礦用液壓支架設(shè)計(jì)—本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、摘 要礦井液壓支架的應(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， 因此液壓支架的設(shè)計(jì)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)化的主要體現(xiàn)。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)機(jī)械化采煤設(shè)備，迅速增加綜合機(jī)械化采煤工作面。本文主要闡述了支頂掩護(hù)式液壓支架掩護(hù)梁、四連桿機(jī)構(gòu)及液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。此次設(shè)計(jì)選用支頂掩護(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)，減輕架體自重；立柱采用雙伸縮作

2、用液壓缸，以增加工作行程來滿足支架調(diào)高范圍的需要，同時(shí)還對系統(tǒng)壓力損失、發(fā)熱、效率等性能進(jìn)行了驗(yàn)算。關(guān)鍵詞：液壓支架，掩護(hù)梁，液壓系統(tǒng)，采煤綜合機(jī)械化。 Abstract The application of hydraulic support in coal mining face of increasing production and raise labor productivity, reduce costs, reduce manual workers and to ensure safety in production is indispensable for effective

3、measures to, Therefore the design of hydraulic support is technically advanced and economically rational, safe and reliable is the main manifestation of the comprehensive mechanization and automation of mining. Integrated mechanization of coal mining is a significant increase in coal production, the

4、 only way to increase economic efficiency. In order to meet the growing demand for coal to be mass-produced mechanized mining equipment, the rapid increase in the integrated coal face mechanization. This paper mainly expounds the top screen type hydraulic support beam, cover four bar linkage and bal

5、ance jack design . This design selection of hydraulic support a top cover, stents, using four link mechanism, and to improve the stents stress state; Top beam, cover, base beam are made, reduce frame structure of the body weight; Pillar with double expansion role, and to increase the hydraulic cylin

6、der working travel to meet the need of high range stand is adjusted. At the same time, the performances of systematic loss, fever and efficiency are checked carefully.Keywords：Hydraulic support, screen and beam, hydraulic system,comprehensive mechanized coal mining. 前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識和實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。

7、是對我們大學(xué)四年所學(xué)知識的一次全面檢驗(yàn)和應(yīng)用；首先，畢業(yè)設(shè)計(jì)能培養(yǎng)我們分析實(shí)際問題的能力，運(yùn)用所學(xué)知識動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力，從而鞏固深化所學(xué)的理論知識，為即將走向工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其次，畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)我們深入實(shí)際，調(diào)查研究，解決在現(xiàn)實(shí)問題中可能出現(xiàn)各種問題，所以我們在設(shè)計(jì)中必須學(xué)會分析問題和解決問題的方法，要抓住主要問題，按安全可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則設(shè)計(jì)。再次，畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們熟悉有關(guān)技術(shù)政策，運(yùn)用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，手冊，圖冊等工具書，獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件的工作能力。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們必須培養(yǎng)認(rèn)真、負(fù)責(zé)、細(xì)致、踏實(shí)的工作作風(fēng)，養(yǎng)成保質(zhì)保量、按時(shí)按量完成任務(wù)的習(xí)慣，要達(dá)到這

8、一目的，我們在設(shè)計(jì)中必須應(yīng)做到：（1）隨時(shí)準(zhǔn)備各種資料，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好充分的準(zhǔn)備。（2）認(rèn)真計(jì)算和檢驗(yàn)，保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。（3）仿真建模和CAD制圖要認(rèn)真、仔細(xì)和不斷反復(fù)檢查，以保證圖紙的質(zhì)量。（4）勞逸結(jié)合，提高工作效率，按時(shí)完成自己的設(shè)計(jì)任務(wù)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅關(guān)系著每個(gè)人的學(xué)業(yè)成績，更重要的是它體現(xiàn)了每個(gè)人對待設(shè)計(jì)的認(rèn)真程度和實(shí)際能力。固然每個(gè)人的能力不同，設(shè)計(jì)有好有劣，但我們還是力求向好的方面努力，使設(shè)計(jì)既符合實(shí)際，更加完善完美。我想這與指導(dǎo)老師和領(lǐng)導(dǎo)的要求也是一致的。不過由于對一些實(shí)踐性知識了解甚少，加上本次設(shè)計(jì)時(shí)間緊、任務(wù)重、圖紙多，很難百分之百的達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。所以這次畢業(yè)

9、設(shè)計(jì)也只能是一個(gè)嘗試，但對我將來的工作必將是一個(gè)很大的幫助，相信通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能達(dá)到預(yù)期目的，各方面都有所提高。由于經(jīng)驗(yàn)不足、水平有限加之時(shí)間倉促，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定存在不少錯(cuò)誤，歡迎各位老師和同學(xué)批評指正。目錄摘 要VIAbstractVII前 言VIII第一章 緒 論11.1國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀11.2本課題研究的目的和意義2第二章 液壓支架基本理論分析42.1 綜采工作面的布置和循環(huán)工作過程42.2 液壓支架的組成52.3液壓支架的分類62.3.1按支架和圍巖的相互作用分類62.3.2按移動(dòng)方式分類72.4液壓支架的工作原理82.5液壓支架的支護(hù)方式102.6液壓支架主要結(jié)構(gòu)件及其作用112

10、.6.1頂梁112.6.2掩護(hù)梁112.6.3底座112.6.4四連桿機(jī)構(gòu)122.6.5立柱122.6.6 推移機(jī)構(gòu)122.7液壓系統(tǒng)及其控制元件132.8支架的設(shè)計(jì)特點(diǎn)132.9本設(shè)計(jì)液壓支架各項(xiàng)技術(shù)特征13第三章 液壓支架的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)143.1確定液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的原則與內(nèi)容143.1.1確定支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的原則143.1.2 確定支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的內(nèi)容143.2液壓支架主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定143.2.1液壓支架的高度與伸縮比143.2.2中心距和寬度的確定163.2.3支架間距173.2.4底座長度的確定173.2.5頂梁長度的確定17 1支架工作方式對支架頂梁長度的影響17 2頂梁長度的計(jì)算

