支撐掩護(hù)式液壓支架的設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過(guò))

充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 支撐掩護(hù)式液壓支架 中文摘要 采煤綜合機(jī)械化，是加速我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展，大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)煤炭工業(yè)現(xiàn)代化的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施。綜合機(jī)械化不僅產(chǎn)量大，效率高，成本低，而且能減輕笨重的體力勞動(dòng)，改善作業(yè)環(huán)境，是煤炭工業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向。液壓支架是綜合機(jī)械化采煤方法中最重要的設(shè)備之一。 液壓支架主要包括以下幾個(gè)基本部分組成：頂梁，掩護(hù)梁和四連桿機(jī)構(gòu)，側(cè)護(hù)板，底座，立柱，千斤頂。設(shè)計(jì)要遵從支護(hù)性能好、強(qiáng)度高、移架速度快、安全可靠等原則。 在支撐掩護(hù)式液壓支架的設(shè)計(jì)過(guò)程中，四連桿機(jī)構(gòu)和底座結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)。本論文 介紹了液壓支架的結(jié)構(gòu)，類(lèi)型，工作原理，特點(diǎn)，目的及要求，對(duì)支撐掩護(hù)式液壓支架作了詳盡的分析和介紹，講述了這種支架的方案和用途。另外，對(duì)液壓支架的結(jié)構(gòu)性能、受力狀況和如何選型等進(jìn)行了分析，同時(shí)介紹了液壓支架的使用、維修和故障排除等問(wèn)題。 關(guān)鍵詞 ： 液壓支架 支護(hù) 四連桿機(jī)構(gòu) 底座 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 ABSTRACT Hydraulic Support The comprehensive mechanization of coal mining is a strategic measure to the acceleration coal industrial development of our country , raise labor productivity substantially , realize the modern of coal industry. Synthesize mechanization not only output big, efficiency has low cost high and can alleviate heavy physical labor and improvement schoolwork environment, is the technology of coal industry develop direction. Hydraulic support is the one of comprehensive most important equipment in the mechanization method of coal mining. Hydraulic support major from some following basically partial compositions: Top beam, screens beam and 4 linkage mechanisms, side fender, base, prop. Design to follow protect performance good, strength is speed high, move rapid, safely reliable etc. principle. In the design course that the type of supports cover type, the design of 4 linkage mechanism ， base ， structural member is key. This paper has introduced requirement, type, working principle, characteristic, purpose and the structure of hydraulic support, for screening type hydraulic pressure support have made detailed analysis and introduction, have narrated use and the scheme of this kind of support. Furthermore, the structure of hydraulic structures performance, the power situation and how to choose models are analysed, at the same time it introduces the use of hydraulic Support, maintenance and fault resolution and other issues. Keywords: hydraulic support shoring 4 linkage mechanisms base 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 前 言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)四年的最后一次設(shè)計(jì)，同時(shí)也是對(duì)大學(xué)生四年來(lái)所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)總結(jié)和綜合應(yīng)用?，F(xiàn)在我們已經(jīng)進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)的最后階段，畢業(yè)設(shè)計(jì)作為本科學(xué)習(xí)最重要的組成部分之一，它能提高 我們發(fā)現(xiàn)、分析、解決問(wèn)題的能力，綜合檢驗(yàn)和鞏固我們所學(xué)知識(shí)，同時(shí)又是對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的全面復(fù)習(xí)，更是向我們以后即將從事的專(zhuān)業(yè)性工作的正常過(guò)渡。我們可以緊緊抓住這個(gè)機(jī)會(huì)認(rèn)真學(xué)習(xí)并搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)，眾所周知，它對(duì)我們即將走上工作崗位或者更進(jìn)一步深造有非常重要的意義。