設(shè)計(jì)放頂?shù)V用液壓支架

1、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)定表目錄內(nèi)容摘要 (1第一章概述 (2第一節(jié)液壓支架的組成和分類 (2第二節(jié)液壓支架的工作原理 (5第二章液壓支架的總體設(shè)計(jì) (8第一節(jié)液壓支架的選型 (8第二節(jié)液壓支架參數(shù)的確定 (10第三章液壓支架受力分析和計(jì)算 (13第四章液壓支架的主要部件的設(shè)計(jì) (15第一節(jié)前梁 (16第二節(jié)主頂梁 (16第三節(jié)掩護(hù)梁 (17第五章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) (19第一節(jié)液壓支架的液壓系統(tǒng)的簡介 (19第二節(jié)液壓支架的液壓系統(tǒng)擬訂 (20結(jié)束語 (23內(nèi)容摘要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

2、層厚度適中,選用掩護(hù)式液壓支架。煤層厚度介于m5.2之間,煤8.3層厚度變化較大,選用調(diào)高范圍大且抗水平推力強(qiáng)且?guī)ёo(hù)幫裝置的掩護(hù)式支架。支架采用正四連桿機(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。推移千斤頂采用框架結(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(duì)頂板的及時(shí)支護(hù),采用錐閥液壓系統(tǒng)。第一章概述第一節(jié)液壓支架的組成和分類1.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(chǎng)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

3、與圍巖的作用關(guān)系“般分為三大類,即支撐式、掩護(hù)式(圖1-2和支撐掩護(hù)式(圖1-3 根據(jù)支架各部件的功能和作用,其組成可分為4個(gè)部分:(1 承載結(jié)構(gòu)件,如頂梁、掩護(hù)梁、底座、連桿、尾梁等。其主要功能是承受和傳遞頂板和垮落巖石的載荷。(2 液壓油缸,包括立柱和各類千斤頂。其主要功能是實(shí)現(xiàn)支架的各種動(dòng)作,產(chǎn)生液壓動(dòng)力。(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特性。 圖1-2 掩護(hù)式液壓支架結(jié)構(gòu)圖1-3 支撐掩護(hù)式液壓支架結(jié)構(gòu)(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)

4、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。2.液壓支架的分類及特點(diǎn)按液壓支架在采煤工作面的安置位置來劃分,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。中間液壓支架是安裝在除工作面端頭以外的采煤工作面所有位置的支架。中間液壓支架按其結(jié)構(gòu)形式來劃分,可分為三種基本類型,即:支撐式、掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式。1支撐式支架支撐式支架是出現(xiàn)最早的一種架型,按其結(jié)構(gòu)和動(dòng)作方式的不同,支撐式支架又分為垛式支架(圖1-4 a 和節(jié)式支架(圖1-4 b 兩種結(jié)構(gòu)型式。垛式支架每架為一整體,與輸送機(jī)連接并互為支點(diǎn)整體前移。節(jié)式支架由32個(gè)框

5、節(jié)組成,移架時(shí),各節(jié)之間互為支點(diǎn)交替前移,輸送機(jī)用于支架相連的推移千斤頂推移。節(jié)式支架由于穩(wěn)定性差,現(xiàn)已基本淘汰。支撐式支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:頂梁較長,其長度多在m 4左右;立柱多,一般是64根,且垂直支撐;支架后部設(shè)復(fù)位裝置和擋矸裝置。以平衡水平推力和防止矸石竄入支架的工作空間內(nèi)。支撐式支架的支護(hù)性能是:支撐力大,且作用點(diǎn)在支架中后部,故切頂性能好;對(duì)頂板重復(fù)支撐的次數(shù)多,容易把本來完整的頂板壓碎;抗水平載荷的能力差,穩(wěn)定性差;護(hù)矸能力差,矸石易竄入工作空間;支架的的工作空間和通風(fēng)斷面大。由上可知,支撐式支架適用于直接頂穩(wěn)定、老頂有明顯或強(qiáng)烈周期來壓,且水平力小的條件。此種支架在現(xiàn)階段的綜采工作