11、183.3液壓支架的設(shè)計(jì)要求193.4支架的主要結(jié)構(gòu)193.4.1掩護(hù)梁的設(shè)計(jì)193.4.2掩護(hù)梁護(hù)板的設(shè)計(jì)203.4.3四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求223.4.4底座25 1底座的主要作用25 2底座的結(jié)構(gòu)型式、特點(diǎn)與選擇25 3底座長度的確定263.5液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)263.5.1液壓支架的液壓系統(tǒng)簡介263.5.2液壓支架傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求263.5.3液壓支架的液壓傳動(dòng)特點(diǎn)263.6液壓系統(tǒng)總體方案的確定273.7立柱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)283.7.1液壓缸工作壓力的確定283.7.2缸筒的設(shè)計(jì)計(jì)算293.7.3缸筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)293.7.4缸筒內(nèi)徑的計(jì)算293.7.5液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算313.7.6液

12、壓缸工作行程的確定323.7.7缸蓋厚度的確定323.7.8最小導(dǎo)向長度的確定333.7.9缸體長度的確定343.7.10液壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求34 1缸體材料和毛坯34 2缸體的技術(shù)要求35 3活塞桿的材料36 4活塞桿的技術(shù)要求363.7.11立柱強(qiáng)度校核373.7.12液壓缸穩(wěn)定性的計(jì)算383.7.13密封裝置的設(shè)計(jì)40 1對密封裝置的主要要求403.8千斤頂系統(tǒng)的選取413.8.1推移千斤頂?shù)倪x取413.8.2平衡千斤頂?shù)倪x取433.8.3側(cè)推千斤頂?shù)倪x取43第四章 液壓支架的強(qiáng)度計(jì)算444.1強(qiáng)度計(jì)算條件444.2強(qiáng)度校核454.2.1底座的強(qiáng)度校核454.2.2 頂梁上平衡

13、千斤頂耳板與銷軸強(qiáng)度校核47第五章 液壓支架的使用、維護(hù)與發(fā)展505.1液壓支架操作維護(hù)要求505.2液壓支架操作505.3 液壓支架操作管理事項(xiàng)505.4 維護(hù)和管理的具體內(nèi)容515.5 液壓支架的故障及排除525.5.1 結(jié)構(gòu)件和連接銷軸535.5.2 液壓系統(tǒng)及液壓元件535.6液壓支架的發(fā)展趨勢54結(jié) 論56致 謝57參 考 文 獻(xiàn)58第一章 緒 論1.1國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀地下開采的煤產(chǎn)量主要有液壓支架配套的綜采設(shè)備產(chǎn)出的.綜采設(shè)備的研制和廣泛的應(yīng)用.對煤炭工業(yè)革新技術(shù)裝備不僅有重大的作用,而且對采煤工藝各個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)水平的發(fā)展和提高,是有強(qiáng)有力的促進(jìn)因素.加速現(xiàn)代化進(jìn)程,必須加速煤炭工業(yè)

14、企業(yè)的建設(shè),改造和革新技術(shù)裝備的進(jìn)程,增加地下開采和露天開采的煤產(chǎn)量.地下開采是最復(fù)雜和困難的方法,但是,這種方法在工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家和以煤炭作為一次能源的地區(qū),仍然普遍應(yīng)用,而且,開采優(yōu)質(zhì)煤包括煉焦煤,都是采用地下開采的方法.綜合機(jī)械化采煤是煤炭工業(yè)的一次技術(shù)革命,從根本上改變了煤炭工業(yè)的面貌,綜合機(jī)械化采煤是20世紀(jì)人類科學(xué)發(fā)展的重要成果.綜合機(jī)械化采煤技術(shù)在我國的研究試驗(yàn),使用,發(fā)展,徹底改變了我國煤炭工業(yè)的面貌,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了產(chǎn)量,勞動(dòng)生產(chǎn)率和企業(yè)效益,滿足了國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)對煤炭的需求,合理的集中生產(chǎn)簡化了生產(chǎn)系統(tǒng),提高了生產(chǎn)安全性,我國綜采技術(shù)發(fā)展得30多年,使我國的煤炭

15、生產(chǎn)技術(shù)水平跨進(jìn)了世界先進(jìn)行列,綜放技術(shù)躍居世界領(lǐng)先地位.工作面支護(hù)問題始終是困擾煤炭安全生產(chǎn),產(chǎn)量和效率的重要問題.以液壓支架為主要設(shè)備的綜合機(jī)械化采煤(以下簡稱綜采)的誕生和發(fā)展是煤炭生存發(fā)展史上的一次重大革命.不僅從根本上改善了勞動(dòng)和安全條件,也為工作面產(chǎn)量和效率的提高奠定了基礎(chǔ).但是綜采設(shè)備初期投資高,特別是液壓支架占綜采設(shè)備總投資約60%,因此液壓支架的合理選用特顯重要。30多年來在液壓支架技術(shù)不斷發(fā)展中，形成了以煤炭總院專業(yè)研究所和骨干支架制造廠設(shè)計(jì)所為主的支架研究設(shè)計(jì)隊(duì)伍，采用計(jì)算機(jī)CAD進(jìn)行各種類型支架的設(shè)計(jì)，用有限元計(jì)算軟件等進(jìn)行計(jì)算，并普及計(jì)算機(jī)繪圖。我國制訂的緩傾斜工作面

16、頂板分類及其它研究成果為支架設(shè)計(jì)、選型和使用提供了有力的指導(dǎo)依據(jù)。制造方面形成以原部屬專業(yè)制造廠為主、機(jī)械工業(yè)部及船舶制造總公司等專業(yè)廠為輔的制造體系，以及以國家煤炭支護(hù)設(shè)備質(zhì)量檢測中心為骨干的檢測隊(duì)伍。制定有關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)11項(xiàng)，建立了各項(xiàng)支架檢測手段，造就了一支研究、制造和使用液壓支架的龐大隊(duì)伍；形成了研制液壓支架的雄厚基礎(chǔ)。不僅能滿足國內(nèi)需求，還向美國。俄羅斯、土耳其和印度等國家出口液壓支架和成套綜采設(shè)備。為適應(yīng)我國煤礦綜采機(jī)械化的發(fā)展，國內(nèi)綜采設(shè)備科研設(shè)計(jì)和制造企業(yè)已將研制開發(fā)出具有較先進(jìn)技術(shù)水平的大功率電牽引采煤機(jī)、重型刮板輸送機(jī)、電液控制強(qiáng)力液壓支架和多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)大運(yùn)力帶式輸送機(jī)。配套設(shè)備

