掩護(hù)式液壓支架說(shuō)明書(shū)

1、、八 、,前言經(jīng)過(guò)近 30 年的發(fā)展和努力 , 我國(guó)液壓支架的設(shè)計(jì)、制造水平在不斷提高 , 特別是 在緩傾斜中厚煤層的液壓支架方面積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn) , 架型已基本趨于成熟、完善 , 在品種和質(zhì)量方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比差距越來(lái)越小。但在控制元件和控制系統(tǒng)方面 , 與 先進(jìn)國(guó)家的產(chǎn)品相比還有較大差距。所以 , 今后除應(yīng)繼續(xù)針對(duì)我國(guó)國(guó)情和煤層具體條件 , 開(kāi)發(fā)一些新架型、新品種外 , 還應(yīng)在改進(jìn)支架控制系統(tǒng)和提高支架的工作可靠性方面下功 夫。近年來(lái) , 我國(guó)采煤綜合機(jī)械化的水平有所提高 , 隨著綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的不斷發(fā) 展和新型大功率采煤機(jī)、工作面輸送機(jī)的出現(xiàn) , 要求支架與之相配套 , 但若

2、支架的控制系 統(tǒng)不作相應(yīng)的改進(jìn) , 是滿足不了這一要求的。到目前為止 , 我國(guó)國(guó)產(chǎn)液壓支架的控制方式 仍然停留在跟機(jī)手把單向鄰架控制或本架控制水平。這種控制方式 , 雖然具有控制系統(tǒng)簡(jiǎn) 單、制造容易、造價(jià)較低和對(duì)煤層地質(zhì)條件變化適應(yīng)性較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn) , 但它存在嚴(yán)重缺點(diǎn) : 工人勞動(dòng)條件差 , 安全性差; 移架速度慢 , 影響采煤機(jī)效率的發(fā)揮 ; 通風(fēng)條件差 , 支架故障率高 ; 支架支護(hù)效能的發(fā)揮程度與操作人員的經(jīng)驗(yàn)多少和技能高低有密切關(guān) 系。液壓支架實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制后 , 就可有效地克服上述缺點(diǎn) , 實(shí)現(xiàn)對(duì)支架的電液控制 , 而且 有多種控制方式可供選擇 , 人員可在較安全的地方集中對(duì)整個(gè)工作面的

3、支架進(jìn)行遠(yuǎn)程控 制或程序控制1.液壓支架的概述1.1液壓支架的組成液壓支架由頂梁、底座、掩護(hù)梁、立柱、推移裝置、操縱控制系統(tǒng)等主要部分組成1.2液壓支架的用途在采煤工作面的煤炭生產(chǎn)過(guò)程中，為了防止頂板冒落，維持一定的工作空間，保證工 作人員安全和各項(xiàng)作業(yè)正常進(jìn)行，必須對(duì)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)件組成的支護(hù)和控制頂板的設(shè)備，他能實(shí)現(xiàn)職稱(chēng)、切頂、移動(dòng)和 推移輸送機(jī)等一套工序。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(duì)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

4、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。1.3液壓支架的工作原理液壓支架在工作過(guò)程中，必須具備升、降、推、移四個(gè)基本動(dòng)作，這些動(dòng)作時(shí)利用泵站供給的高壓乳化液通過(guò)工作性質(zhì)不同的幾個(gè)液壓缸來(lái)完成的i壓液*.T一低壓液體圖1-1 液壓支架的工作原理Fig .1-1 HydraUIiC PreSSUre SUPPort Prin CiPle Of Work1）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

5、 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，都是由底座上的推移千斤頂來(lái)完成的 當(dāng)需要支架前移時(shí)，先將柱卸載，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。14液壓支架架型的分類(lèi)按照液壓支架在采煤工作面安裝位置來(lái)劃分有端頭液壓支架和中間液壓支架。端頭液壓支架簡(jiǎn)稱(chēng)端頭支架，專(zhuān)門(mén)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

6、的采煤工作面上所有位置的支架。目前使用的液壓支架在分三類(lèi)即：支撐式、掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架。1.4.1 支撐式支架支撐式支架的架型有垛式支架和節(jié)式支架兩種型式。如圖1-2 ,前梁較長(zhǎng)，支柱較多并呈垂直分布，支架的穩(wěn)定性由支柱的復(fù)位裝置來(lái)保證。因此底座堅(jiān)固定，它靠支柱和頂 梁的支撐作用控制工作面的頂板，維護(hù)工作空間。頂板巖石則在頂梁后部切斷垮落。這類(lèi)支架具有較大的支撐能力和良好的切頂性能，適用于頂板堅(jiān)硬完整，周期壓力明顯或強(qiáng)烈，底板較硬的煤層a圖1-2 a 垛式b節(jié)式Fig.1-2a CordUroybdivisi Ona142掩護(hù)式支架掩護(hù)式支架有插腿式和非插腿式兩種型式。如圖1-3所示頂梁較