6、面的生產(chǎn)時(shí)都已基本不再采用。2 掩護(hù)式支架其主要由前梁、主梁、掩護(hù)梁和側(cè)護(hù)板、底座、前后連桿、前梁千斤頂、推移千斤頂、操縱閥等組成。 (a (b圖1-4支撐式支架結(jié)構(gòu)形式a垛式支架b節(jié)式支架它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:有一個(gè)較寬的掩護(hù)梁以擋住采空區(qū)矸石進(jìn)入作業(yè)空間,其掩護(hù)梁的上端與頂梁鉸接,下端通過前后連桿與底座連接。底座、前后連桿和掩護(hù)梁形成四連桿機(jī)構(gòu),以保持穩(wěn)定的梁端距和承受水平推力。立柱的支撐力間接作用與頂梁或直接作用與頂梁上。掩護(hù)式支架的立柱較少,除少數(shù)掩護(hù)式支架1根立柱外,一般都是一排2根立柱。這種支架的立柱都為傾斜布置,以增加支架的調(diào)高范圍,支架的兩側(cè)有活動(dòng)側(cè)護(hù)板,可以把架間密封。通常頂梁較短

7、,一般為3.0mm左右。掩護(hù)式支架的支護(hù)性能是:支撐力較小,切頂性能差,但由于頂梁短,支撐力集中在靠近煤壁的頂板上,所以支護(hù)強(qiáng)度較大、且均勻,掩護(hù)性好,能承受較大的水平推力,對(duì)頂板反復(fù)支撐的次數(shù)少,能帶壓移架。但由于頂梁短,立柱傾斜布置,故作業(yè)空間和通風(fēng)斷面小。由上可知,掩護(hù)式支架適用于頂板不穩(wěn)定或中等穩(wěn)定、老頂周期來壓不明顯、瓦斯含量少的破碎頂板條件。3支撐掩護(hù)式支架其主要由防片幫千斤頂、前梁、頂梁、掩護(hù)梁、底座、推移千斤頂、立柱等組成。支撐掩護(hù)式支架是在吸收了支撐式和掩護(hù)式兩種支架優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種支架。因此,它兼有支撐式和掩護(hù)式支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能,可適應(yīng)各種頂?shù)装鍡l件。此種支架

8、的優(yōu)點(diǎn)是:支撐力大,切頂性能強(qiáng),防護(hù)性能好,通風(fēng)斷面大,穩(wěn)定性好,應(yīng)用范圍廣。它的缺點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本較高。支撐掩護(hù)式支架的立柱均為兩排,立柱可前傾或后傾。也可倒八字形布置和交叉布置。通常,兩排立柱都是直接支撐在頂梁上,個(gè)別情況下,也有后排立柱支撐在掩護(hù)梁上而前排立柱支撐在頂梁上。4特種液壓支架特種液壓支架是為了滿足某些特殊的要求而發(fā)展起來的液壓支架,在結(jié)構(gòu)形式上仍屬于以上某種液壓支架。包括放頂煤支架等。第二節(jié)液壓支架的工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)液壓缸來實(shí)現(xiàn)完成的。如圖1-5示1. 升柱當(dāng)需要支架上

9、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。圖1-5 液壓支架工作原理1-頂梁2-立柱3-底座4-推移千斤頂5-安全閥6-液控單向閥7、8-操縱閥9-輸送機(jī)10-乳化液泵11-主供液管12-主回液管3. 支架和輸送機(jī)前移支架和運(yùn)輸機(jī)的前移,都是由底座上的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),缸體前移入推移千斤頂?shù)幕钊?另一腔回液,以支架為支點(diǎn),是活塞桿伸出,把運(yùn)輸機(jī)推

10、向煤壁。支架的支撐力與時(shí)間曲線,稱為支架的工作特性曲線,如圖1-6所示: 支架立柱工作時(shí),其支撐力隨時(shí)間的變化過程可分為三個(gè)階段0t -初撐階段; 1t -增阻階段; 2t -恒阻階段;1P -初撐力;2P -工作阻力 (1初撐階段支架在升柱時(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,支架的夜控單向閥關(guān)閉,立柱下腔壓力達(dá)到初撐力,此階段為初撐階段0t ,此時(shí)支架對(duì)頂板的支撐力為初撐力。支撐式支架的初撐力為32104=n P D P b c KN (1.1 圖1-6 支架的工作特性曲線式中D -支架立柱的缸徑,m ;b P -泵站的工作

