500+200 =3700n=a (2 =30002800中 架最大高度 ； 架最小高度； 層最大厚度（最大采高） ， 層最小厚度（最小采高） ， 慮偽頂、煤皮冒落后仍有可靠初撐力所需要的支撐高度，一般取 200300 頂板最大下沉量，一般取 100 200 a 移架時(shí)支架的最小可縮量 ,一般取 50 浮矸石、浮煤厚度、一般取 50 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 16 架伸縮比 支架 的伸縮比指最大與最小支架高度之比值即 ： m=n (2=3700/2800 = 支架間距 所謂支架間距 ,就是相鄰兩支架中心線間的距離 ,支架間距 根據(jù)支架型式來確定，但由于每架支架的推移千斤頂都與工作面輸送機(jī)的一節(jié)溜槽相連，因此目主要根據(jù)輸送機(jī)溜槽每節(jié)長度槽幫上千斤頂連接塊的位置來確定，我國刮板輸送機(jī)槽每節(jié)長度為 斤頂連接塊位置在溜槽中長的中間 ,所以除節(jié)式和邁步式支架外 ,支架間距一般為 支架間距為 座長度 底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。在設(shè)計(jì)支架的底座長度時(shí)，應(yīng)考慮如下諸方面：支架對底板的接觸比壓要?。恢Ъ軆?nèi)部應(yīng)有足夠的空間用于安裝立柱、液壓控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置；便于人員操作和行走；保證支架的穩(wěn)定性等。通常，掩護(hù)式支架的底座長度取 的移架距 (一個(gè)移架步距 即為 右。 底座寬度為 連桿機(jī)構(gòu)的作用和四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾何作圖法 連桿機(jī)構(gòu)的作用 及幾何特征 要求 四連桿機(jī)構(gòu)是掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式 支架的最重要部件之一。其作用概括起來主要有兩個(gè)，其一是當(dāng)支架由高到低變化時(shí)，借助四連桿機(jī)構(gòu)使支架頂梁前端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈近似雙扭線，從而使支架頂梁前端點(diǎn)與煤壁間距離的變化大大減小，提高了管理頂板的性買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 17 能；其二是使支架能承受較大的水平力。 為了掌握四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，必須正確理解四連桿機(jī)構(gòu)的作用。下面通過四連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)用的過程的幾何特 征進(jìn)一步闡述其作有用。這些幾何特征如圖 2示 。 1) 支架高度在最大和最小范圍內(nèi)變化時(shí)。如圖 2梁端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的最大寬度 e 應(yīng)小于或等于 70最好為 30下。 2) 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)滿足如下要求： 支架在最高位置時(shí)， 53 62P ， 75 85Q ,支架在最低位置時(shí) ,為有利于矸下滑 ,防止矸石停留在掩護(hù)梁上 ,根據(jù)物理學(xué)摩擦理論可知 ,要求 w,如果鋼和矸石的摩擦系數(shù) W= P=最低工作位置應(yīng)使 25P 為宜 ,而 防止支架 后部冒落巖石卡住后連桿 ,支架不能下降。一般媽25 30Q ,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 .。 3) 掩護(hù)梁與頂鉸點(diǎn)有 e 和瞬時(shí)中心 0 之間的連線與水平夾角為。設(shè)計(jì)時(shí)，要使角滿足 范圍，其原因是角直接影響支架承受附加力的數(shù)值大小 4) 應(yīng)取頂梁前頭端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)雙紐線向前凸的一段為支架工作段，如圖 2示的 原因?yàn)楫?dāng)機(jī)板來壓時(shí)，立柱讓壓下縮，使頂梁有向梁前移的趨勢，可防止巖石圖 2連桿機(jī)構(gòu)幾何特征 文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 18 向后移動(dòng)，又可以使作用在頂梁上的摩擦力指向 采空區(qū)。同時(shí)底板阻止底座向后移，使整上支架產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢，從而增加了頂梁前端的支護(hù)力，防止頂梁前端上方頂板冒落，并且使底座前端比壓減小，防止啃底，有利移架。水平力的合力也相應(yīng)減小，所以減輕了掩護(hù)梁的外負(fù)荷。 從以上分析得知 ,為使支架受力合理和工作可靠 ,在設(shè)計(jì)四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí) ,應(yīng)量使 取雙紐線向前凸的一段為支架工作段 從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā) ,在設(shè)計(jì)時(shí)只要把掩護(hù)梁和后連桿簡化成曲柄滑機(jī)構(gòu) ,運(yùn)用作圖法就可以了如圖 2示 (實(shí)際上液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)屬雙搖桿機(jī)構(gòu) )。 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（幾何作圖法） 四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾何作圖法按如下步驟進(jìn)行。 