7、短，對(duì)頂板的作用力均勻；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抵抗直接頂水平運(yùn)動(dòng)的能力強(qiáng)；防護(hù)性能好調(diào)高范圍大，對(duì)煤層厚度變化適應(yīng)性強(qiáng)；但整架工作阻力小，通風(fēng)阻力大，工作空間小。這類(lèi)支架適用于直接頂不穩(wěn) 定或中等穩(wěn)定的煤層。abC圖1-3 a 插腿式支架b 立柱支在掩護(hù)梁上非插腿式支架C 立柱支在頂梁上非插腿式支架Fig.1-3 a SUPPortb Ieg PieCe On SUPPOrtc leg PieCe On SUPPOrt1.4.3支撐掩護(hù)式支架支撐掩護(hù)式支架架型主要用：四柱支在頂梁上；二柱支在頂梁；一柱或二柱支在掩護(hù) 梁上。支柱兩排，每排1-2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) 它的支撐

8、力大，切頂性能好，防護(hù)性能好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，價(jià)貴，不便 于運(yùn)輸。這類(lèi)支架適用于直接頂為中等穩(wěn)定或穩(wěn)定，老頂有明顯或強(qiáng)烈的周期來(lái)壓，瓦斯儲(chǔ)量 較大的中厚或厚煤層中。1.5液壓支架設(shè)計(jì)目的、要求和設(shè)計(jì)支架必要的基本參數(shù)1.5.1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(duì)煤炭日益增長(zhǎng)的需要，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。而每個(gè)綜采工作面平均需要安裝 150臺(tái)液壓支架，可見(jiàn)對(duì)液壓支架的需要量是很 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(duì)液壓的要求也不用。為了有

9、效的支護(hù)和控制頂板，必須設(shè)計(jì)出不同類(lèi)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)工作是很重要的。由于液壓支架的類(lèi)型很多， 因此其設(shè)計(jì)工作量也是很大的，由此可見(jiàn)，研制和開(kāi)發(fā)新型液壓支架是必不可少的一個(gè)環(huán) 節(jié)。經(jīng)過(guò)近 30 年的發(fā)展和努力 , 我國(guó)液壓支架的設(shè)計(jì)、制造水平在不斷提高 , 特別是在 緩傾斜中厚煤層的液壓支架方面積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn) , 架型已基本趨于成熟、完善 , 在 品種和質(zhì)量方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比差距越來(lái)越小。但在控制元件和控制系統(tǒng)方面 , 與先 進(jìn)國(guó)家的產(chǎn)品相比還有較大差距。所以 , 今后除應(yīng)繼續(xù)針對(duì)我國(guó)國(guó)情和煤層具體條件 , 開(kāi) 發(fā)一些新架型、新品種外 , 還應(yīng)在改進(jìn)支

10、架控制系統(tǒng)和提高支架的工作可靠性方面下功夫1.5.2 對(duì)液壓支架的基本要求1) 為了滿足采煤工藝及地質(zhì)條件的要求，液壓支架要有足夠的初撐力和工作阻力， 以便有效地控制頂板，保證合理的下沉量。2) 液壓支架要有足夠的推溜力和移架力。推溜力一般為 100KN 左右；移架力按煤層 厚度而定，薄煤層一般為 100KN150K，N 中厚煤層一般為 150KN250K，N 厚煤層一般為 300KN400KN3) 防矸性能要好。4) 排矸性能要好。5) 要求液壓支架能保證采煤工作面有足夠的通風(fēng)斷面，從而保證人員呼吸，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)挼娜诵械馈?) 調(diào)高范

11、圍要大，照明和通訊方便。8) 支架穩(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) 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)要簡(jiǎn)單。12) 液壓元件要可靠1.5.3設(shè)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?lèi)，對(duì)支架進(jìn)行選型。2) .最大和最小采高根據(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) .瓦斯等級(jí)根據(jù)瓦斯等級(jí)，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) .工作面煤壁條件根據(jù)工作面煤壁條件，決定是否用護(hù)幫裝置

12、。6) .煤層傾角根據(jù)煤層傾角，決定是否用防倒放滑裝置。7) .井筒罐籠尺寸根據(jù)井筒罐籠尺寸，考慮支架的運(yùn)輸外形尺寸。8) .配套尺寸根據(jù)配套尺寸及支護(hù)方式來(lái)計(jì)算頂梁長(zhǎng)度詳細(xì)DWG圖紙請(qǐng)加：三二1爸爸五四O六3231885406 ¾-男19 JL 7月口日(公歷)巨蟹座 屬虔I f b懦子拘與穿理的空間全套資料低價(jià)拾元起2 液壓支架基本技術(shù)參數(shù)的確定2.1 原 始條 件掩護(hù)式液壓支架，煤層厚度為 2.32.9m,老頂為2級(jí)，直接頂為1類(lèi)2.2 基 本技 術(shù) 參數(shù)1 ）支架的高度H m hm S1 2900 250 3150mmH n h S2 a a 2300 150 50 50 2