11、壓力,MPa ;n -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。(2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)正壓力,立柱下腔壓力達(dá)到工作阻力。此階段為增阻階段1t 。(3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)正值時(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)整之后,安全閥停止溢流,這樣在安

12、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2t 。此時(shí)支架對(duì)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。支撐式支架的工作組力為32104=n P D P a KN (1.2式中 a P -支架安全閥的調(diào)定壓力 MPa ; 支架的工作阻力標(biāo)志著支架的最大承載能力。對(duì)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(duì)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

13、支護(hù)性能。即310-=F Pq MPa(1.3式中 F 支架的支護(hù)面積,2m 。第二章 液壓支架的總體設(shè)計(jì)第一節(jié) 液壓支架的選型正確選擇液壓支架的架型,對(duì)于提高綜采工作面的產(chǎn)量和效率,充分發(fā)揮綜采設(shè)計(jì)的效能,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效,是一個(gè)很重要的因素。在具體選擇架型時(shí),首先要考慮煤層的頂板條件。表2-1是根據(jù)國內(nèi)外液壓支架的使用經(jīng)驗(yàn),提出了各種頂板條件下適用的架型,它是選擇支架的主要依據(jù).由于給定參數(shù)中頂?shù)装嫘再|(zhì):老頂I 級(jí)、直接頂2級(jí),底板平整,無影響支架通過的斷層,初步選擇為掩護(hù)式支架。1 煤層厚度煤層厚度不但直接影響到支架的高度和工作阻力,而且還影響到支架的穩(wěn)定性。當(dāng)煤層厚度大于2.52.8m (

14、軟煤層下限,硬煤層上限時(shí),應(yīng)選用抗水平推力強(qiáng)且?guī)ёo(hù)幫裝置的掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式支架。當(dāng)煤層厚度變化較大時(shí),應(yīng)選用調(diào)高范圍大的支架。因此本次設(shè)計(jì)應(yīng)選用抗水平推力強(qiáng)且?guī)ёo(hù)幫裝置的掩護(hù)式支架。2 煤層傾角煤層傾角主要影響支架的穩(wěn)定性、傾角大時(shí)易發(fā)生傾倒下滑等現(xiàn)象。當(dāng)煤層傾角大于1015o時(shí),應(yīng)設(shè)防滑和調(diào)架裝置,當(dāng)傾角超過18o時(shí),應(yīng)同時(shí)具有防滑防倒裝置。給定煤層傾角o 8,不用設(shè)置防滑和調(diào)架裝置。3底板性質(zhì)底板承受支架的全部載荷,對(duì)支架的底座影響較大,底板的軟硬和平整性,基本上決定了支架地做的結(jié)構(gòu)和支撐面積。選型時(shí),要驗(yàn)算底座對(duì)底板的接觸比壓,其值要小于底板允許比壓(對(duì)于砂巖底板,允許比壓為MPa 1

15、6.296.1,軟底板為MPa 98.0左右4瓦斯涌出量對(duì)于瓦斯涌出量大的工作面,支架的通風(fēng)斷面應(yīng)滿足通風(fēng)的要求,選型時(shí)要進(jìn)行驗(yàn)算。表2-1 根據(jù)本礦情況允許有±5%的波動(dòng)范圍。表中1.3、1.6、2分別為II、III、IV級(jí)老頂?shù)姆旨?jí)增壓系數(shù);IV級(jí)老頂只給出最低值2,選用時(shí)可根據(jù)本礦實(shí)際確定適宜值。5 地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜,煤層厚度變化又較大,頂板允許暴露面積和時(shí)間分別在258m 和20min 以下時(shí),暫不宜采用液壓支架。6 設(shè)備成本在滿足要求的前提下,應(yīng)選用價(jià)格便宜的支架。此外,對(duì)于特定的開采要求,應(yīng)選用特種支架。第二節(jié) 液壓支架參數(shù)的確定1 支護(hù)強(qiáng)度和工作阻力支護(hù)強(qiáng)度取決