17、的生產(chǎn)能力達(dá)到15002500t/h，在適宜的煤層和礦井條件下，綜采動(dòng)作面可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)300萬噸以上。新型礦用單體支護(hù)設(shè)備，采用懸浮式液壓技術(shù)原理，生產(chǎn)礦用單體支護(hù)設(shè)備，技術(shù)水平達(dá)到了國家領(lǐng)先水平，填報(bào)了國際空白。DWX型液壓支柱的柱塞懸浮，密封脹緊，密封補(bǔ)償，無內(nèi)泄漏，無圓弧焊縫等技術(shù)和安全特點(diǎn)，具有獨(dú)創(chuàng)性。新型礦用單體支護(hù)設(shè)備的誕生，消除了五十年來國內(nèi)外單體支護(hù)設(shè)備一直存在的內(nèi)泄漏和圓弧焊縫脆斷等安全隱患問題。解決了深部煤礦開采沖擊地壓條件下回采工作面支護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)束了有德國人發(fā)明的第二代單體設(shè)備的歷史，并將會長期使用下去。該產(chǎn)品普遍適用于煤礦回采工作面的頂板支護(hù)和端頭支護(hù)，可廣泛應(yīng)用于

18、薄煤層、中厚煤層和較厚煤層工作面，是煤礦重要支護(hù)設(shè)備。近十年來主要的發(fā)展趨勢是向兩柱掩護(hù)式和四柱掩護(hù)式架型發(fā)展，架型結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完善，設(shè)計(jì)方法更先進(jìn)，參數(shù)向更高工作阻力、大中心距發(fā)展。液壓支架的另一個(gè)重大突破是控制系統(tǒng)，應(yīng)用電液控制技術(shù)，采用電磁控制的先導(dǎo)閥，先進(jìn)可靠的壓力和位移傳感器，靈活自由編程的微處理機(jī)技術(shù)，紅外線遙感技術(shù)等現(xiàn)代科技成果，使液壓支架的動(dòng)作自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行，移架速度大大提高，支架循環(huán)時(shí)間達(dá)到68s。我國自1973年開始大規(guī)模引進(jìn)德國、英國等國家的綜采設(shè)備，經(jīng)歷了消化、吸收和改進(jìn)提高的過程，到目前已形成了較完整的設(shè)計(jì)、制造和科研體系，掩護(hù)式液壓支架和采煤技術(shù)已有了長遠(yuǎn)發(fā)展。1.2本

19、課題研究的目的和意義采用綜合機(jī)械化采煤方法是大幅度增加煤產(chǎn)量、提高經(jīng)濟(jì)效益的必由之路。為了滿足對煤炭增長的日益需要，必須大量生產(chǎn)綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，迅速增加機(jī)械化采煤工作面。由于采煤工作面的底頂板條件、煤層厚度、煤層的物理機(jī)械性質(zhì)等不同，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)出不同類型和不同結(jié)構(gòu)尺寸的液壓支架。因此液壓支架的設(shè)計(jì)工作非常重要。由于液壓支架的類型很多，由此其設(shè)計(jì)工作量也是很大的，由此可知，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)。通過對液壓支架的理論學(xué)習(xí)，完成液壓支架的設(shè)計(jì)工作，加深對液壓支架工作原理、工作性能、工作環(huán)境及其結(jié)構(gòu)的了解。通過對液壓支架結(jié)構(gòu)的分

20、析，加深和鞏固機(jī)械原理的相關(guān)內(nèi)容；通過對液壓支架受力的分析和強(qiáng)度的校核，加深對專業(yè)基礎(chǔ)課理論力學(xué)和材料力學(xué)及專業(yè)課機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容的鞏固和理解。同樣通過對液壓支架的設(shè)計(jì)，能夠更好的認(rèn)識國內(nèi)外液壓支架的發(fā)展趨勢和發(fā)現(xiàn)目前煤礦液壓支架主要存在的問題，從而為以后更深入的認(rèn)識、了解和設(shè)計(jì)液壓支架打下良好的基礎(chǔ)。通過自己獨(dú)立的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，提高理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題和解決問題的能力，學(xué)會查閱參考書和工具書的方法，提高編寫技術(shù)文件的能力，進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)計(jì)計(jì)算和制圖等基本技能的訓(xùn)練，為自己成為一名出色的機(jī)械工程師打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。現(xiàn)代社會對人才提出了更高的要求，作為一名當(dāng)代的大學(xué)畢業(yè)生，不見你打好堅(jiān)實(shí)的專業(yè)

21、基礎(chǔ)，還應(yīng)具備工程技術(shù)人才應(yīng)有的綜合素質(zhì)。為了適應(yīng)這一發(fā)展趨勢，我們應(yīng)立足變傳統(tǒng)的、僵化的、單純的畢業(yè)設(shè)計(jì)為培養(yǎng)主動(dòng)學(xué)習(xí)、提高創(chuàng)新能、樹立團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、強(qiáng)化計(jì)算機(jī)運(yùn)用等多為兼容性畢業(yè)設(shè)計(jì)；同時(shí)通過完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，鍛煉學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力；在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，以我們的主動(dòng)學(xué)習(xí)為主，教師適時(shí)指導(dǎo)為輔；將素質(zhì)教育與畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)相融合，從根本上提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平。第二章 液壓支架基本理論分析2.1 綜采工作面的布置和循環(huán)工作過程綜合機(jī)械化采煤設(shè)備在工作面的布置情況如圖2-1所示，其中主要設(shè)備有：進(jìn)行落煤和裝煤工作的滾筒式采煤機(jī)1（也可用刨煤機(jī)）；完成工作面用煤工序的可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)5和順

22、槽運(yùn)輸設(shè)備（轉(zhuǎn)載機(jī)4與可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)3），用于支護(hù)頂板的工作面支架2和端頭支架10、11，設(shè)在下順槽的乳化液泵站（包括乳化液8和乳化液箱9），以及由乳化液泵站引入工作面的主進(jìn)管6和回液管7等。各種綜采工作面的布置方式基本相同，只是設(shè)備和使用條件的不同略有差異。上述各種設(shè)備在回采工作面中，按一定的生產(chǎn)工藝流程協(xié)調(diào)的進(jìn)行工作，發(fā)揮著各自的效能。綜采工作面的生產(chǎn)過程比較單一，只有采煤、移架、推溜三項(xiàng)主要工序，而這三項(xiàng)工序的組合，可以是采煤移架推溜也可以是采煤推溜移架。前者隨采煤機(jī)后緊接移架，及時(shí)支護(hù)頂板，稱及時(shí)支護(hù)方式。后者推溜后在移架，稱滯后支護(hù)方式，現(xiàn)在以采用先移架，后推溜工作方式的總采面為例