它將把我們過(guò)去的理論學(xué)習(xí)引向一個(gè)更高、更深的層次，也就是參加工作，可以說(shuō)我們?cè)谧鲆淮芜^(guò)渡性的嘗試。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于支撐掩護(hù)式液壓支架的設(shè)計(jì)。液壓支架是綜合機(jī)械化采煤的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)于提高采煤效率，降低成本，改善作業(yè)環(huán)境，減少笨重的體力勞動(dòng)具有舉足 輕重的作用。其中，支撐掩護(hù)式液壓支架是日本在引進(jìn)英國(guó)垛式支架和蘇聯(lián)掩護(hù)式支架的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)特點(diǎn)于 1968 年首先研制成功的。它保留了垛式支架支撐力大，切頂性能好，工作空間寬敞的優(yōu)點(diǎn)，采用雙排立柱支撐頂梁（或頂梁于掩護(hù)梁）的結(jié)構(gòu)；同時(shí)吸收了掩護(hù)式支架防護(hù)性能好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的長(zhǎng)處，采用堅(jiān)固的掩護(hù)梁以及側(cè)護(hù)板將支架于老塘完全隔開(kāi)，并用雙紐線連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)掩護(hù)梁和支架底座。因此，加深支撐掩護(hù)式液壓支架的設(shè)計(jì)和研究具有深遠(yuǎn)的意義。 整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲，我們所忙碌的成果即將接受檢驗(yàn)。我相信，有耕耘，定有收獲；有付出， 定會(huì)有回報(bào)。 四年的時(shí)間如流水般匆匆流過(guò)，在這四年里，老師們用汗水和心血滋潤(rùn)我干枯的心田，用知識(shí)的乳汁將我哺育，在我即將離開(kāi)母校的時(shí)候，我向我最尊敬的老師們表達(dá)我最真誠(chéng)的謝意，謝謝你們四年來(lái)對(duì)我們的親切關(guān)懷。在今后的日子里，我將努力奮斗，把您在學(xué)校里傳授給我們的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中去，為我國(guó)的機(jī)械行業(yè)做出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 最后，感謝各位評(píng)閱老師在百忙之中評(píng)閱本文。由于時(shí)間倉(cāng)促，本人水平有限，難免有錯(cuò)誤和不足之處，敬請(qǐng)各位老師指正與賜教。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 一、緒 論 液壓支架作為煤礦長(zhǎng)壁綜采工作面的關(guān)鍵設(shè)備，近 年來(lái)得了迅速地發(fā)展，它與綜采系統(tǒng)中的“三機(jī)”（ 刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、帶式輸送機(jī)）配合使用，是煤礦開(kāi)采技術(shù)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。液壓支架是綜采工作面主要設(shè)備之一，近 10 年來(lái)主要的發(fā)展趨勢(shì)是向兩柱掩護(hù)式和四柱支撐掩護(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)向高工作阻力、大中心距 (1 75m、 2m)發(fā)展，結(jié)構(gòu)件材料越來(lái)越多地采用高強(qiáng)度鋼材，支架的壽命和可靠性大大提高。 在綜合機(jī)械化采煤過(guò)程中，液壓支架擔(dān)當(dāng)著極其重要的角色，其主要功能不僅用于支撐管理頂板，隔離采空區(qū)，維護(hù)采煤作業(yè)空間，并能自行前移，推進(jìn)采煤 工作面輸送機(jī)和采煤機(jī)。因此，液壓支架的性能和可靠性是決定綜采成敗的關(guān)鍵因素之一。另外，合理的選用采煤設(shè)備并結(jié)合先進(jìn)的采煤工藝，可解決采煤工作面的采煤支護(hù)運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)環(huán)節(jié)之間的矛盾，可有效地提高工效增加成本減少損耗保護(hù)生產(chǎn)人員和設(shè)備的安全，以及減輕笨重的體力勞動(dòng)，可為煤礦獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益。 1.1 液壓支架的工作原理 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 液壓支架是由乳化液泵站提供高壓乳化液（這里采用水包油型乳化液）作為動(dòng)力，由液壓操作系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，液壓油缸和金屬構(gòu)件組成。來(lái)自泵站的高壓乳化液，經(jīng)主進(jìn)液管送到工作面，并與每架支架的進(jìn)液截止閥相 連導(dǎo)入支架，再經(jīng)過(guò)組合操縱閥配液到各液壓缸，以完成支架所需的各項(xiàng)動(dòng)作。從支架回流的低壓乳化液通過(guò)組合操縱閥與回液截止閥由主回液管路流回泵站乳化液箱，供循環(huán)使用。 支架的承載原理是：液壓支架支撐在綜采工作面的頂?shù)装逯g支撐頂板。頂板壓力作用在頂梁上，并通過(guò)頂梁和底座間立柱將壓力傳遞底板。為保證支架結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度及撐在支架頂安全，在立柱的下腔裝有安全閥。當(dāng)頂板壓力超過(guò)立柱安全閥限定壓力時(shí)，安全閥開(kāi)啟釋放出立柱中的液體進(jìn)行讓壓，當(dāng)頂板壓力下降到立柱工作阻力時(shí)，安全閥關(guān)閉進(jìn)行保壓承載。 1.2 液壓支架的工作過(guò)程 液壓支架對(duì)頂?shù)淖饔眠^(guò)程主要取決于流體靜力學(xué)原理工作的立柱工作過(guò)程?，F(xiàn)以圖 1-1 所示的典型立柱控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明支架的工作過(guò)程。 支架操作的基本功作過(guò)程為：急增阻階段，緩增阻階段，恒阻階段，無(wú)作用階段四個(gè)階段。 