16、于頂板性質(zhì)和煤層厚度。支護(hù)強(qiáng)度可根據(jù)下列公式估算:MPa KH q 510-= (2.1 式中K 作用與支架上的頂板巖石系數(shù),一般取58。頂板條件好、周起來壓不明顯時(shí)取下限,否則取上限;H 采高,m頂板巖石密度,一般為MPa 7.05.0放頂煤支架的支護(hù)強(qiáng)度一般為MPa 7.05.0支架工作阻力P 應(yīng)滿足頂板支護(hù)強(qiáng)度的要求,即支架工作阻力由支護(hù)強(qiáng)度和支護(hù)面積所決定。KN qF p 310= (2.2 式中 F 支架的支護(hù)面積,2m 可按下式計(jì)算 1(F L C B K L C A =+=+2m (2.3式中 L 支架頂梁長度,mC 兩端距, mB 支架頂梁寬度, m1K 架間距, mA 支架中

17、心距, m對(duì)于支撐式支架,支架立柱的總工作組力等于支架工作阻力。對(duì)于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架,由于受到立柱傾角的影響,支架工作阻力小于支架立柱的總工作阻力。工作阻力與支架立柱的總工作阻力的比值,稱為支架的支撐效率,所以支架立柱的總工作阻力總P 為KNP P =總 (2.4支撐式支架的=100%、支撐掩護(hù)式和掩護(hù)式支架取80%=左右。2 初撐力初撐力的大小是相對(duì)與支架的工作阻力而言,并與頂板的性質(zhì)有關(guān)。較大的初撐力可以使支架較快地達(dá)到工作阻力,防止頂板過早的離層,增加頂板的穩(wěn)定性。對(duì)于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定頂板,為了維護(hù)機(jī)道上方的頂板,應(yīng)取較高的初撐力,約為工作阻力的80%;對(duì)于穩(wěn)定頂板,初撐力不宜過大

18、,一般不低于工作阻力的60%,對(duì)于周期來壓強(qiáng)烈的頂板,為了避免大面積的垮落對(duì)工作面的動(dòng)載威脅,應(yīng)取較高的初撐力,約為工作阻力的75%。3 移架力與推溜力移架力與支架結(jié)構(gòu)、噸位、支撐高度、頂板狀況是否帶壓移架等因素有關(guān)。一般薄煤層支架的一架力為100150KN ;中等厚度煤層支架為150300KN ;厚煤層為300400KN 。推溜力一般為100150KN .4 支架調(diào)高范圍支架最大結(jié)構(gòu)高度m S M H 1.43.08.31max max =+=+= (2.5支架最小結(jié)構(gòu)高度m S M H 3.22.05.22min min =-=-= (2.6式中 max M 、min M 煤層最大、最小采

19、高1S 偽頂冒落的最大厚度,一般取m 3.02.02S 頂板周期來壓時(shí)的最大下沉量、移架使支架的下降量和頂梁上、底座下的浮矸、煤層厚度之和,一般取m 35.025.0確定支架的最低高度時(shí)還應(yīng)考慮到井下的允許運(yùn)輸高度。支架的伸縮比78.13.21.4min max =H H K S (2.7s K 值的大小反映了支架對(duì)煤層厚度變化的適應(yīng)能力,其值越大,說明支架適應(yīng)煤層厚度變化的能力越強(qiáng),采用單伸縮立柱,S K 值一般為1.6左右。若進(jìn)一步提高伸縮比,需采用帶機(jī)械加長桿的立柱或雙伸縮立柱,其s K 值一般為2.5左右。薄煤層厚度可達(dá)m 3。由于78.1=S K 又考慮到煤層厚度較高,初選雙伸縮立柱

20、。5 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m 5.1.大采高支架為提高穩(wěn)定性中心距可采用m 75.1,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m 25.1。因此設(shè)計(jì)中預(yù)取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)架要求。支架頂梁一般裝有活動(dòng)側(cè)護(hù)板,側(cè)護(hù)板行程一般為mm 200170。當(dāng)支架中心距為m 5.1時(shí),最小寬度一般取mm 14301400,最大寬度一般取mm 16001570。當(dāng)支架中心距為m 75.1時(shí),最小寬度一般取mm 16801650,最大寬度一般取mm 1880185