13、050mm取 H m 3200mm； H n 2000mmH1 H m h1 h2 3200 100 200 2900 mmH 2 H n h1 h2 2000 100 200 1700mm式中 Hm支架最大高度；H n 支架最小高度；H1 支架最高位置時(shí)的計(jì)算高度；H2 支架最低為之時(shí)的計(jì)算高度；h1 掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)至頂梁頂面之距；取 10Omm h2 后連桿下鉸點(diǎn)至底座底面之距；取 200mmhm煤層最大厚度（最大采高）；hn 煤層最小厚度（最小采高）；SI考慮偽頂、煤皮冒頂落后仍有可靠初撐力所需要的支撐高度，取250mmS2頂板最大下沉量，取150mma移架時(shí)支架的最小可靠量，一般取 50

14、mm浮矸石、浮煤厚度，一般取 50mm.2）支架伸縮比Hmm Hn320020001.63）支護(hù)強(qiáng)度qxqq2qH m h1q h2q h1q343441343 32 34 3kN /m式中：qx當(dāng)支架最大米咼為Hm時(shí)，支架應(yīng)有的支護(hù)強(qiáng)度；q 在架型選擇表2-1中與低于Hm但與之相鄰的米咼相對(duì)應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度； q2 在架型選擇表2-1中與高于Hm但與之相鄰的米高相對(duì)應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度； hir q1所對(duì)應(yīng)的米咼；h2rq2所對(duì)應(yīng)的米咼。=362.624）支架間距所謂支架間距，就是相鄰兩支架中心之間的距離。用 be表示。支架間距bc要根據(jù)支架型式來(lái)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

15、槽相連，因此目前主要根據(jù)刮板輸送機(jī)溜槽每節(jié)長(zhǎng)度及槽幫上千斤頂連接塊的位 置來(lái)確定，我國(guó)刮板運(yùn)輸機(jī)溜槽每節(jié)長(zhǎng)度通常為1.5 m ,千斤頂連接位置在刮板槽槽幫中間，所以除節(jié)式和邁步式支架外，支架間距一般為1.5米，本設(shè)計(jì)取bc=1.5 m5）底座長(zhǎng)度所謂底座，就是將頂板壓力傳遞到底板的穩(wěn)固支架的部件。在設(shè)計(jì)支架的底座長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：支架對(duì)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，掩護(hù)式支架的底座長(zhǎng)度取 3.5倍的移架步距，即2.1m左右；支撐掩護(hù)式支架 對(duì)底座長(zhǎng)度取4倍的移架步距，即2

16、.4m左右。本次設(shè)計(jì)底座為2.240m表2-1適應(yīng)不同類(lèi)級(jí)頂板的架型和支護(hù)強(qiáng)度Tab 2-1 AdaPtiVe diffe nt GaP of roof and model holdi ng Stre ngth老頂級(jí)別IInIV直接頂類(lèi)別12312312344掩 掩 支掩掩 支支支支支架護(hù) 護(hù) 撐護(hù)護(hù) 撐撐撐撐撐采咼V 2.5m時(shí)用支撐式 式 式式式 式掩掩或或式或護(hù)護(hù)支支采咼> 2.5m時(shí)用支撐型支式式撐撐掩護(hù)式撐掩掩掩護(hù)護(hù)護(hù)式式式支支12941.3 × 2941.6× 294> 2 × 294應(yīng)結(jié)合護(hù)架2343 (245)1.3 ×1.6

17、× 343> 2 × 343深孔強(qiáng)采343(245)爆破，軟度高3441(343)1.3 ×1.6× 441> 2 × 441化KN/M2m441(343)頂板等4539(441)1.3 ×1.6× 539> 2 × 539措施539(441)處理采注：（1）表中括號(hào)內(nèi)數(shù)字系統(tǒng)掩護(hù)式支架頂梁上的支護(hù)強(qiáng)度。（2）1.3、1.6、2為增壓系數(shù)3四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1四連桿機(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)式支架的最重要部件之一。其作用概括起來(lái)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