圖 立柱控制系統(tǒng) 立柱；安全閥；液控單向閥；操縱閥； P高壓管路； O回液管 （ 1）泵壓撐頂，支架對(duì)頂板急增阻階段 操縱閥手把置于 A 位，從泵站來(lái)的壓力液經(jīng)高壓管路 P，打開(kāi)液控單向閥 3 進(jìn)入立 柱下腔，立柱上腔與回液管 O 連通，因而活柱伸出使支架升起接頂，對(duì)頂板產(chǎn)生支撐力。支架接頂后，泵壓使下腔內(nèi)的液體壓強(qiáng)迅速上升，支架對(duì)頂頂板支撐力急劇增加。這就是支架對(duì)頂板的急增阻階段。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 （ 2）閉鎖承載，支架對(duì)頂板緩增阻階段 操縱閥手把放回零位后，立柱下腔內(nèi)的壓力液被液控單向閥閉鎖，不能流出，從而使支架保持對(duì)頂板的支撐狀態(tài)。隨著頂板逐漸下沉，立柱下腔內(nèi)的液體受到進(jìn)一步壓縮，壓強(qiáng)逐漸增高，使直接對(duì)頂板產(chǎn)生更大的支撐力，力圖阻止或延緩頂板下沉，一般情況下，頂板下沉比較緩慢，支架對(duì)頂板的支撐力增長(zhǎng)也就相應(yīng)緩慢，所以這個(gè)階段被稱(chēng)為支架對(duì)頂板緩增阻階段。 （ 3）溢流承載，支架對(duì)頂恒阻階段 頂板繼續(xù)下沉，立柱下腔內(nèi)的壓強(qiáng)繼續(xù)升高，當(dāng)達(dá)到立柱安全閥的調(diào)定值時(shí)，安全閥便開(kāi)啟溢流，使立柱下腔內(nèi)的壓強(qiáng)保持定植，從而支架對(duì)頂板的支撐力不變，即支架處于對(duì)頂板恒阻階段。 （ 4）解鎖降柱，支架與頂板無(wú)作用階段 采煤機(jī)截煤后，欲將支架移到新的位置，首先把操縱閥手把置于 B 讓從泵站來(lái)的壓力液進(jìn)入立柱上腔，同時(shí)作用于液控單向閥的頂桿活塞，迫使液控單向閥開(kāi)啟，解除對(duì)立柱下腔液體的閉鎖，允許其回到回液管。這時(shí)，活柱縮回，支架降落離開(kāi)頂板，支架對(duì)頂板無(wú)壓力 。在這一階段如要保證頂梁平行下降需協(xié)調(diào)操縱平衡千斤頂操縱閥。 需要說(shuō)明，目前為了防止破碎頂板漏頂，掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架可以采用擦頂帶移架方式，即支架頂梁實(shí)際并不脫離頂板，在移架過(guò)程中仍保持約每柱五噸左右的支撐力。因而，對(duì)于擦頂帶壓移架方式，此階段應(yīng)是解鎖卸載，支架對(duì)頂板仍有輕微作用力。 1.3 支架組成 液壓支架主要由金屬結(jié)構(gòu)件、油缸和液壓控制元件三大部分組成。 （ 1）金屬結(jié)構(gòu)件主要有頂梁、掩護(hù)梁、前梁、前連桿、后連桿、底座、側(cè)護(hù)板、護(hù)幫板等。 （ 2）油缸主要有雙作用單伸縮立柱、推移千斤頂、（平衡千斤頂） 、側(cè)護(hù)千斤頂、前梁千斤頂?shù)取?（ 3）液壓控制元件主要有液壓控制閥、操縱閥、雙向鎖、安全閥、截止閥等及液壓輔助元件等。 1.4 液壓支架主要結(jié)構(gòu)件及其作用 1.4.1 頂梁 頂梁采用整體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。結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示： 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 1右側(cè)護(hù)板； 2主頂梁； 3側(cè)推千斤頂； 4前梁千斤頂耳座； 圖 1 2 主頂梁 其主要作用是： （ l）承接頂板巖石及煤的載荷； （ 2）反復(fù)支撐頂煤，可對(duì)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)（剛性頂梁鉸接式前梁），強(qiáng)度高，對(duì)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。 1.4.2 掩護(hù)梁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 1護(hù)幫板耳座； 2側(cè)推千斤頂座； 3側(cè)護(hù)板； 4側(cè)推千斤頂； 5前連桿耳座； 6后連桿耳座； 7護(hù)幫千斤頂耳座； 8彈簧筒； 圖 1 3 掩護(hù)梁 掩護(hù)梁分別與頂梁 和前、后連桿連接，其主要作用有： (1) 承受上部頂板傳給的水平分力和側(cè)向力，增強(qiáng)支架的抗扭性能； (2) 掩護(hù)梁與前后連桿、底座形成四連桿機(jī)構(gòu)，保證支架的穩(wěn)定性； (3) 阻擋后部落煤，維護(hù)工作空間。 1.4.3 底座 底座是將頂板承受的壓力通過(guò)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(duì)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。 底座結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 1過(guò)橋； 2 推移千斤頂耳座； 3立柱銷(xiāo)孔； 4前連桿銷(xiāo)孔； 5后連桿銷(xiāo)孔； 6側(cè)板； 圖 1 4 底座 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。 1.4.4 前后連桿 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、夾雜等，以免降低強(qiáng)度，嫌少使用壽命。鑄后要進(jìn)行淬火和高溫回火，以降低硬度，增加強(qiáng)度和韌性。對(duì)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，這里采用整體式。前后連桿的結(jié)構(gòu)如圖 1 5，圖 1 6。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 1 5 前連桿 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 1 6 后連桿 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。 本支架采用正四連桿機(jī)構(gòu)，為使冒落矸石不從連桿處涌入支架內(nèi)， 后連桿為整體式，前連桿為分體式。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。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 1.4.5 推移機(jī)構(gòu) 圖 1 7 推移框架 支架的推移機(jī)構(gòu)包括推桿、連接頭、推移千斤頂和銷(xiāo)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(guò)連接頭與輸送機(jī)相連，另一端通過(guò)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 1.5 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)、主回液膠管、各種液壓元件、 立柱及各種千斤頂?shù)冉M成。