21、0。當(dāng)支架中心距為m 25.1時(shí),如果頂梁帶有活動(dòng)側(cè)護(hù)板,則最小寬度一般取mm 11801150,最大寬度一般取mm 13501320,如果頂梁不帶活動(dòng)側(cè)護(hù)板,則一般取mm 12001150。6底座寬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(duì)底板的接觸比壓要小;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;使于人員操作和行走,保證支架的穩(wěn)定性等。通常,掩護(hù)式支架的底座長度取3.5倍的移架步距一個(gè)移架步距為m 6.0,即m 1.2左右;支撐掩護(hù)式支架的底座長度取4倍的移架步距,即m 4.2左右。第三章 液壓支架受力分

22、析和計(jì)算當(dāng)支架撐緊在頂板和底座之間時(shí),選取整體或一部分為分離體,皆處于平衡狀態(tài),據(jù)此簡化為平面桿系進(jìn)行受力計(jì)算。第一節(jié) 受力分析計(jì)算掩護(hù)梁上沒有負(fù)載,摩擦系數(shù)為3.0 w ,支架在最高位置時(shí),每根立柱的工作支撐力為KN 4.973,支架的整體受力如下圖所示: 3-1支架總體受力圖支架的工作阻力為:12121cos cos (sin sin 1A a b a b P P P P P tg ftg =+-+ (3.1 0875.07.11187.222(5.159782.1585535.011-+-=o tgKN 6.398605.3193027.1=頂梁集中受力點(diǎn)距頂梁后鉸點(diǎn)的距離為:11221

23、(cos cos a b A S l P l P P =+ (3.2 5.159777582.15854.2654(6.39861+=mm 3.1366=前后連桿受力為:121cos(cos(sin(sin cos c a D b D D C A D D P P P P f =-+-+ (3.3 KN 9.275276.25317277.1007(42.3=-+=由上式得“-”號(hào),表示前連桿受力方向與圖示相反,即前連桿受拉力 121cos(cos(sin cos sin(D a c b c A c c D C P P P P f =-+-+-KN 89.2096775.318965.2576(

24、42.3-=-= (3.4 由上式得“-”號(hào),表示前連桿受力方向與圖示相反,即前連桿受壓力。第四章液壓支架的主要部件的設(shè)計(jì)各部件設(shè)計(jì)的基本要求如下:1. 四連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),使支架梁端距變化小,支架受力狀態(tài)最佳,結(jié)構(gòu)上既滿足工作空間要求,又能承受足夠的縱向、橫向力及扭矩。2. 前梁無論是伸縮式或是挑梁式,都應(yīng)能及時(shí)支護(hù)頂板。前梁由前梁千斤頂控制,可上、下擺動(dòng)。與頂板保持良好的接觸,維護(hù)機(jī)道上方頂板。伸縮梁靠伸縮千斤頂和前梁作相對(duì)滑移.用以及時(shí)支護(hù)新暴露的頂板。3. 頂梁。頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件,并起切頂作用。它可多次反復(fù)支撐頂煤,以利于放煤。頂梁裝有側(cè)護(hù)板,活動(dòng)側(cè)裝有千斤頂和彈

25、簧,防止架間漏煤、矸及調(diào)節(jié)支架間距。若四連桿機(jī)構(gòu)與頂梁鉸接,要有可靠的鉸接支座。4. 掩護(hù)梁。它用于承受部分煤、矸載荷,防止其竄入后輸送機(jī)的工作空間,保證支架、后輸送機(jī)正常運(yùn)行。根據(jù)不同的支架類型,掩護(hù)梁有伸縮插板式和在下端鉸接一伸縮尾梁式,它裝有側(cè)護(hù)板.作用與頂梁側(cè)護(hù)板相同。掩護(hù)梁受扭力和橫向載荷力大,是十分重要的部件。5. 底座。其作用是將支架承受的頂板壓力和側(cè)向力傳至底板。它既要有足夠的強(qiáng)度和剛度,又應(yīng)滿足底板比壓不超限。保證支架整體穩(wěn)定性的關(guān)鍵是在底座上鉸接四連桿機(jī)構(gòu),在底座中間設(shè)置有推移裝置,側(cè)面設(shè)置拉后輸送機(jī)的千斤頂和推移桿。6. 推移裝置。此機(jī)構(gòu)關(guān)系到支架能否正常推移,由千斤頂和