23、，說明他的循環(huán)工作過程（見圖2-1）：由圖2-1可知： A-A斷面表示采煤機(jī)截割前狀態(tài)，此時(shí)，運(yùn)煤機(jī)緊靠煤壁，移架裝置處于伸出狀態(tài)，支架相對于運(yùn)輸機(jī)退后一個(gè)步距。B-B斷面表示采煤機(jī)截割后狀態(tài)，這時(shí)支架頂梁端與煤壁之間的頂板裸露，需要及時(shí)支護(hù)。C-C斷面表示采移架后狀態(tài)，采煤機(jī)截割后接著把支架移至緊靠運(yùn)輸機(jī)的位置，并升柱撐緊，以便及時(shí)支護(hù)新暴露的頂板，移架步距一般600mm，它必須與采煤機(jī)的截割深度相配合。D-D斷面表示推移運(yùn)輸機(jī)后狀態(tài)，隨著采煤機(jī)的不斷截割前進(jìn)，滯后采煤機(jī)約1012m左右，把運(yùn)輸機(jī)推至煤壁前的新機(jī)道上。 由此可知，這個(gè)綜采工作面的回采工藝流程是采煤、移架和推溜。沿工作面全長，

24、每完成一個(gè)流程，即采煤機(jī) 割一刀，液壓支架和工作面運(yùn)輸機(jī)前進(jìn)一次，稱為一個(gè)循環(huán)。綜采工作面的生產(chǎn)過程，就是按此循環(huán)工作不斷進(jìn)行的過程。 圖2-1 綜合機(jī)械化采煤設(shè)備在工作面的布置情況2.2 液壓支架的組成液壓支架是綜采工作面支護(hù)設(shè)備，它的主要作用是支護(hù)采場頂板，維護(hù)安全作業(yè)空間，推移工作面采運(yùn)設(shè)備。液壓支架的種類很多，但其基本功能是相同的。液壓支架按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和與圍巖的作用關(guān)系“般分為三大類，即支撐式、掩護(hù)式(圖2-2)和支撐掩護(hù)式(圖2-3) 根據(jù)支架各部件的功能和作用，其組成可分承載結(jié)構(gòu)件、動(dòng)力油缸、控制操縱元件、輔助裝置和工作液體五部分。圖2-2 掩護(hù)式液壓支架結(jié)構(gòu) 圖2-3 支撐掩護(hù)式

25、液壓支架結(jié)構(gòu) （1）承載結(jié)構(gòu)件，如頂梁、掩護(hù)梁、底座、連桿、尾梁等。 (2) 液壓油缸，包括立柱和各類千斤頂。 (3) 控制元部件，包括液壓系統(tǒng)操縱閥、單向閥、安全閥等各類閥，以及管路、液壓、電控元件等。其主要功能是操作控制支架各液壓油缸動(dòng)作及保證所需的工作性能 。 (4) 輔助裝置，如推移裝置、護(hù)幫(或挑梁)裝置、伸縮梁(或插板)裝置、活動(dòng)側(cè)護(hù)板、防倒防滑裝置、連接件等。這些裝置是為實(shí)現(xiàn)支架的某些動(dòng)作或功能所必需的裝置。（5）工作液體：這是傳遞泵站能量，使液壓支架能有效工作的工作介質(zhì)。液壓支架的工作液體是乳化液。2.3液壓支架的分類 2.3.1按支架和圍巖的相互作用分類此時(shí)液壓支架可分為三類

26、：（1）支撐式支架：它有較長的頂梁，較多的支柱，并呈垂直布置，支架的穩(wěn)定性由支柱的復(fù)位機(jī)構(gòu)來保證，因此有堅(jiān)固的箱式底座。它靠支柱與頂梁的支撐作用，控制工作面的頂板，維護(hù)工作空間，而頂板巖石則在頂梁后部切斷跨落。這種類型的支架具有較大的支撐能力和良好的切頂性能，因此適應(yīng)于頂板堅(jiān)硬完整，周期壓力明顯或強(qiáng)烈，底板也較硬的煤層中。（2）掩護(hù)式支架：它的頂梁較短，支柱一排，一般僅12根，多呈傾斜布置與掩護(hù)梁連接或直接與頂梁相連接。它靠支柱和頂梁支撐頂板，而掩護(hù)梁只與冒落矸石相接觸，防止矸石涌入工作面，以維護(hù)一定的工作空間。這種類型的支架，有良好的防矸掩護(hù)性能，主要適用于頂板中等穩(wěn)定和破碎，底板也較軟的煤

27、層中。（3）支撐掩護(hù)式支架：支撐掩護(hù)式支架是介于支撐式和掩護(hù)式之間的一種架型。它的特點(diǎn)是，支柱兩排，每排12根，多呈傾斜布置，靠采空區(qū)一側(cè)，裝有掩護(hù)梁和四連桿機(jī)構(gòu)。這類支架靠支撐和掩護(hù)作用來維護(hù)工作空間，兼有支撐式和掩護(hù)式支架的優(yōu)點(diǎn)，適用于頂板穩(wěn)定和中等穩(wěn)定，有較明顯的周期壓力，底板中等穩(wěn)定的煤層中。支撐式、掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式等三類支架中，對照采煤工藝對支架的要求來看，掩護(hù)式支架具有很多特點(diǎn)和較廣的適用范圍。雖然掩護(hù)式支架單位工作面長度上的支撐能力不如其余兩種，但由于控頂距小單位面積上的支撐力較大，能對頂板進(jìn)行有效的支撐；還有有效的擋矸裝置，能更好 的適應(yīng)破碎頂板的支護(hù)需要；支架本身為一定的運(yùn)

28、動(dòng)機(jī)構(gòu)，抗水平力性能好，且便于支架前移；支架的結(jié)構(gòu)和液壓系數(shù)簡單，操作簡便，管理維修容易；支架調(diào)高范圍較大，對煤層厚度變化的適應(yīng)性強(qiáng)。所以，掩護(hù)式支架在使用中已取的良好的經(jīng)濟(jì)效果，使用范圍正在擴(kuò)大。2.3.2按移動(dòng)方式分類液壓支架可分為兩類：（1）整體自移式：支架成整體結(jié)構(gòu)，因而整體移動(dòng)。掩護(hù)式，和部分支撐式支架，均采用這種移架方式。（2）邁進(jìn)式：邁進(jìn)式支架又可分為交互前移式和提步前移式兩種。交互前移式支架，是利用主副架護(hù)為著力點(diǎn)交互推拉前移的方式，架間安裝推移千斤頂和導(dǎo)向裝置。一般節(jié)式支架常用這種移架方式。提步前移式支架，是采取頂梁不大量下降，提腿跨步的方式。例如，蘇2M-81型支撐掩護(hù)式支