支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(guò)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。 1.6 支架的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 結(jié)合首采工作面及礦區(qū)此類(lèi)地質(zhì)構(gòu)造條件下，使用 ZY2400/17/30 二柱掩護(hù)式支架的成功經(jīng)驗(yàn)，本架型應(yīng)有如下特點(diǎn)： （ 1）支架型式為：帶機(jī)械加長(zhǎng)的四柱支撐掩護(hù)式厚煤層液壓支架； （ 2）對(duì)支架總體結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化，梁端距變化應(yīng)?。豁斄呵安枯^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(zhǎng)側(cè)護(hù)板， 能實(shí)現(xiàn)對(duì)護(hù)頂?shù)膰?yán)密調(diào)整； （ 5）封底底座，減小底座比壓、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； （ 7） 采用雙紐線連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)掩護(hù)梁和支架底座，以增加支撐力，增強(qiáng)支架的穩(wěn)定性。 1.7 液壓支架的架形 支撐掩護(hù)式液壓支架的架形如下圖 1 8 所示： 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 1后連桿； 2前連桿； 3掩護(hù)梁； 4后立柱； 5銷(xiāo)； 6銷(xiāo)； 7主頂梁； 8前立柱； 9前梁千斤頂； 10銷(xiāo)； 11銷(xiāo)； 12銷(xiāo)； 13銷(xiāo)； 14前梁； 15護(hù)幫板千斤頂； 圖 1 8 支撐掩護(hù)式液壓支架河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 17 頁(yè) 共 83 頁(yè) 17 二、 液壓支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 液壓支架的選型 2.1.1 液壓支架結(jié)構(gòu)類(lèi)型的優(yōu)選 根據(jù)以往液壓支架設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，考慮到不同架型 和機(jī)構(gòu)的支架?chē)鷰r力學(xué)相互作用、支撐力矩、底板比壓等特點(diǎn)，可以對(duì)掩護(hù)式與支撐掩護(hù)式結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。 （ 1）液壓支架的力學(xué)特征綜述（見(jiàn)表 2-12） 表 2 1 不同結(jié)構(gòu)液壓支架的力學(xué)特征比較 支架型式 結(jié)構(gòu)特征 主要力學(xué)特性 掩護(hù)式 支掩式 二支柱掩護(hù)式 支架承載力較小，底板比壓均勻，主動(dòng)水平力較大 支頂式 二柱支頂掩護(hù)式 支架承載力大，穩(wěn)定性好，底座尖端比壓較大，對(duì)頂板的主動(dòng)水平力較大，前端支撐力大 支撐掩護(hù)式 支頂支掩 四柱（或三柱） 穩(wěn)定性好，抗水平力強(qiáng)，比壓均勻，但支柱能力利用率低 支頂式 四柱 X 型 頂梁合力調(diào)節(jié)范圍大，伸縮比大，承載力高 四柱支撐掩護(hù)式 承載力大，切頂能力強(qiáng)，比壓較均勻 （ 2）支架選型要素及簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)。 液壓支架結(jié)構(gòu)選型必須考慮的要素及對(duì)各類(lèi)型支架的評(píng)價(jià)（見(jiàn)表 2 2） 表 2 2 支架類(lèi)型評(píng)價(jià)（見(jiàn)下頁(yè)） 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 18 頁(yè) 共 83 頁(yè) 18 要素 支架類(lèi)型 支撐掩護(hù)式 支撐式 插底掩護(hù)式 一般掩護(hù)式 垛式 節(jié)式 支架?chē)鷰r適應(yīng)性 直接頂冒落傾向 優(yōu) 良 良 差 差 基本頂周期來(lái)壓 差 良 優(yōu) 優(yōu) 良 底板壓入傾向 良 差 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 防煤壁片幫 優(yōu) 良 優(yōu) 差 差 通風(fēng)斷面 差 良 良 差 差 頂梁前端支撐力 優(yōu) 良 良 差 差 頂梁后段切頂性 差 良 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 對(duì)頂板遮蓋率 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 差 差 隔絕采空區(qū)能力 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 差 差 橫向穩(wěn)定性 良 優(yōu) 優(yōu) 差 差 對(duì)采高適應(yīng)性 良 優(yōu) 優(yōu) 差 差 支撐效率 差 良 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 支護(hù)強(qiáng)度 良 良 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 對(duì)傾角適應(yīng)性 良 優(yōu) 良 良 差 2.1.2 液壓支架的架形選擇原則 在選擇液壓支架時(shí)既要保證對(duì)工作面頂板實(shí)現(xiàn)可靠的支撐，又要避免過(guò)大的設(shè)備投資，導(dǎo)致不必要的浪費(fèi)。因此，液壓支架的正確選型對(duì)于工作面經(jīng)濟(jì)效益關(guān)系重大。 液壓支架架形的選擇，主要取決于液壓支架的力學(xué)性能是否適用礦井的頂?shù)装鍡l件和其它地質(zhì)條件。在同時(shí)允許選用幾種架形時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用價(jià)格便宜的支架，支承式支架最便宜，其次為掩護(hù)式。