18、機(jī)構(gòu)使支架頂梁前端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈 近似雙紐線，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 能；其二是使支架能承受較大的水平力。下面通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作過(guò)程的幾何特征進(jìn)一步闡述其作用。這些幾何特征是四連桿 機(jī)構(gòu)動(dòng)作過(guò)程的必然結(jié)果。1） 支架高度在最大和最小范圍內(nèi)變化時(shí)，如圖3-1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最好在30m以下。2）支架在最高位置和最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的夾角P后連桿與底平面的夾角Q, 如圖3-1所示,應(yīng)滿足如下要求：支架在最高位置時(shí),P=520620,Q=75085°支架在最底位置時(shí),為有利矸石下滑,防 止矸石停留在掩護(hù)

19、梁上,根據(jù)物理學(xué)摩擦理論可知,要求tgP > W如果綱和矸石的摩擦系數(shù) W=0.3,則P=16.7°.而Q角主要考慮后連桿底部距底板要有一定距離,防止支架后部冒落巖 石卡住后連桿，使支架不能下降，一般去Q=2530°,在特殊情況下需要角度較小時(shí)，可提高后連桿下絞點(diǎn)的高度。3） 從圖3-1可知掩護(hù)梁與頂梁絞點(diǎn)e'和瞬時(shí)中心O之間的連線與水平的夾角 Q。設(shè) 計(jì)時(shí)，要使Q角滿足tgQ 0.35的范圍，其原因是Q角直接影響支架承受附加力的數(shù)值大Fig.3-1 FoUr Iink motion gears geometry CharaCteriStiC4）頂梁前端點(diǎn)暈運(yùn)

20、動(dòng)軌跡雙鈕線向前凸的一段為支架最佳工作段，如圖3-1所示的h段。其原因是頂板來(lái)壓時(shí)，立柱讓下縮，使頂梁有向前移的趨勢(shì)，可防止巖石向后移動(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，使整個(gè)支架產(chǎn)生 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，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 底座前端比壓減少，防止啃底，有利移架。水平力的合力也相應(yīng)減少，所以減輕了掩護(hù)梁 外負(fù)載。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)盡量使e值減少。當(dāng)已知掩護(hù)梁和后連桿的長(zhǎng)度后，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)，如圖3-2所示（實(shí)際上液壓支架四連桿機(jī)

21、構(gòu)屬雙搖桿機(jī)構(gòu)）Fig.3-2 ShieIdS Liang Hehou the Connecting rod conStitUtion Crank SlideorganiZation3.2四連桿 機(jī)構(gòu)與附 加力的影 響321附加力對(duì)液壓支架受力的影響由于掩護(hù)式和支掩式液壓支架有四連桿機(jī)構(gòu)，所以使支架在承載過(guò)程中承受附加力， 附加力越大，對(duì)支架受力越不力。為此，在液壓支架設(shè)計(jì)中對(duì)此力要有足夠的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在 對(duì)此作如下分析。液壓支架實(shí)際受載情況很復(fù)雜，為簡(jiǎn)單計(jì)算，把支架簡(jiǎn)化成一個(gè)平面桿系結(jié)構(gòu)。同時(shí) 為偏于安全，按集中載荷進(jìn)行計(jì)算。圖3-3頂梁分離受力分析Fig.3-3 Top-beam SePara

22、ti On StreSS an alysisb圖3-4掩護(hù)梁分離受力分析Fig.3-4 ShieIdS Lia ng to SeParate the StreSS an alysis取FXoF2F1 WPa Sin I(3-1)取Fy 0F3F1Pa CoS 1(3-2)取MO 0。F3btgF2a(3-3)式中Pa -支架立柱的工作阻力，1-支架立柱的傾角，F(xiàn)1 -支架支護(hù)阻力，W -頂板和頂梁之間的摩擦系數(shù)，F(xiàn)2 -頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)水平力，F(xiàn)3 -頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)垂直分力。由上式有：F1Pa cos IPaSin 1tgF1Wtg(3-4)將該式變成通式為：F1Pa cos IPa Sin

23、 1(tg ) F1Wtg(3-5)立柱向后傾時(shí)，立柱的工作阻力取+；瞬心O點(diǎn)在頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)水平線以下的tg 取+;摩擦力向后取+。反之都取一。將上通式分解如下：Py PaCoS 1FyPa Sin 1 tgFiWtg(3-6)FIPy Fy式中Py支架立柱工作阻力的垂直分力，F(xiàn)y 支架承受的附加力。Fy F3。由(3-6)可見(jiàn) 當(dāng)tg 0時(shí)，附加力與立柱傾角和摩擦力有關(guān)。(1)立柱傾角對(duì)附加力的影響圖3-5立柱后傾的頂梁分離受力分析Fig.3-5 CoIUmn to after top-beam SeParati On StreSS an alysis當(dāng)瞬心在下、立柱后傾時(shí),FX 0F2