29、架，移架時(shí)沿著支撐柱頂板的臨架頂梁推移。還有一種是滑行頂梁式支架，移架時(shí)本架頂梁在內(nèi)部滑移。根據(jù)使用地點(diǎn)的不同，液壓支架又可分為工作面支架和端頭支架兩類。上述各類支架均為工作面支架，用來支護(hù)工作面的頂板。端頭支架，則用在工作面兩端與順槽的連接處，由于此處的機(jī)械設(shè)備較多，需要占有的工作空間大，同時(shí)又是人員的安全出口，要求端頭支架能很好的和各設(shè)備相配合，達(dá)到有效的支護(hù)懸露面積較大的頂板。因此，端頭支架在結(jié)構(gòu)上具有特殊性。2.4液壓支架的工作原理（1）液壓支架自動(dòng)移設(shè)的原理：液壓支架以高壓液體為動(dòng)力，通過各種動(dòng)力油缸的伸縮，使支架完成升起、降落、行走和推移運(yùn)輸機(jī)等各種動(dòng)作，以便支架隨工作面不斷推進(jìn)而

30、反復(fù)支撐、前移和調(diào)整。圖2-4是一個(gè)最簡單的液壓支架的工作系統(tǒng)示意圖。下面按支架降柱、移架、升柱和推溜的工作過程分別加以敘述。圖2-4 液壓支架工作原理 -頂梁 -立柱 -底座 -推移千斤頂 -安全閥 -液控單向閥 、-操縱閥 -輸送機(jī) -乳化液泵 -主供液管 -主回液管降柱：當(dāng)旋轉(zhuǎn)式操縱閥轉(zhuǎn)到降柱位置，打開供液閥時(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。移架：液壓支架卸載后，操縱閥轉(zhuǎn)到移架位置，打開供液閥時(shí)，高壓液體由主進(jìn)液管經(jīng)操縱閥和油管進(jìn)入到推壓千斤頂?shù)幕?/p>

31、塞桿腔，同時(shí)也進(jìn)入液控油路，打開液控單向閥，而活塞腔的油液經(jīng)油管、液控單向閥和操縱閥流回主回液管，推移千斤頂收縮，以運(yùn)輸機(jī)為支點(diǎn)，拉架前移。運(yùn)輸機(jī)靠相鄰的推移千斤頂來固定，千斤頂由液控單項(xiàng)閥緊鎖。 升柱:液壓支架移到新的位置后，應(yīng)及時(shí)升柱，以支撐新暴露的頂板。操縱閥轉(zhuǎn)到升柱位置，打開供液閥，高壓液體由主進(jìn)液管進(jìn)入，經(jīng)操縱閥到液控單向閥，進(jìn)入到推移千斤頂?shù)幕钊麠U腔，支柱活塞桿腔的油液，同時(shí)也進(jìn)入液控油路，經(jīng)油管和操縱閥流回主回液管，活塞和頂梁升起，支撐頂板。推移運(yùn)輸機(jī):當(dāng)液壓支架前移并重新支撐后，操縱閥轉(zhuǎn)到推移位置，打開供液閥時(shí)，高壓液體由主進(jìn)液管經(jīng)操縱閥、液控單向閥進(jìn)入到推壓千斤頂?shù)幕钊麠U腔，

32、活塞桿腔的油液經(jīng)油管和操縱閥流回主回液管，推移千斤頂?shù)幕钊麠U伸出，以液壓支架為支點(diǎn)，把運(yùn)輸機(jī)推移到新的工作位置。在實(shí)際生產(chǎn)中，對于具體支架的動(dòng)作，根據(jù)該支架的結(jié)構(gòu)和需要來確定。（2）液壓支架的支撐承載能力：液壓支架的支撐承載能力是指液壓支架與頂板之間相互力學(xué)原理，它包括初撐增阻、承載增阻和恒阻三個(gè)工作階段。初撐增阻階段：在升柱過程中，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。此時(shí)支柱和支架對頂板產(chǎn)生的支撐力稱為初撐力。 圖2-5 支架的工作特性曲線此時(shí)支架對頂板的支撐力為初撐力。支撐式

33、支架的初撐力為 式中 -支架立柱的缸徑，； -泵站的工作壓力，； -支架立柱的數(shù)量。由上式可知，支架初撐力的大小取決于泵站的工作壓力，立柱缸徑和立柱的數(shù)量。合理的初撐力是防止直接頂過早的因下沉而離層、減緩頂板下沉速度、增加其穩(wěn)定性和保證安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。一般采用提高泵站工作壓力的辦法來提高初撐力，以免立柱的缸徑過大。承載增阻階段支架初撐后，隨頂板下沉，立柱下腔壓力增加，直到增加到支架的安全閥調(diào)整壓力，立柱下腔壓力達(dá)到工作阻力。此階段為增阻階段。恒阻階段隨著頂板壓力繼續(xù)增加，使立柱下腔壓力超過支架的安全閥壓力調(diào)整值時(shí)，安全閥打開而溢流，立柱下縮，使頂板壓力減小，立柱下腔壓力降低，當(dāng)?shù)陀诎踩y壓力調(diào)

34、整之后，安全閥停止溢流，這樣在安全閥調(diào)整壓力的限制下，壓力曲線隨時(shí)間呈波浪形變化，此階段為恒阻階段。此時(shí)支架對頂板的支撐力稱為工作阻力，它是由支架安全閥的調(diào)定壓力決定的。支撐式支架的工作阻力為 式中 -支架安全閥的調(diào)定壓力 ；支架的工作阻力標(biāo)志著支架的最大承載能力。對于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架，其初撐力和工作阻力的計(jì)算還要考慮到立柱傾角的影響因素。支架的工作阻力是支架的一個(gè)重要參數(shù)，它表示支架支撐力的大小。但是，由于支架的頂梁長短和間距大小不同，所以并不能完全反映支架對頂板的支撐能力。因此，常用單位支護(hù)面積頂板上所受支架工作阻力值的大小，即支護(hù)強(qiáng)度來表示支架的支護(hù)性能。即 式中 支架的支護(hù)面積，