支承式支架適合于穩(wěn)定頂板。掩護(hù)式支架適合于中等穩(wěn)定和一般破碎的頂板。支承掩護(hù)式支架適合于周 期來(lái)壓強(qiáng)烈，中等穩(wěn)定和穩(wěn)定頂板。 在綜采工作面支架選型時(shí)，還應(yīng)注意下述四點(diǎn)原則： (1) 對(duì)于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定頂板，應(yīng)優(yōu)先選用二柱掩護(hù)式支架。但在底板極松軟條件下，必須嚴(yán)格驗(yàn)算并限制支架底座尖端比壓，不得超過(guò)底板容許比壓即極限載荷河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 19 頁(yè) 共 83 頁(yè) 19 強(qiáng)度。在此條件下，通常應(yīng)避免使用重型支架。 (2) 對(duì)于非常穩(wěn)定和穩(wěn)定的難垮落頂板和周期來(lái)壓強(qiáng)烈和十分強(qiáng)烈的頂板，應(yīng)優(yōu)先考慮選取四柱支撐掩護(hù)式支架。 (3) 眾所周知，三點(diǎn)決定一個(gè)平面，由于頂板不平，四柱式支架中總有一根支柱對(duì)頂板的實(shí)際支撐力很低，因而二柱式掩護(hù)支架支撐能力利用率 高于四柱式。即二柱式支架對(duì)頂板的實(shí)際支撐力高于同樣名義額定阻力的四柱式支架，特別是對(duì)機(jī)道上方頂板的支護(hù)強(qiáng)度。 （ 4） 在不穩(wěn)定頂板條件下使用四柱式支架應(yīng)注意對(duì)機(jī)道上方的頂板控制，包括增加前任阻力及可伸縮前梁等。 2.1.3 影響架形選擇的因素 液壓支架的選型受到礦井的煤層、地質(zhì)、技術(shù)和設(shè)備條件的限制，因此，以上因素都會(huì)影響到支架的選型。 液壓支架架型的選擇首先要適合于頂板條件。一般情況下可根據(jù)頂板的級(jí)別，由表 3-1-5 見(jiàn)綜采技術(shù)手冊(cè)（上冊(cè)）中直接選出架型。 （ 1）煤層厚度 當(dāng)煤層厚度超過(guò) 1.5m，頂板有側(cè)向推力和水平推力時(shí)，應(yīng)選用抗扭能力強(qiáng)的支架，一般不用支承式支架。 當(dāng)煤層厚度達(dá)到 2.5m 2.8m 以上時(shí)，需選擇帶有護(hù)幫裝置的掩護(hù)式或支承掩護(hù)式支架。 煤層厚度變化大時(shí)，應(yīng)選擇調(diào)高范圍較大的掩護(hù)式，帶有機(jī)械加長(zhǎng)桿或雙伸縮立柱的支架。 假頂分層開(kāi)采，應(yīng)選用掩護(hù)式支架。 （ 2）煤層傾角 煤層傾角 25時(shí)，排頭支架設(shè)防倒滑裝置，工作面中部支架設(shè)底調(diào)千斤頂，工作面中部輸送機(jī)設(shè)置防倒滑裝置。 （ 3）底板強(qiáng)度 驗(yàn)算比壓，應(yīng)使支架底座對(duì)底板的比壓不超過(guò)底板允許比壓。 為使移架容易，設(shè)計(jì)時(shí)要使支架底座前部比后部的比壓小。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 20 頁(yè) 共 83 頁(yè) 20 (4) 瓦斯含量 對(duì)瓦斯涌出量大的工作面，應(yīng)符合保安規(guī) 程的要求，并選用通風(fēng)端面較大的支承式或支承掩護(hù)式支架。 (5) 煤層硬度 當(dāng)煤層為軟煤層時(shí)，支架最大采高一般 2.5m；中硬煤層時(shí)，支架最大采高一般3.5m；硬煤層時(shí)，支架最大采高 5m。 (6) 地質(zhì)構(gòu)造 斷層十分發(fā)育，煤層變化過(guò)大，頂板的允許暴露面積在 5 8 以下時(shí)，時(shí)間在20min 以上時(shí)，暫不宜使用綜采。 (7) 設(shè)備成本 綜合各條件，宜選用支撐掩護(hù)式支架的架形，即本人畢業(yè)設(shè)計(jì)所選擇架型。 2.2 主要設(shè)計(jì)參數(shù) ZZ4000/17/35 型支撐掩護(hù)式液壓支架 工作阻力 ： 4000kN 支架高度： 1.7 3.5m 支架寬度： 1.42 1.59m 初撐力： 1884KN 支護(hù)強(qiáng)度： 730KN/m2 （在使用范圍內(nèi)） 采用 ZZ4000/17/35 型支撐掩護(hù)式液壓支架，其工作阻力為 4000kN，初撐力1884kN，支護(hù)強(qiáng)度大于 730KN/m 2 ，對(duì)底板的比壓為 10.5MPa，能夠滿足地質(zhì)條件及礦區(qū)的要求。支架寬度為 1420 1590mm，中心距為 1.5m，支架 最低時(shí)長(zhǎng) 5m 左右。支架高度為 1.7 3.5m，滿足其采高要求。考慮運(yùn)輸機(jī)的拉架強(qiáng)度，支架總量約為 10.5t。2.3 液壓支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.3.1 四連桿機(jī)構(gòu)的作用 具有四連桿機(jī)構(gòu)的液壓支架從問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐考驗(yàn)，顯示出巨大優(yōu)越性，并從根本上克服了支撐式支架穩(wěn)定性和力學(xué)持性的缺陷，成為液壓支架技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 21 頁(yè) 共 83 頁(yè) 21 四連桿機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代液壓支架的主要穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，其主要作用是保證支架的縱向和橫向穩(wěn)定性；承受和傳遞外載；保持支架的整體剛度。因此，對(duì)液壓支架的研究常常離不開(kāi)對(duì)四連桿機(jī)構(gòu)的研究和認(rèn)識(shí)。下 面通過(guò)對(duì)液壓支架的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)一步分析四連桿機(jī)構(gòu)的特性和作用。支架升降時(shí)頂梁的運(yùn)動(dòng)軌跡是由四連桿機(jī)構(gòu)決定的，即由頂梁與掩護(hù)梁交點(diǎn) E 的軌跡所決定。根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析， E 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡一般為一條雙紐線，如圖 2 1 所示。合理設(shè)計(jì)四連桿參數(shù)，即可控制 E 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，改善支架支 護(hù)性能，減少連桿受力。 