1) 確定掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)至頂梁頂面之距和后連桿下鉸點(diǎn)至底座底面之距。 一般按同類型支架用類比法來確定，關(guān)于這兩個(gè)尺寸的大小對支架受力的影響，后面進(jìn)行專門研究。 2) 掩護(hù)梁和后連桿長度的確定 用解析法來確定掩護(hù)梁和后連桿的長度，如圖 2示 設(shè)： G掩護(hù)梁長度 A后連桿長度 圖 2護(hù)梁和后連桿構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu) -2 a 圖 2護(hù)梁和后連桿計(jì)算圖 -3 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 19 e點(diǎn)引垂線到后連桿下鉸點(diǎn)之距， 架最高位置的計(jì)算高度， 架最低位置的計(jì)算高度 從幾何關(guān)系列出如下兩式 2 （ 2 4） G 2 （ 2 5） 21c o s c o sc o s c o Q （ 2 6） 說明： 支架計(jì)算高度為支架高度減去掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)至頂梁頂面之距和后連桿鉸點(diǎn)至底文座底面之距。 支架高度為 支架高度為 3700掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)至頂梁頂面 之距 150連桿鉸 點(diǎn)至底座底面之距 2001 3700 150 200 3350四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征要求，選定 1、 2、 1、 2、（代入 2 6）式，可以求得 由于支架型號不同，一般的比按可下范圍來取。 掩護(hù)式支架； 1c o s c o sc o s c o Q = c o s 3 0 c o s 6 0 0 . 6 0 . 6 1c o s 3 0 c o s 7 5 支架最高位置 時(shí)的計(jì)算高度為111s i n s i P A Q(2 7) 根據(jù) 2 7）式可以求得掩護(hù)梁的長度 A,經(jīng)過取整后 ,再重新算出 P1、角度，這個(gè)參數(shù)就確定期了。 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 20 最高位置時(shí)的計(jì)算高度為 3350 60P、2 30P 、1 75Q 、2 30Q 由（ 2得： 21c o s c o sc o s c o Q （ 2 = c o s 3 0 c o s 6 0 0 . 6c o s 3 0 c o s 7 5 將（ 2代入（ 2得： 113 3 5 0 s i n s i nG p A Q (2= s i n 6 0 s i n 7 5 2 3 2 6 G m m 取整后 G 2326 . 6 1 3 9 5 . 6A G m m 取整后 A 1396取整后的 A、 2得： 1 2 3 2 6 s i n 6 0 1 3 9 6 s i n 7 5 3 3 6 0H m m 2 2 3 2 6 s i n 3 0 1 3 9 6 s i n 3 0 1 8 6 1H m m 頂梁端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡最大寬度 e 30 2壓支架四連桿機(jī)構(gòu)的幾何作圖法 -4 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 21 3 幾何作圖法作圖過程 用幾何作圖法確定四連桿機(jī)構(gòu)的各部 尺寸，具體作法 如圖 2 4 所示 作圖步驟如下： 1）確定后連桿下鉸 點(diǎn) 它大體比底座底面略高 200 2）過 3）過 1 75 的斜線。 4）在斜線上截取線段 度等于 A 1396 5）過 a 點(diǎn)作為 H H 線又交角 1的斜線，以 a 點(diǎn)為圓心，以 G 2326半徑作弧交此斜線一點(diǎn) e ,此點(diǎn)位掩護(hù)梁與頂梁的鉸點(diǎn)。 6）過 e 點(diǎn)作 H H 線的平行線 F F 線，則 H H 線與 F F 線的距離為 600液壓支架最高位置時(shí)的計(jì)算高度。 7）以 (0.3)掩護(hù)梁上交一點(diǎn) b，為前連桿上鉸點(diǎn)的位置。 8）過 e 點(diǎn)作 F 為液壓支架由高到低變化時(shí)， e 點(diǎn)在此直線上滑動(dòng)）。 9）在垂線上作液壓支架在最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn) e 。 10）取 中間的一點(diǎn) e ，為液壓支架降到此高度時(shí)掩護(hù)梁與頂梁的鉸點(diǎn)（液壓支架由高到低變化時(shí)，頂梁前端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為近似雙扭線，中間這一點(diǎn)的位置直接影響頂梁前端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀、變化寬度等）。 11）以 半徑作圓弧。 12）以 e 為圓心，掩護(hù)梁長 半徑作弧，交前圓弧上一點(diǎn) a ,此點(diǎn)為液壓支架降到中間某一位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿 的鉸點(diǎn)。 13）以 e 為圓心，掩護(hù)梁長 半徑作弧，交最前圓弧上一點(diǎn) a ，此點(diǎn)為液壓支架降到最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。 14）連接 并以 a 點(diǎn)位圓心， 為半徑作弧，交 一點(diǎn) b 點(diǎn)；以 為半徑作弧，交 一點(diǎn) b 點(diǎn)。