35、。2.5液壓支架的支護(hù)方式綜采工作面的主要生產(chǎn)工序有采煤、移架和推溜。 3個(gè)工序的不同組合順序，可形成液壓支架的3種支護(hù)方式，從而決定工作面“三機(jī)”的不同配套關(guān)系。（1）即時(shí)支護(hù) 般循環(huán)方式為：割煤一移架一推溜，工作面“三機(jī)”的配套關(guān)系。即時(shí)支護(hù)的特點(diǎn)是，頂板暴露時(shí)間短，梁端距較小。適用于各種頂板條件，是目前應(yīng)用最廣泛的支護(hù)方式。（2）滯后支護(hù) 一般循環(huán)方式為：割煤一推溜一移架。滯后支護(hù)的特點(diǎn)是，支護(hù)滯后時(shí)間較長，梁端距大，支架頂梁較短?？捎糜诜€(wěn)定、完整的頂板。（3）復(fù)合支護(hù)般循環(huán)方式為：割煤一支架伸出伸縮梁一推溜一收伸縮梁一移架。復(fù)合支護(hù)的特點(diǎn)是：支護(hù)滯后時(shí)間短，但增加了反復(fù)支撐次數(shù)?？蛇m用

36、于各種頂板條件，但支架操作次數(shù)增加，不能適應(yīng)高產(chǎn)高效要求，目前應(yīng)用較少。 2.6液壓支架主要結(jié)構(gòu)件及其作用 2.6.1頂梁 頂梁采用整體結(jié)構(gòu)，頂梁直接與頂板接觸，支撐頂板負(fù)荷，是支架的主要承載部件之一，由鋼板焊接而成的箱形結(jié)構(gòu)，以滿足強(qiáng)度和剛度要求。其主要作用是：1、承接頂板巖石及煤的載荷；2、反復(fù)支撐頂煤，可對比較堅(jiān)硬的頂煤起破碎作用；3、隔離頂板，為回采工作面提供足夠的安全空間。本支架采用分段組合式頂梁結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，對頂板維護(hù)較好；另外，在頂梁前部還布置有起吊耳，可方便吊掛較小的機(jī)件。2.6.2掩護(hù)梁 掩護(hù)梁分別與底座和頂梁相連接，其主要作用有：1）承受下部頂板傳給的水平分力和側(cè)向力，增強(qiáng)

37、支架的抗扭性能；2）掩護(hù)梁與掩護(hù)梁千斤頂，保證支架的穩(wěn)定性；3）阻擋后部落煤，維護(hù)工作空間。2.6.3底座底座是將頂板承受的壓力通過立柱傳遞到底板并穩(wěn)定支架的主要結(jié)構(gòu)件。該支架設(shè)計(jì)為整體剛性底座，底座接底面積大，有利于減小對底板的比壓。該型底座的缺點(diǎn)是在推移機(jī)構(gòu)外易積存浮煤碎矸，要求及時(shí)清理。其主要作用是：1）將上方載荷傳遞給底板，為立柱、推移裝置及其他輔助裝置提供安裝空間；2）給工作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；3）保證支架的穩(wěn)定性。2.6.4四連桿機(jī)構(gòu)前、后連桿分別與掩護(hù)梁和底座鉸接，共同形成四連桿機(jī)構(gòu)，前連桿采用鑄鋼件，鑄件中不得有氣孔、砂眼、夾雜物。鑄后要進(jìn)行淬火和高溫回火，以降低硬度，增加

38、強(qiáng)度和韌性。對于后連桿，由于不僅受到冒落矸石的載荷，還要承受頂板的水平推力，所以要求它有較大的強(qiáng)度。其主要作用是：l) 、使支架在調(diào)高范圍內(nèi)，頂板平穩(wěn)地升降，并使頂梁前端與煤壁的距離(梁端距)變化盡可能小，更好地支護(hù)頂板。2) 、承受頂板的水平分力和側(cè)向力，使立柱不受側(cè)向力。本支架采用四連桿機(jī)構(gòu)，為使冒落矸石不從連桿處涌入支架內(nèi)，均為鋼板焊接的箱形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的抗拉、抗壓和抗扭性能。2.6.5立柱立柱是支架實(shí)現(xiàn)支撐和承載的主要部件，它直接影響到支架的工作性能，同時(shí)還處于高壓受力狀態(tài)，因此，立柱除了具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，還必須由足夠的抗壓和抗彎強(qiáng)度，密封良好、結(jié)構(gòu)簡單并能

39、適應(yīng)支架的工作要求。立柱一般由活塞、活塞桿、缸體三部分組成，由于支架工作時(shí)，立柱承受的載荷較大，降柱力較小，故活塞桿直徑較大，常采用空心結(jié)構(gòu)，以保證有足夠的剛度，活塞一般采用Y型密封圈，銅環(huán)導(dǎo)向， 缸體底部焊接，缸體與缸蓋之間用鋼絲、螺紋或卡環(huán)連接。2.6.6 推移機(jī)構(gòu)支架的推移機(jī)構(gòu)包括推桿、連接頭、推移千斤頂和銷軸等，主要作用是推移輸送機(jī)和拉移支架。推移連桿的一端通過連接頭與輸送機(jī)相連，另一端通過推移千斤頂與底座相連，推移連桿除承受推拉力外，還承受一定的側(cè)向力防止底座的下滑。 2.7液壓系統(tǒng)及其控制元件支架液壓系統(tǒng)由乳化液泵站、主進(jìn)液膠管、主回液膠管、各種液壓元件、立柱及各種千斤頂?shù)冉M成。支

40、架操縱方式采用鄰架操作控制，使用快速接頭，拆裝方便，性能可靠。由乳化液泵站輸出的高壓乳化液經(jīng)主進(jìn)液管支架進(jìn)液截止閥過濾器操縱閥立柱或各千斤頂架液截止閥主回液膠管乳化液泵站。2.8支架的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 結(jié)合首采工作面及礦區(qū)此類地質(zhì)構(gòu)造條件下，二柱掩護(hù)式液壓支架的成功經(jīng)驗(yàn)，該支架應(yīng)有如下特點(diǎn)：（1）支架型式為：兩柱掩護(hù)式液壓支架；（2）對支架總體結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化，梁端距變化應(yīng)??；頂梁前部較薄強(qiáng)度、剛度應(yīng)充分保證；（3）支架的四連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要從考慮梁端距變化量控制著手，并能與其它構(gòu)件形成剛性好、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的整體結(jié)構(gòu)；（4）整體頂梁和掩護(hù)梁帶單側(cè)活動(dòng)長側(cè)護(hù)板，能實(shí)現(xiàn)對護(hù)頂?shù)膰?yán)密調(diào)整；（5）封底底座，減小底