圖 2 1 支架四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡 支架在最大高度和最小高度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)， E 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈 3 種形式：雙向擺動(dòng) (ABCD 段 )、單向向后擺動(dòng) (BC 段 )和單向向前擺動(dòng) (AB 段和 CD 段 )。選擇不同的四連桿參數(shù)可以使 E 點(diǎn)軌跡處于上述 3 種曲線段。支架工作時(shí)，受到頂板載荷的作用，有下縮趨勢(shì)。當(dāng) E 點(diǎn)軌跡處于 AB 段時(shí)，頂梁相對(duì)于頂板有向煤壁移動(dòng)的趨勢(shì)，頂板對(duì)頂粱的摩擦力指向采空區(qū)側(cè)。當(dāng) E 點(diǎn)軌跡處于 BC 段時(shí)，頂梁相對(duì)于頂板有向采空區(qū)移動(dòng)的趨勢(shì)，此時(shí)頂板對(duì)頂梁的摩擦力指向煤壁。當(dāng)頂板運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)超過(guò)支架運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，頂梁與頂板間的摩擦力方向?qū)⑷Q于頂板的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。 從頂板管理方面分析，頂梁向煤壁方向移動(dòng)比頂梁向來(lái)空區(qū)方向移動(dòng)有利。前者對(duì)于保持粱端頂板處于擠壓狀態(tài)有利，而后者容 易導(dǎo)致頂板產(chǎn)生離層或斷裂，造成頂板斷裂線前移或梁端冒頂。因此，合理設(shè)計(jì)四連桿參數(shù)使支架工作段內(nèi)， E 點(diǎn)軌跡處于 AB 段比較理想，但對(duì)于調(diào)高范圍大的支架，要達(dá)到要求是困難的。然而，由于四連桿銷(xiāo)孔間隙的作用，使 E 點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與上述理論軌跡不完全相同。為了保持河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 22 頁(yè) 共 83 頁(yè) 22 支架梁端距的穩(wěn)定，一般應(yīng)控制梁端擺動(dòng)幅度 xE 3080mm。液壓支架的縱向穩(wěn)定性完全是由四連桿機(jī)構(gòu)決定的，而不取決于立柱的多少。 液壓支架實(shí)際受力狀態(tài)十分復(fù)雜，經(jīng)常受到非對(duì)稱(chēng)載荷和橫向載荷的作用，保持支架 橫向穩(wěn)定性和整體剛性十分重要。如圖示支架立柱為二力構(gòu)件，不具有承受較大橫向載荷的能力。支架的橫向載荷只能靠四連桿機(jī)構(gòu)承受。 2.3.2 四連桿機(jī)構(gòu)定位尺寸和極限參數(shù)的確定 在設(shè)計(jì)四連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，要根據(jù)四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特性來(lái)確定。其四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特性如下： (1) 支架從最高高度降到最低高度時(shí)，如下圖所示頂梁端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的最大寬度e 應(yīng)小于或等于 70mm,最好為 30mm 以下。 Qe1hPe=24 O四連桿機(jī)構(gòu)幾何特征圖圖 2 2 四連桿機(jī)構(gòu)幾何特征圖 (2) 掩 護(hù)梁上鉸點(diǎn)到頂梁頂面之距離 H和后連桿下鉸點(diǎn)至底座底面之距 Y0如圖 2 2所示，當(dāng)支架高度確定后，要用作圖法確定四連桿機(jī)構(gòu)，首先要根據(jù)配套尺寸 La(此處 La 2088mm)。初步確定頂梁長(zhǎng)度 Lf=2150mm 和底座長(zhǎng) Le=2380mm，然后確定頂梁與掩護(hù)梁 鉸點(diǎn)相對(duì)于后連桿下鉸點(diǎn)的水平距離，該鉸點(diǎn)至頂梁頂面距 H 和后連桿下鉸點(diǎn)的高度 Y0。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 23 頁(yè) 共 83 頁(yè) 23 H2一般根據(jù)支架工作阻力初步確定頂梁梁體的高度后，在根據(jù)結(jié)構(gòu)的合理性確定，一般支架距 H2 150 200mm，重型支架可取 H2 210260mm。 Y0一般根據(jù)支架最小 高度確定，薄煤層支架取 Y0 150 250mm ，對(duì)中厚煤層支架取 Y0 250 450； 對(duì)大采高支架取 Y0 450 600mm。 (3) 支架最大和最小高度時(shí)掩護(hù)梁與水平夾角 Amax和 Amin掩護(hù)梁是掩護(hù)采面工作空間密封隔離采空區(qū)的重要梁體，它不直接支撐頂板 ，而是作為重要的傳力構(gòu)件，把頂梁載荷傳遞到四連桿機(jī)構(gòu)，這對(duì)保持支架 圍巖力學(xué)狀態(tài)的穩(wěn)定有著顯著的作用。其主要表現(xiàn)是： 掩護(hù)梁載荷參與頂梁的力矩平衡，提高了梁端承載能力； 支架受到一個(gè)指向煤壁的水平推力，當(dāng)支架處于支護(hù)工況時(shí)，有阻止頂板巖體向來(lái)空區(qū)移動(dòng)的作用，而當(dāng)處于移架工況時(shí)，有利于克服架體各方面的摩擦力，增強(qiáng)架體運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。掩護(hù)梁水平投影過(guò)大，將增大掩護(hù)梁載荷，并承受頂板巖塊的沖擊載荷，而掩護(hù)梁載荷過(guò)大將減小頂板支護(hù)強(qiáng)度，造成移架困難。一般掩護(hù)式支架取 Amax58 62 ；支撐掩護(hù)式支架取 Amax60 70 。 在支架最小支護(hù)高度時(shí)，掩護(hù)梁傾角應(yīng)保證移架過(guò)程中掩護(hù)梁背負(fù)的矸石能沿梁體下滑，即滿足 tan Amin f ，其中為巖石與鋼的靜摩擦因數(shù)，一般為 0.15 0.3。若取 f 0.3，則 Amin 17 ，設(shè)計(jì)中一般可取 Amin 12 18 。 (4) 掩護(hù)梁與后連桿長(zhǎng)度比的確定 在用作圖法確定四連桿機(jī)構(gòu) 時(shí)，桿長(zhǎng)比主要根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定，一般應(yīng)保證 A05 ， 使后連桿在第一象限內(nèi)擺動(dòng)。