24、 P?Si nFy 0F1 PcosPSin tgPy Fy由受力分析可看出，當(dāng)瞬心在下時(shí)，立柱向后傾，附加力為正，立柱前傾，附加力為 負(fù)。當(dāng)瞬心在上時(shí)，結(jié)論正好相反。（2） 摩擦力對(duì)附加力的影響Fig.3-6 Frontend top-beam two NiU Iine Path如圖3-6所示，當(dāng)支架由高到低頂梁前端的運(yùn)動(dòng)軌跡由a向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，瞬心點(diǎn)在下, tg值為正，且由大到小，一直到 b為O ;在這一段內(nèi)，當(dāng)支架在承受讓壓過(guò)程中，頂梁 有向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，從而使頂板給頂梁的摩擦力方向向后，摩擦力為正，附加力為正。當(dāng)支架由高到低頂梁前端運(yùn)動(dòng)軌跡由 a向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，瞬心點(diǎn)在上，tg值為負(fù)其絕

25、對(duì)值由小變大到C點(diǎn)為最大，再由C點(diǎn)向d點(diǎn)由大到小一直到d點(diǎn)為O;在這一段內(nèi)，當(dāng) 支架在承載讓壓過(guò)程中，頂梁有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，從而使頂板給頂梁的摩擦力方向向前， 摩擦力為負(fù)，附加力為正。由以上分析可知： 摩擦力引起的附加力都為正， 附加力的大小與 角的正負(fù)無(wú)關(guān)， 與 角的大小有關(guān)， 角大附加力就大，反之則小。結(jié)論：通過(guò)以上立柱傾角和摩擦力對(duì)附加力影響的分析，得出如下結(jié)論：tg 值的大小對(duì)附加力影響很大， tg 值大，支架承受的附加力大， 對(duì)支架受力不利。 所以在優(yōu)化四連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，盡可能使 tg 值小些。為此，可以令支架由高到低時(shí)，頂梁前 端運(yùn)動(dòng)軌跡近似直線為目標(biāo)函數(shù)，從而可以使 角變小， tg

26、值和附加力都變小。而且頂 梁前端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的變化寬度也可以較小，有利支控頂板。tg 值方向與摩擦力引起的附加力無(wú)關(guān)，而與立柱傾角引起的附加力有關(guān)，在立柱前 傾時(shí)：當(dāng)瞬心點(diǎn)在下時(shí)， tg 值為正，附加力為負(fù);當(dāng)瞬心點(diǎn)在上時(shí)， tg 值為負(fù)，附加 力為正。所以在優(yōu)化時(shí)，為減少附加力，盡可能使支架的工作段，在 ab段。3.2.2 掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)至頂梁頂面之距和后連桿下鉸點(diǎn)至底座底面之距對(duì)支架 受力的影響增加掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)至頂梁面之距和后連桿下鉸點(diǎn)至底座底面之距， 都可以使 角減小， 附加力減小，反之， 角增加，附加力也增加。詳細(xì) DWG 圖 紙 請(qǐng) 加：三 二 1 爸 爸 五四O六3231885406

27、BW1男19二7月廿日（公同證座屬虎荒 El<9aQ 01鄲子朝與穿JD蓮的空間全套資料低價(jià)拾元起323后連桿與掩護(hù)梁長(zhǎng)度比值對(duì)支架受力的影響Fig.3-7 FoUr ConneCting rods SChematiC draw ings當(dāng)夾角a3、a4和型的比值不變，改變或 不變延長(zhǎng)后連桿長(zhǎng)度等方法，來(lái)增加 辿acac的比值，可以使 角減小，附加力減小，對(duì)支架受力有利；當(dāng)改變a3角使型的比值增加,ac對(duì) 角變化不大，所以適當(dāng)增加ab的比值，可以減少掩護(hù)梁長(zhǎng)度和對(duì)支架受力有利。ac在掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架中，后連桿和掩護(hù)梁長(zhǎng)度的比值，關(guān)系到掩護(hù)梁的長(zhǎng)度，對(duì)支架的重量和受力有著直接的影

28、響，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量在滿足支架工作需要情 況下，縮短掩護(hù)梁長(zhǎng)度，減輕支架重量，減少支架受力。4、前后連桿上鉸點(diǎn)與掩護(hù)梁長(zhǎng)度比值對(duì)支架受力影響改變ab的比值，對(duì) 角影響很大，如果這個(gè)比值適當(dāng)，可使角減小，tg值減小,ac附加力減小，掩護(hù)梁和前后連桿受力也減小ab的比值一般在0.220.3之間比較合適。ac3.3四連桿機(jī)構(gòu)的幾何作圖法331掩護(hù)梁和后連桿長(zhǎng)度的確定用解析法來(lái)確定掩護(hù)梁和后連桿的長(zhǎng)度，如圖3-8所示圖3-8 掩護(hù)梁和后連桿計(jì)算圖Fig.3-8 GaVi ng IoCk PieGe and after rod map 設(shè)：G-掩護(hù)梁長(zhǎng)度（mm）A后連桿長(zhǎng)度（mm）其中：P1 支架最