41、座比壓、增大底座剛度、強(qiáng)度；（6）架的整體構(gòu)造應(yīng)有“人機(jī)學(xué)”的觀點(diǎn)，結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，操作方便，制造成本降低。2.9本設(shè)計(jì)液壓支架各項(xiàng)技術(shù)特征ZY3500/25/47型液壓支架各技術(shù)特征如下表所示 本設(shè)計(jì)液壓支架各技術(shù)特征型號ZY3500/25/47型式兩柱掩護(hù)式工作阻力3500KN初撐力2604KN支護(hù)強(qiáng)度0.68MPa對底板比壓1.8MPa支架高度2500-4700mm支架寬度1430-1570mm中心距1500mm適應(yīng)煤層傾角15 第三章 液壓支架的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1確定液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的原則與內(nèi)容 3.1.1確定支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的原則 1、要滿足配套設(shè)備(采煤機(jī)、輸送機(jī))的相關(guān)要求: 2、與支架

42、的工作方式(即時(shí)支護(hù)或滯后支護(hù))相適應(yīng); 3、結(jié)構(gòu)緊湊，行人操作方便; 4、支架的工作穩(wěn)定性好。 3.1.2 確定支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的內(nèi)容 1、確定正常工作條件下，支架與相應(yīng)設(shè)備的位置關(guān)系; 2、確定支架總體與主要部件的布置與尺寸。3.2液壓支架主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定液壓支架的結(jié)構(gòu)型式很多，且隨著采高和應(yīng)用條件的不同，支架的結(jié)構(gòu)布置和尺寸也各異。下面僅分析目前廣泛應(yīng)用的三種典型架型的總體布置與結(jié)構(gòu)尺寸的一般范圍。3.2.1液壓支架的高度與伸縮比 1、高度的確定及其伸縮比 一般應(yīng)首先確定支架適用煤層的平均采高，然后確定支架高度。對于大采高支架，按下式確定支架高度，即 HmaxMmax十(200400)mm

43、 Hmin=Mmin(400500)mm Hmax支架最大高度(mm)； Hmin支架最小高度(mm)； Mmax最大采高(mm)； Mmin最小采高(mm) MmaxKM Mmin =KM式中 M 煤層平均厚度； K、K煤層厚度上、下波動(dòng)系數(shù)，一般取K1113，K08090。對于中厚煤層支架，按下式確定支架高度，即： HmaxMmax(200300) mm HminMmin(300400) mm對于薄煤層支架，則按下式確定支架高度，即 HmaxMmax(100200) mm HminMmin(150250) mm 本設(shè)計(jì)最大采高4500mm,取支架最大高度 45002004700mm 本設(shè)計(jì)

44、最小采高2800mm,取支架最小高度 28003002500mm 支架最大高度與最小高度之差為支架的調(diào)高范圍。 支架的伸縮比指其最大高度與最小高度之比值。即： 代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得 m=1.88支架的最大高度與最小高度之差為支架的調(diào)高范圍。調(diào)高范圍越大，支架適用范圍越廣，調(diào)高范圍給支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成困難，可靠性降低。支架最大高度和最小高度取值應(yīng)符合表31，單位。 S2一考慮頂板下沉量與底板浮煤厚度，一般取S2=0.259.35m; 表31支撐掩護(hù)式液壓支架高度系列表（單位m）HmaxHminHmaxHmin1.00.53.11.61.10.553.21.71.20.63.31.81.30.653.5

45、1.91.40.73.82.01.50.754.02.11.60.84.22.21.70.94.52.31.81.04.72.42.01.15.02.52.21.25.32.62.51.35.52.72.81.46.02.83.01.53.2.2中心距和寬度的確定支架中心距一般等于工作面一節(jié)溜槽長度。目前國內(nèi)外液壓支架中心距大部分采用1.5m。大采高支架為促高穩(wěn)定性中心距可采用1.75m，輕型支架為適應(yīng)中小煤礦工作面快速搬家的要求，中心距可采用1.25。本次設(shè)計(jì)取支架的中心距為1.5m。支架寬度是指頂梁的最小和最大寬度。寬度的確定應(yīng)考慮支架的運(yùn)輸安裝和調(diào)高要求。支架頂梁一般裝有活動(dòng)側(cè)護(hù)板一般行

46、程170200mm。當(dāng)支架中心距為1.5時(shí)，最小寬度一般14001430mm，最大寬度一般15701620mm。當(dāng)支架中心距為1.75時(shí)，最小寬度一般16501680mm，最大寬度一般18501880mm。當(dāng)支架中心距為1.25時(shí)，如果帶有活動(dòng)側(cè)護(hù)板，最小寬度一般11501180mm，最大寬度一般13201350mm；如果不帶活動(dòng)側(cè)護(hù)板，則寬度一般取11501200mm。本次設(shè)計(jì)取支架頂梁的最小寬度為1400，最大寬度為1570，亦即頂梁側(cè)護(hù)板側(cè)推千斤頂?shù)男谐倘?70。3.2.3支架間距所謂支架間距，就是相鄰兩架中心間的距離，按如下公式計(jì)算： b = B + nC 式中 b支架間距 B每架支架

47、頂梁總寬度 C相鄰支架頂梁間的間隙n每架所包含的組架或框架數(shù)，總體自移式支架n1，整體逐步式支架n2，節(jié)式組合邁步支架n支架節(jié)數(shù)。支架間距b主要根據(jù)支架形式，但目前主要根據(jù)刮板運(yùn)輸機(jī)油槽節(jié)長度及槽幫上千斤頂連接的位置來確定。目前我國刮板運(yùn)輸機(jī)油槽每節(jié)長度為1.5m,千斤頂連接位置在刮板槽中間，所以除節(jié)式和邁步式支架外，支架間距一般為1.5m。3.2.4底座長度的確定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??；支架內(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

48、護(hù)式支架的底座長度取3.5倍的移架步距（一個(gè)移架步距為0.6m），即2.1m左右，支撐掩護(hù)式支架的底座長度取4倍的移架步距，即2.4m左右。在這里取底座長度為2.5m。3.2.5頂梁長度的確定根據(jù)支架工作方式和設(shè)備配套尺寸來確定頂梁長度。 1、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有很大影響。先移架后推溜方式（又稱及時(shí)支護(hù)方式）要求頂梁有較大長度；先推溜后移架方式（又稱滯后支護(hù)方式）要求頂梁長度較小。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)，因此，先移架后推溜時(shí)頂梁長度要比先推溜后移架時(shí)的