26、推移桿組成。推移桿結(jié)構(gòu)有長推桿或是由兩部分短推移桿組成。7. 尾梁。四連桿機(jī)構(gòu)與掩護(hù)梁鉸接的支架,在掩護(hù)梁下鉸接一可轉(zhuǎn)動(dòng)的伸縮插板尾梁,用以放煤、保證放煤高度及維護(hù)工作空間。對(duì)于大塊煤可利用插板進(jìn)行破碎。尾梁裝有側(cè)護(hù)板,作用與頂梁、掩護(hù)梁的側(cè)護(hù)板相同。液壓控制系統(tǒng)及立柱、千斤頂。液壓系統(tǒng)由各液壓件、管路系統(tǒng)組成,它應(yīng)保證立住、千斤頂完成支架要求的各種性能,并達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)。第一節(jié) 前梁前梁為由Mn 16鋼板焊接而成的箱體結(jié)構(gòu),前面連接護(hù)幫板,后面與主頂梁鉸接,下部焊有耳座連接前梁千斤頂,可上下擺動(dòng)。前梁前后銷孔中心之間的距離為mm 1200,寬度為mm 1300,厚度為mm 200,與前梁千

27、斤頂鉸接的耳座孔孔徑為mm 70,前部也焊有與護(hù)幫板千斤頂鉸接的耳座。主筋為mm 30的鋼板,加強(qiáng)板為mm 20的鋼板。結(jié)構(gòu)如下圖4-1所示 圖4-1 前梁第二節(jié) 主頂梁頂梁(圖4-2后面與掩護(hù)梁鉸接,下面由立柱支撐,上與頂板直接接觸,做成箱體結(jié)構(gòu),不但要滿足一定的剛度和強(qiáng)度的要求,還要適應(yīng)頂板的不平整性,避免局部應(yīng)力過大而損壞。頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件,并起切頂作用。一般前、后柱窩斷面為最危險(xiǎn)斷面,斷面安全系數(shù)1.1>n ,它可多次反復(fù)支撐頂煤,以利于放煤。頂梁裝有側(cè)護(hù)板,一側(cè)裝有側(cè)推千斤頂和彈簧,防止架間漏煤、矸石及調(diào)節(jié)支架間距。由于選用的掩護(hù)式支架,頂梁基本尺寸:長度mm

28、1709;寬度,側(cè)護(hù)板縮回時(shí)mm 1300;全部伸出時(shí)為mm 1600;上下面厚度mm 300;與前梁連接用銷孔直徑60mm ,與掩護(hù)梁連接用銷孔直徑80mm ,安裝前梁千斤頂用銷孔直徑54mm 。 圖4-2頂梁構(gòu)件材料:16n M 鋼板,厚度有16mm 、20mm 、30mm 三種。結(jié)構(gòu):采用箱式結(jié)構(gòu),有鋼板焊接而成。主要有四根主立筋,為加強(qiáng)構(gòu)件的剛度,在上下蓋板之間焊有加強(qiáng)肋,構(gòu)成封閉式棋盤型。在頂梁下焊有鑄鋼柱窩,柱窩兩側(cè)有孔,用銷軸把立柱和頂梁連接起來;頂梁前端有銷孔,通過銷軸與前梁上的銷孔連接起來;頂梁后端有銷孔,通過銷軸與掩護(hù)梁上的銷孔連接。頂梁腹部前端還焊有耳座用來安裝前梁千斤頂

29、。第三節(jié) 掩護(hù)梁掩護(hù)梁下部與前、后連桿相連,下端與尾梁鉸接,還設(shè)有尾梁千斤項(xiàng)的耳座。用于承受部分煤、矸載荷,防止其竄入后輸送機(jī)的工作空間,保證支架、后輸送機(jī)正常運(yùn)行。掩護(hù)梁受扭力和橫向載荷力大,是十分重要的部件。掩護(hù)梁做成箱體結(jié)構(gòu),尾部有伸縮插板式和在下端鉸接一伸縮尾梁式,它裝有側(cè)護(hù)板.作用與頂梁側(cè)護(hù)板相同。側(cè)護(hù)板的橫向?qū)挾?要稍大于移架步距,這樣移架時(shí)能與不動(dòng)的鄰架間保持封閉。掩護(hù)梁的主要結(jié)構(gòu)尺寸如下:全長mm 7.2800,兩耳座之間的水平距離為mm 719,寬mm 1300,厚mm 230,上方用90mm 銷軸與頂梁鉸接,尾部用mm 80的銷軸與尾梁鉸接,與前連桿鉸接用的銷孔直徑為110