29、高位置時(shí)，掩護(hù)梁與頂梁夾角（度）P2支架最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與頂梁夾角（度） Q 支架最高位置時(shí)，后連桿與底平面夾角（度） Q支架最低位置時(shí)，后連桿與底平面夾角（度）按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征要求，選定 R 52 ,P2 79 ,由于支架型式不同，對(duì)于掩護(hù)式支 支架,一般AlG的比值按以下范圍來(lái)?。篈G=0.450.61,取 AG=0.58°支架在最高位置時(shí)有:因此掩護(hù)梁長(zhǎng)度為：后連桿長(zhǎng)度為：H1 G Si nR ASinQHiSin p1(AG).Sin Q1=2076.77mmA=G(A/G) = 1204.53mm取整得.G 2077 mm, A 1205mm3.3.2幾何作圖法作圖

30、過(guò)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3-9所示。具體作圖步驟如下：1）確定后連桿下鉸點(diǎn)O點(diǎn)的位置，使它比底座面略高2002）過(guò)O點(diǎn)作與底座面平行的水平線 H-H線。3）過(guò)O點(diǎn)作與H- H線的夾角為Q的斜線。4）在此斜線截取線段Oa，Oa長(zhǎng)度等于A,a點(diǎn)為支架在最高位置時(shí)后連桿與掩護(hù)梁的 鉸點(diǎn)。5）過(guò)a點(diǎn)作與H- H線有交角P1的斜線，以a點(diǎn)為圓心，以G點(diǎn)為半徑作弧交些斜線 一點(diǎn)e'此點(diǎn)為掩護(hù)梁與頂梁的鉸點(diǎn)。6）過(guò)e'點(diǎn)作H-H線的平行線，則HH線與F-F線的距離為H ,為液壓支架的最高 位置時(shí)的計(jì)算高度。7）以a點(diǎn)為圓心，以0.22G長(zhǎng)度為半徑作弧，在掩護(hù)梁上

31、交一點(diǎn) b,為前連桿上鉸點(diǎn) 的位置。8）過(guò)O點(diǎn)作與H- H線夾角為Q的斜線。9）在此斜線上截取線段Oa : Oa 的長(zhǎng)度等于A, a點(diǎn)為支架降到最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。10）過(guò)a''點(diǎn)作與H H線有交角R的斜線，以a''點(diǎn)為圓心，以G為半徑作弧交些斜 線一點(diǎn)e，此點(diǎn)為支架在最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)。11）以a''為圓心以0.22G長(zhǎng)度為半徑作弧，在掩護(hù)梁上交一點(diǎn)b，為支架在最低位置時(shí)前連桿上鉸點(diǎn)的位置。12）取ee線之間一點(diǎn)e為液壓支架降到此高度時(shí)掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)。13）以0為圓心，Oa為半徑圓弧。14）以e''點(diǎn)

32、為圓心，掩護(hù)梁長(zhǎng)ae /為半徑作弧，交前圓弧上一點(diǎn) a',以點(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)。15）以ea /連線，并以a點(diǎn)為圓心，ab長(zhǎng)為半徑作弧，交ae上一點(diǎn)b'點(diǎn)。則b， b' ,b 三點(diǎn)為液壓支架在三個(gè)位置時(shí) ，前連桿上鉸點(diǎn)。16）由b，b / ,b 三點(diǎn)確定的圓心C,為前連桿下鉸點(diǎn)位置。17）過(guò)C點(diǎn)H H線作垂線，交點(diǎn)d，則線段oa, ab, bc, cd,和do為液壓支架四連桿 機(jī)構(gòu)。18）按以上初步求出的四連桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸，再用幾何作圖法畫(huà)出液壓支架掩護(hù)梁 與頂梁鉸點(diǎn)e'的運(yùn)動(dòng)軌跡，只要逐步變化四連桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸，便可以畫(huà)

33、出不同的曲 線，再按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征進(jìn)行校核，最終選出較優(yōu)的四連桿機(jī)構(gòu)尺寸。Hd OIr圖3-9 液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)的幾何作圖法Fig .3-9 hydropost fore rod is geometry map method結(jié)論：后連桿長(zhǎng)度 A=1205mm掩護(hù)梁長(zhǎng)度G=2077mm前連桿長(zhǎng)度C=1148mm前后連桿下鉸點(diǎn)底座投影距離E=599mm前連桿下鉸點(diǎn)高度D=533mm3.4四連桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)法341、目標(biāo)函數(shù)的確定根據(jù)附加力對(duì)液壓支架受力影響的分析，為減少附加力，必須使U=TAN(THETA)較小值。同時(shí)，為有效地支控頂板，要求支架由高到低變化時(shí)，頂梁前端點(diǎn)與煤壁距離的變