根據(jù)近百種支架的統(tǒng)計(jì)，掩護(hù)梁與后連桿的長(zhǎng)度比（ Lb Lc） /Ld，對(duì)兩柱掩護(hù)式支架一般為 1.4 2.1，對(duì)四柱支撐掩護(hù)式支架一般為 1.2 1.8。經(jīng)計(jì)算，此處掩護(hù)梁與后連 桿的長(zhǎng)度比 2175/1384 1.57。 掩護(hù)梁與前后連桿鉸點(diǎn)間的距離可根據(jù)支架高度及連桿銷(xiāo)子直徑確定，一般取300 500mm，前后連桿間夾角越大，連桿力越小。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 24 頁(yè) 共 83 頁(yè) 24 5支架工作段要取曲線向前突的一端，如上圖所示的 H1段。其原因是當(dāng)頂板來(lái)壓時(shí)，立柱讓壓而下縮。使頂梁有前移的趨勢(shì)防止巖石向后移動(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動(dòng)。使整個(gè)支架產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，從而增加了前梁斷部的支護(hù)力，防止頂梁前斷頂部冒落又可以 使底座前端比壓減小，可防止啃底，有利移架，水平力的合力也相應(yīng)的減小，由于支架所承受的水平力由掩護(hù)梁來(lái)克服，所以減輕了掩護(hù)梁受力。 從以上的分析可知，為使支架受力合理和工作可靠，在設(shè)計(jì)四連機(jī)構(gòu)時(shí)曲線運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)盡量使支架的工作段要取曲線向前突的一段，所以當(dāng)掩護(hù)梁和后連桿長(zhǎng)度已知后，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(jiǎn)化成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，進(jìn)行作圖就可以了。 2.3.3 四連桿機(jī)構(gòu)的繪制 (1) 掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架的四連桿機(jī)構(gòu)都是雙搖桿機(jī)構(gòu)。雙搖桿機(jī)構(gòu)形成的條件是：最短桿 c 和最長(zhǎng)桿 b 之和小于其余兩桿長(zhǎng)度 之和，而最短桿為上連桿（掩護(hù)梁），最短桿的對(duì)邊 a 為固定桿（底座），即： c b15。在 J 點(diǎn)作 角，再取 JC 一定長(zhǎng)度與 HC 交與 C 點(diǎn)， C 點(diǎn)作為后連桿和掩護(hù)梁的鉸接軸。 以 J 為圓心， JC 為半徑畫(huà)一弧 ab。以 I 為圓心，以 HC 的長(zhǎng)度為半徑畫(huà)弧與弧 ab交于 E 點(diǎn)， C 點(diǎn)和 E 點(diǎn)就是后連桿在支架為最低高度和最低高度時(shí)的極限位置。 在 CH 上取一長(zhǎng)度 CD，必須 CDDC，這樣 CD 就是最短桿。而且要使 CD+DGCJ+JG。于是 G 點(diǎn)成為前連桿和底座的鉸接軸。 IH之間的軌跡的校核。在 CE 弧內(nèi)平均取幾點(diǎn)，例如 1、 2、 3 點(diǎn)，依次地以 1、 2、3 為圓心，以 CD 長(zhǎng)為半徑畫(huà)弧，與以 G 點(diǎn)為圓心 GD 為半徑的 FD 弧交于 1、 2、 3點(diǎn)，連接 11、 22、 33，并都給于延長(zhǎng)得 1”， 2”， 3”點(diǎn)，使 11” 22” 33” CH。這樣， I3” 2” 1”所形成得曲線要接近直線，即 e75mm。如果差別太大，要改變四連桿得尺寸或角度，以上述的過(guò)程重新畫(huà)出 I H 間得軌跡，使近似與直線。 要求水平偏離量不超過(guò)規(guī)定值以外，對(duì) 角的變化要求均勻。特別要注意在最大高度時(shí)，不要發(fā)生突 變。 角是連桿瞬時(shí)中心與掩護(hù)梁鉸接軸的連線和頂梁延長(zhǎng)線之間的夾角。 CDH 上的 D 點(diǎn)可以不在 CH 的連線上。 如圖 2 4： 按上述方法作圖，得到前連桿的長(zhǎng)度為 1450mm，與底座的高度為 580mm；后連桿的長(zhǎng)度為 1430mm，與底座的高度為 240mm；其余具體尺寸如圖。測(cè)得 e43.5mm75mm，符合要求。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 26 頁(yè) 共 83 頁(yè) 26 圖 2 4 四連桿畫(huà)法圖 2.3.4 液壓支架主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和形式的確定 (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(duì)于大采高支架，按下式確定支架高度，即 Hmax Mmax 十 (200 400)mm Hmin =Mmin -(500 400)mm Hmax 支架最大高度 (mm)； Hmin 支架 最小高度 (mm)； 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 27 頁(yè) 共 83 頁(yè) 27 Mmax 最大采高 (mm)； Mmin 最小采高 (mm) Mmax K1SMCMmin =K2SMC式中 MC 煤層平均厚度； K1S、 K2S 煤層厚度上、下波動(dòng)系數(shù)，一般取 K1S 1 1 1 3， K2S 0 80 90。 對(duì)于中厚煤層支架，按下式確定支架高度， 即： Hmax Mmax (200 300) Hmin Mmin (300 400) 對(duì)于薄煤層支架，則按下式確定支架高度，即 Hmax Mmax (100 200) Hmin Mmin (150 250) 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 2 3 支架高度系列單位（） 表 2 3 支撐掩護(hù)式液壓支架高度系列表 H max Hmin Hmax Hmin 1.0 0.5 3.1 1.6 1.1 0.55 3.2 1.7 1.2 0.6 3.3 1.8 1.3 0.65 3.5 1.9 1.4 0.7 3.8 2.0 1.5 0.75 4.0 2.1 1.6 0.8 4.2 2.2 1.7 0.9 4.5 2.3 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 28 頁(yè) 共 83 頁(yè) 28 1.8 1.0 4.7 2.4 2.0 1.1 5.0 2.5 2.2 1.2 5.3 2.6 2.5 1.3 5.5 2.7 2.8 1.4 6.0 2.8 3.0 1.5 綜合以上分析我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中取 Hmax 3500mm， Hmin =1700mm。 