49、頂梁長度要長一個(gè)步距，一般為600 mm 。這里，采用滯后支護(hù)方式。2、頂梁長度的計(jì)算掩護(hù)式支架頂梁長度計(jì)算頂梁長度=配套尺寸+底座長度+ -+300+ 掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)至頂梁后端點(diǎn)之距（mm） 式中 配套尺寸參考原煤炭部煤炭科學(xué)研究院編制的綜采設(shè)備配套圖冊確定； 底座長度底座前端至后連桿下鉸點(diǎn)之距 e 支架由高到低頂梁前端點(diǎn)最大變化距離； 、支架在最高位置時(shí)，分別為后連桿和掩護(hù)梁與水平面的夾角。經(jīng)計(jì)算的支架頂梁長度為3000mm。3.3液壓支架的設(shè)計(jì)要求 1、滿足采煤工藝及地質(zhì)條件的要求,要有足夠的初承力和工作阻力,以便有效的控制頂板,保證其合理的下沉量。 2、要有足夠的推溜力和移架力。推溜

50、力一般為10噸左右,移架力按煤層厚度而定,薄煤層一般為1015噸,中厚煤層一般為1525噸,厚煤層一般為3040噸。 3、防煤性能要好。 4、排煤性能要好。 5、要求有足夠的通風(fēng)端面。 6、從安全性考慮,要有足夠?qū)挼娜诵械馈?7、調(diào)節(jié)范圍要大,照明、通訊方便。 8、支架要求有足夠的剛度,能夠承受一定的不均衡載荷和沖擊載荷。 9、支架穩(wěn)定性好,底座最大比壓小于規(guī)定值。 10、在滿足強(qiáng)度條件下,盡可能減輕支架重量。 11、要易于拆卸,結(jié)構(gòu)簡單。 12、液壓元件要可靠。3.4支架的主要結(jié)構(gòu) 該型液壓支架的主要結(jié)構(gòu)包含頂梁、掩護(hù)梁、四連桿機(jī)構(gòu)、底座、立柱等，在此主要是掩護(hù)梁、四連桿機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

51、。 3.4.1掩護(hù)梁的設(shè)計(jì)掩護(hù)梁承受頂梁部分載荷和掩護(hù)梁背部載荷并通過立柱傳遞給底座。掩護(hù)梁和頂梁（包括活動(dòng)側(cè)護(hù)板）一起，構(gòu)成了支架完善的支撐和掩護(hù)體，完善了支架的掩護(hù)和擋矸性能。本設(shè)計(jì)選用16Mn鋼，其最大承載壓強(qiáng)為280MPa350 MPa，該型鋼可焊性好，焊后無需熱處理，應(yīng)用最為普遍。掩護(hù)梁為面板式箱形結(jié)構(gòu)件，為焊接箱式結(jié)構(gòu)。中間以四根主骨架為主體，在主骨中焊接四個(gè)連桿窩。在掩護(hù)梁梁兩側(cè)裝有側(cè)護(hù)板，通過梁身側(cè)面伸出的側(cè)推千斤頂軸和側(cè)護(hù)板上的四個(gè)軸套配合，利用掩護(hù)梁背部的插槽和梁體側(cè)面的銷孔把側(cè)護(hù)板固定在梁體的合適位置，起到保護(hù)掩護(hù)梁梁體，保證作業(yè)空間的作用。頂板采用的鋼板厚度為30mm，

52、筋板厚度為60mm。掩護(hù)梁的側(cè)面有折線型和直線型兩種。通常，插腿型掩護(hù)式支架掩護(hù)梁愛用折線型，可以增大通風(fēng)斷面。其它掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架多采用直線型，使得制造工藝簡單。掩護(hù)梁一般做成整體，也有做成左右對分的。本設(shè)計(jì)掩護(hù)梁選用整體式，直線型。掩護(hù)梁下部與前、后連桿相連，設(shè)有平衡千斤項(xiàng)的耳座。它的長度較短，約2.6mm，結(jié)構(gòu)緊湊，并有側(cè)護(hù)板，側(cè)護(hù)板的橫向?qū)挾龋源笥谝萍懿骄?，這樣移架時(shí)能與不動(dòng)的鄰架間保持封閉。掩護(hù)粱是由鋼板焊成的箱體結(jié)構(gòu)，因與它相連的部件較多，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意互不干涉。由于掩護(hù)梁受力復(fù)雜，特別是彎扭和橫向載荷，設(shè)計(jì)時(shí)各斷面安全系數(shù)應(yīng)大于1.3。在梁體還應(yīng)設(shè)有吊裝孔，以利梁體

53、的維護(hù)安裝。 圖3-1 掩護(hù)梁三維建模線框圖1鉸接耳 2側(cè)推千斤頂軸 3銷孔 4加強(qiáng)筋板 5頂板 6定軸銷孔 7主骨架 8連接軸孔 9平衡千斤頂連接耳3.4.2掩護(hù)梁護(hù)板的設(shè)計(jì)目前生產(chǎn)的支撐掩護(hù)式支架都有完善的側(cè)護(hù)裝置，不僅掩護(hù)梁兩側(cè)有側(cè)護(hù)板，而且主梁或整體頂梁從前排立柱到頂梁后的兩側(cè)也有側(cè)護(hù)板。支架工作時(shí)，一側(cè)的側(cè)護(hù)板是固定的，另一側(cè)則為活動(dòng)的。制造時(shí)，通過兩側(cè)側(cè)護(hù)板對稱，總裝時(shí)可按需要將一側(cè)用螺栓或銷子固定在頂梁和掩護(hù)梁上。 1、側(cè)護(hù)板的作用1) 消除相鄰支架掩護(hù)梁和頂梁之間的架間間隙，防止冒落矸石進(jìn)入支護(hù)空間；2) 作為支架移架過程中的導(dǎo)向板；3) 防止支架降落后傾倒；4) 調(diào)整支架的間距；以上幾點(diǎn)是緊密相連的，要想得到良好的防矸效果，側(cè)護(hù)板必須同時(shí)具有導(dǎo)向、防倒和調(diào)架等功能，否則將因支架不平行、傾倒或間距加大而