34、化 要小。而支架在某一高度時(shí)的 THETAl ,恰好是頂梁前端點(diǎn)的雙紐線軌跡上的切線與頂梁 垂線間的夾角。所以，只要令支架由高到低變化時(shí)，頂梁前端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡似成直線為目標(biāo) 函數(shù)，這兩項(xiàng)要求都能滿足。342、四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征如下圖3-10所示。支架在最高位置時(shí)：P1=0.91-1.08弧度；Q1=1.31- 1.48弧度。后連桿與掩護(hù)梁的比值，掩護(hù)式支架為I=0.45- 0.61.前后連桿上鉸點(diǎn)之距與掩護(hù)梁的比值為11=0.22-0.3.E'點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈近似雙紐線，支架由高到低雙紐線運(yùn)動(dòng)的最大寬度E<70MM最好在30MM以 下。支架在最高位置時(shí)的 TAN

35、（THETA的值應(yīng)小于0.35 ,在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，對(duì)掩護(hù)式支架最 好應(yīng)小于0.16。圖3-10四連桿機(jī)構(gòu)幾何特征圖Fig.3-10 FoUr Iink motion gears geometry CharaCteriStiC Chart3.4.3、四連桿機(jī)構(gòu)各部尺寸的計(jì)算后連桿與掩護(hù)梁長(zhǎng)度的確定當(dāng)支架在最高位置時(shí)的H1值確定后，掩護(hù)梁長(zhǎng)度G為:G=H1（ SIN（ P1）+I*SIN （ Q1）;后連桿長(zhǎng)度為：A=I*G;前,后連桿上鉸點(diǎn)之距為：B=I1*G;前連桿上鉸點(diǎn)至掩護(hù)梁之矩為:F=G-B;對(duì)各變量規(guī)定相應(yīng)的步長(zhǎng)：P1的步長(zhǎng)為0.034弧度；Q1的步長(zhǎng)為0.034弧度；I1的步長(zhǎng)為0.0

36、2弧度；I的步長(zhǎng)為0.032弧度；（2）后連桿下鉸點(diǎn)至坐標(biāo)原點(diǎn)之距E1=G*COS（P1）-A*COS（Q1）;（3）前連桿長(zhǎng)度及角度的確定為使頂梁上鉸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡最大寬度和 THETA角盡量小，我們將支架在最高和最低 以及后連桿與掩護(hù)梁成90度角時(shí)頂梁上鉸點(diǎn)的坐標(biāo)定在一條垂直的直線上。（下面B1,B2, B3分別為此3點(diǎn)對(duì)應(yīng)的前連桿與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)，C為前連桿下鉸點(diǎn)）B1 點(diǎn)坐標(biāo)：X1=F*CO（P1）YI=HI-F*SIN （ P1）B2 點(diǎn)坐標(biāo)：X2=F*CO（P2）Y2=B*SIN （ P2）+A*SIN（ Q2其中，Q2=0.436P2由幾何關(guān)系求出。B3 點(diǎn)坐標(biāo)：X3=F*CO（P3

37、）Y3=B*SIN （ P3）+A*SIN（ Q3其中P3= /2 ARCTAN（A/G） ARCTAN（E1/. G2 A2 E12Q3= /2 p3C 點(diǎn)坐標(biāo):XC= （M*（ Y2-Y3）-N*（ Y3-Y1）/TYC=（ N*（X3-X1）-M*（X2-X3）/T其中，M=X3*X3-X1*X1+Y3*Y3-Y1*Y1N=X2*X2-X3*X3+Y2*Y2-Y3*Y3T=2（ X3-X1）（ Y2-Y3）-（Y3-Y1）（X2-X3）(4) 前連桿下鉸點(diǎn)的高度D和前，后連桿下鉸點(diǎn)在底座上的投影距離:D=YCE=EI-XC3.4.4、四連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)選前，后連桿的比值范圍：CA=0.9-1

38、.2。前連桿的高度：D<H15bE 的長(zhǎng)度:E<H14.5。TAN (THETA 0.16。TAN (THETA =SL其中，L=X6S=HI-Y6X6, Y6為掩護(hù)梁在頂點(diǎn)速度瞬心的坐標(biāo)，通過(guò)幾何關(guān)系可求出345、求掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)軌跡坐標(biāo)X=-A*COS (Q4) +G*CO(P4)Y=A*SIN (Q4 +G*SIN(P4)其中，Q4為后連桿與底座夾角，P4為掩護(hù)梁與頂梁夾角.P4=ARCCOS( Z);P4=arcCOS (Z)；Z= (KR . K2R2(K2J2)(R2 J2) /(K2 J2)J=2ABsinQ 4-2BDK=2EB+2ABcosQ 4R=A 2+B&qu