30、mm ,與后連桿鉸接用的銷孔直徑為。130mm 圖4-3掩護(hù)梁。連桿鉸接用的銷孔直徑為mm130 圖4-3掩護(hù)梁第五章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié) 液壓支架的液壓系統(tǒng)的簡介液壓支架由不同數(shù)量的立柱和千斤頂組成,采用不同的操縱閥實(shí)現(xiàn)升柱、降柱、移架、推溜等動(dòng)作。雖然支架的液壓缸(立柱和千斤頂種類、數(shù)量很多,但其液壓系統(tǒng)都是采用多執(zhí)行元件的并聯(lián)系統(tǒng)。1 液壓支架傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求對(duì)于液壓支架的傳動(dòng)裝置,應(yīng)具有以下基本要求:采用結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)備外型尺寸小,能遠(yuǎn)距離地傳遞大的能量;能承受較大的載荷;沒有復(fù)雜的傳動(dòng)結(jié)構(gòu);在有爆炸危險(xiǎn)和含塵的空氣里保證工作安全;動(dòng)作迅速;操作、調(diào)節(jié)簡單;過載及損壞保護(hù)簡單。容積式液

31、壓傳動(dòng)可最大限度的滿足這些要求,因此液壓支架均采用這種傳動(dòng)。 2 液壓支架的液壓傳動(dòng)特點(diǎn)液壓支架的液壓傳動(dòng),與其它機(jī)械的容積式液壓傳動(dòng)有很大的區(qū)別,其特點(diǎn)如下: 工作液的壓力高(管路內(nèi)的壓力達(dá)MPa 4020,立柱內(nèi)的壓力達(dá)MPa 7030,流量大(min /14035L ;在液壓系統(tǒng)中,采用粘度低和容量大的液體作為工作介質(zhì);液壓缸、操縱閥,其它調(diào)節(jié)和控制裝置等的數(shù)量大(高壓泵16臺(tái)、液壓缸3001500個(gè)、安全閥150300個(gè),還有同樣數(shù)量的液控單向閥;很長的液壓管路(200300MPa 剛性管,5003000MPa 高壓軟管;泵-液壓缸傳動(dòng)系統(tǒng)的換算彈性模數(shù)較低;根據(jù)支架的數(shù)量改變液流的參

32、數(shù);所有支架的結(jié)構(gòu)上都有著相同的液壓缸、液壓裝置以及它們之間都有相同的連接方式(相同的液壓系統(tǒng);每節(jié)支架都重復(fù)著相同的工序,這些工序的總和構(gòu)成液壓支架的基本工序;為了保證系統(tǒng)具有較高的容積效率，實(shí)現(xiàn)無故障作業(yè)和工作人員的安全，液壓系 統(tǒng)的元件和部件要有好的密封性和可靠性。 這些基本特點(diǎn)決定了液壓傳動(dòng)元結(jié)件以及整個(gè)系統(tǒng)在構(gòu)上的特點(diǎn)，即：液壓支架 是以單節(jié)支架為單元的，這就決定了液壓系統(tǒng)的構(gòu)成，即工作面支架和端頭支架的液 壓系統(tǒng)成為液壓支架的基本組成部分。此外，可以把泵站、中心控制臺(tái)和支架的液壓 管路等部分作為支架的公用液壓系統(tǒng)。其中每個(gè)部分都具有獨(dú)立的功能，在改善液壓 傳動(dòng)或者制定新的方案時(shí)，一般都可以單獨(dú)地加以研究。 第二節(jié) 液壓支架的液壓系統(tǒng)擬訂 根據(jù)液壓支架的架型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定立柱和千斤頂數(shù)目，并擬訂液壓系統(tǒng)。 1 立柱系統(tǒng) (1. 單柱控制回路 單柱控制回路如圖 5.1a、b、c、d 所示，其中圖 a 為單作用單柱，圖 b、c 為雙 作用單柱，圖 d 為雙伸縮單柱。