則 b、 b 、 b 三點(diǎn)位液壓支架在三個(gè)位置時(shí)，前連桿的上鉸點(diǎn)。 15）連接 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 22 16）分別作 垂直平分線，其交點(diǎn) 前連桿長度。 17）過 點(diǎn) d，則線段 液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)。 根據(jù)以上 計(jì)算的 A、 G、 值，按四連桿的幾何作圖法，畫出四連桿 結(jié)構(gòu) 圖 2 30o 3360186175 30 圖 2連桿結(jié)構(gòu) -5 文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 23 3 掩護(hù)式液壓支架主要部件設(shè)計(jì) 梁的設(shè)計(jì) 架工作方式對頂梁長度的影響 根據(jù)支架長作方式和設(shè)備配套尺寸來確定頂梁長度。 (a) 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影響很大 先移架后推溜方式要法頂梁有較大長度，行推溜后移架方式要求頂梁長度；先推溜后移架方式要求頂梁長度較短。這是因?yàn)椴捎孟纫萍芎笸屏锏墓ぷ鞣绞?，支架要超前輸送機(jī)一個(gè)步距，以便采煤機(jī)過后，支架能及時(shí)前移，支控新暴的頂板，做到及時(shí)支護(hù)。因些，先移架后推溜時(shí)頂梁長度要比先推溜后移架時(shí)的頂梁長度要長一個(gè)步距一般為 600b) 配套尺寸對頂梁長度的影響 設(shè)備配套尺寸與支架頂梁長度直接關(guān)系。為了防止當(dāng)采煤機(jī)向支架內(nèi)傾斜時(shí)，采煤機(jī)截割時(shí)，不一定把煤壁截割成一垂直平面，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，要求頂梁前 端距煤壁最不距離為 300個(gè)距離叫空頂距。另外在輸送機(jī)鏟煤板前也留有一定距離。一般為 135150是為了防止采煤機(jī)截割煤煤壁齊，給推移輸送機(jī)留有一些定的距離，除此而外，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(jì)算頂梁長度。 梁長度及寬度的確定 掩護(hù)式與支撐掩護(hù)支架頂梁長度計(jì)算 頂梁長度 = 配套尺寸 +底座長度 +1) 1)+300+e +掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)至頂梁后端點(diǎn)之距（ 中 1972 2100 1396 5 2 3 2 6 c o s 6 0 3 0 0 3 0 100 取整得 3040 根據(jù)支架產(chǎn)生的實(shí)際情況此支架的頂梁的寬度為 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 24 梁的結(jié)構(gòu)型式 掩護(hù)式支架的頂梁分為多種 1 ) 平衡式頂梁 特點(diǎn)：頂梁較短，與其下部的掩護(hù)梁鉸接。因?yàn)樗茉陧敯灏纪棺兓瘯r(shí)自取平衡，所以叫平衡式頂梁。頂梁鉸接點(diǎn)前、后段的比例近似為 2： 1（按載荷分布近似為三角形設(shè)計(jì)的）。這種頂梁后部和掩護(hù)梁形成三角區(qū)，易被冒落矸石堵住，影響支護(hù)效果，為此，在頂梁后部加設(shè)擋矸板。 2) 為潛入式頂梁 特點(diǎn)：頂梁后端為扇形結(jié)構(gòu)，掩護(hù)梁可潛入扇形結(jié)構(gòu)內(nèi)，消除了三角區(qū)。 3) 帶前梁的鉸接式頂梁 特點(diǎn)：由前梁千斤頂調(diào)節(jié)前角度，可提高前梁前端的支撐能力，改善前梁前端的支控效果。 4) 帶伸縮前梁的鉸接式頂梁， 特點(diǎn)：可及時(shí)支護(hù)頂板，減少頂板上釘?shù)谋┞稌r(shí)間，鉸接式頂加伸縮和擺動(dòng)前梁，由前梁千斤頂調(diào)節(jié)前梁角度，并在前梁內(nèi)加伸縮前探梁。 5) 鉸接式頂梁 特點(diǎn)：頂梁 1 為整體結(jié)構(gòu)，頂梁后端直接與掩護(hù)梁 4 鉸梁，取消了三角區(qū)，立柱直接支撐在頂梁上。用平衡千斤頂 8 調(diào)節(jié)頂梁與頂板的接觸面 積，此支架就采用鉸接式頂梁， 如圖3梁為整體結(jié)構(gòu) 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 25 圖 3 -1 頂梁斷面形狀 各類頂梁都為箱式結(jié)構(gòu)，一般由鋼板焊接而成。為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度，在上下蓋板之間焊有加強(qiáng)筋板，構(gòu)成封閉式棋盤型。頂梁前端呈滑撬式或圓弧形，以減少移架阻力。支撐式支架后端焊有掛簾板，作為掛擋矸簾之用。在頂梁下面焊有鑄鋼柱窩，柱窩兩側(cè)有孔，用鋼絲繩或銷軸把立柱和頂梁連接起來，掩護(hù)式支架和支撐式支架在頂梁后端有銷孔，通過銷軸與掩護(hù)梁上的 銷孔相連。 開式頂梁 開式頂梁的特點(diǎn)，可減輕頂梁重量，增強(qiáng)頂梁的抗彎強(qiáng)度。 對于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架為便于側(cè)護(hù)板能自由伸縮，要在頂梁頂面上加焊一塊比側(cè)護(hù)板鋼稍厚的鋼板，稱為頂板，如圖 3 a 同時(shí)也增強(qiáng)了頂梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 買文檔就送您 紙， Q 號交流 11970985 或 401339828 26 座的設(shè)計(jì) 底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。因此，底座除了滿足一定的剛度和要求外，還要求對底板起伏不平的適應(yīng)性要強(qiáng)，對底板接觸比壓