支架的伸縮比指其最大與最小高度之比 M= Hmax / Hmin =2.059 (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(zhǎng)度。目前國(guó)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。 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)板一般形成 170 200mm。當(dāng)支架中心距為 1.5時(shí)，最小寬度一般 1400 1430mm，最大寬度一般 1570 1600mm。當(dāng)支架中心距為 1.75時(shí)，最小寬度一般 1650 1680mm，最大寬度一般 1850 1880mm。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 1150 1180mm，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 1150 1200mm。 (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:每架支架頂梁總寬度 C:向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 n 1，整體逐步式支架 n 2，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(zhǎng)度及槽幫上千斤頂連接的位置來(lái)確定，目前我國(guó)刮板運(yùn)輸機(jī)油槽每節(jié)長(zhǎng)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，此處恰取 1500mm。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 29 頁(yè) 共 83 頁(yè) 29 (4) 頂梁尺寸 頂梁長(zhǎng)度 頂梁長(zhǎng)度受支架型式、配套采煤機(jī)截深 (滾筒寬度 )、刮板輸送機(jī)尺寸、配套關(guān)系及立柱缸徑、通道要求、底座長(zhǎng)度、支護(hù)方式等因素的制約。 減小頂梁長(zhǎng)度，有利于減小擰頂面積，增大支護(hù)強(qiáng)度。減少頂板反復(fù)支護(hù)次數(shù)，保持支架結(jié)構(gòu)緊湊，減輕重量。 掩護(hù)式支架，由于一般用于破碎頂板，應(yīng)將頂板長(zhǎng)加以控制，使空頂區(qū)范圍內(nèi)的重復(fù)支承次數(shù)不超過(guò) 4 5 次，頂梁長(zhǎng)度為 1.5 2.5m,最大 3m。 可用公式如下 : 頂梁長(zhǎng)度 配套尺寸底座尺寸 A cos1 -G cos1P +300+e 式中： 配套尺寸 656 394 764 274 2088mm A:后連桿長(zhǎng)度（ mm） G:掩護(hù)梁長(zhǎng)度（ mm） e:支架由高到低頂梁前端最大位移量（ mm） 1 、 1P ：支架在最高位置時(shí)，分別為后連桿與水平面及掩護(hù)梁與水平面的夾角 1 75.7， 1P 62.7 按條件取底座長(zhǎng)度大約為 2.38m 頂梁長(zhǎng)度 L=2088mm+2380mm+1040mm cos75.7 2175mm cos62.7+284mm+445mm+284 =3635.73mm 取整得 L 3636mm 頂梁寬度 頂梁寬度根據(jù)支架間距和架形來(lái)定，架間間隙為 0.2m 左右。其中寬面頂梁一般為 1.4 1.59m,節(jié)式支架一般為 0.4 0.6m,此處取 1590mm。 頂板覆蓋率 =( )( )Bll c B j 100 式中 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 30 頁(yè) 共 83 頁(yè) 30 B:頂梁的寬度 ( ) l:支架頂梁長(zhǎng)度 (m) :支架間距 (m) 對(duì)破碎機(jī)頂板：覆蓋率 s 值應(yīng)達(dá)到 85 95，故掩護(hù)式支架裝可移動(dòng)側(cè)護(hù)板，以維護(hù)架間的間隙，中等穩(wěn)定頂板覆蓋率值為 75 85，穩(wěn)定側(cè)護(hù)板覆蓋率為 60 70。支架控頂距 L 為支架頂梁長(zhǎng)度加頂梁前端與煤壁間距。 次處 =(3636 1590)/(3636+284) (1590+200)=82.4 (5) 立柱布置 立柱數(shù) 此支撐掩護(hù)式支架為四柱 支承方式 此處掩護(hù)式支架采用傾斜布置，這樣可以克服一部分水平力，并能提高范圍。一般立柱與頂梁夾角小于 30，前排立柱與豎直平面的夾角小于 7 ，后排立柱與垂直平面的夾角小于 3。 立柱間距 立柱間距的選擇原則為有利于工作 部件合理布置的情況下，采用較小的柱間距，立柱間距小，可減小控頂距，但工人行走不便。 其余主要尺寸入下圖所示： 圖 2 5 支架主要尺寸 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 31 頁(yè) 共 83 頁(yè) 31 2.3.5 液壓支架的總體布置 （ 1）設(shè)計(jì)要求 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。 推溜力一般為 10噸左右 ,移架力按煤層厚度而定 ,薄煤層一般為 10 15噸 ,中厚煤層一般為 15 25 噸 ,厚煤層一般為 30 40 噸 。 防煤性能要好。 排煤性能要好。 要求有足夠的通風(fēng)端面。 從安全性考慮 ,要有足夠?qū)挼娜诵械馈?調(diào)節(jié)范圍要大 ,照明 ,通訊方便。 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。 支架穩(wěn)定性好 ,底座最大比壓小于規(guī)定值，要易于拆卸 ,結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單。 在滿足強(qiáng)度條件下 ,盡可能減輕支架重量，液壓元件要可靠。 （ 2） 支架整體機(jī)構(gòu)尺寸的確定 按照以前的支架設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) ,確定支架底座長(zhǎng)度 l=2380mm。 按確定四連桿機(jī)構(gòu)尺寸的方法 ,確定四連桿及掩護(hù)梁。 根據(jù)工作方式及設(shè)備配套尺寸確定頂梁長(zhǎng)度 l=3636mm。 確定立柱布置 確定立柱布置可以用類(lèi)比法 ,其確定原則考慮支架的穩(wěn)定性及支架 的合力作用位置綜合進(jìn)行考慮 ,我們知道 ,作用位置超前易產(chǎn)生啃底現(xiàn)象 ,所以一般盡量使合力位