39、ot;+D-C2+h+2AEcosQ2ADsinQ43.4.6、語(yǔ)言程序編制1)程序框圖圖3-11程序框圖Fig.3-11 FloW Chart2）源程序#i nclude<stdio.h>#in clude<math.h>main()float h1,h2,p1,q1,i,i1,g,a,b,c,d,e,f,a1,q2,o1,l,s,xc,yc,x4,y4,x5,y5,xx,xi,ex,gg;floato,u,c1,q3,q4,k,j,r,z,x,y,e1,x1,y1,p2,x2,y2,p3,x3,y3,m,n,t,k1,k2,x6,y6; float p4;scanf

40、("%f,%f",&h1,&h2); /* 輸入 h1,h2*/ for(p1=0.91;p1<=1.08;p1=p1+0.034)/* 設(shè) p1,q1,i,i1*/ for(q1=1.31;q1<=1.48;q1=q1+0.034) for(i=0.45;i<=0.61;i=i+0.032)for(i1=0.22;i1<0.3;i1=i1+0.02)g=h1/(sin(p1)+i*sin(q1);/* 計(jì)算 g,a,b,f*/a=i*g;b=i1*g;f=g-b;e1=g*cos(p1)-a*cos(q1);/* 計(jì)算 b1,b2,

41、b3,c 點(diǎn)坐標(biāo) */ x1=f*cos(p1);y1=h1-f*sin(p1);q2=0.436;gg=g*g-(e1+a*cos(q2)*(e1+a*cos(q2);if(gg<0)gg=-1.0*gg;p2=atan(sqrt(gg)/(e1+a*cos(q2);x2=f*cos(p2);y2=b*sin(p2)+a*sin(q2); p3=3.14/2.0-atan(a/g)-atan(e1/sqrt(g*g+a*a-e1*e1); q3=3.14/2.0-p3;x3=f*cos(p3);y3=b*sin(p3)+a*sin(q3);m=x3*x3-x1*x1+y3*y3-y1*

42、y1;n=x2*x2-x3*x3+y2*y2-y3*y3;t=2.0*(x3-x1)*(y2-y3)-(y3-y1)*(x2-x3);xc=(m*(y2-y3)-n*(y3-y1)/t;yc=(n*(x3-x1)-m*(x2-x3)/t;c=sqrt(x1-xc)*(x1-xc)+(y1-yc)*(y1-yc);/* 計(jì)算 c,d,e*/ o=c/a;if(o<0.9|o>1.2)continue;d=yc;e=e1-xc;x4=e1+a*cos(q1);/* 計(jì)算 a1,q2,q1 點(diǎn)坐標(biāo) */y4=a*sin(q1);x5=e1;y5=0.0;k1=(y1-yc)/(x1-xc

43、);c1=atan(k1);k2=(y4-y5)/(x4-x5);x6=(k1*x1-y1-k2*x4+y4)/(k1-k2);y6=k1*(x6-x1)+y1;l=x6; /* 計(jì)算 l,s*/s=h1-y6;u=s/l;if(u>0.16|u<0.0|d>0.2*h1|e>h1/4.5)continue;printf("u=%f,q1=%f,a=%f,b=%f,c=%f,d=%f,e=%fn,f=%f,g=%f,p1=%f,c1=%f,s= %f,l=%fn",u,q1,a,b,c,d,e,f,g,p1,c1,s,l);xx=0;xi=3000;

44、for(q4=1.48;q4>=0.436;q4=q4-0.0348)x1=a*cos(q4);k=2.0*e*b+2.0*a*b*cos(q4);j=2.0*a*b*sin(q4)-2.0*b*d; r=a*a+b*b+d*d-c*c+e*e+2.0*a*e*cos(q4)-2.0*a*d*sin(q4);if(k*k*r*r-(k*k+j*j)*(r*r-j*j)<0.0) ex=xx-xi;printf("ex=%fn",ex);continue; z=(k*r+sqrt(k*k*r*r-(k*k+j*j)*(r*r-j*j)/(k*k+j*j);p4=a

45、cos(z);x=-a*cos(q4)+g*cos(p4);y=a*sin(q4)+g*sin(p4); if(y>=h1|y<=h2) continue;printf("x=%f,y=%f,x1=%fn",x,y,x1);if(x>xx)xx=x;if(x<xi)xi=x;3)輸入值及結(jié)果2.9,1.7 u=0.154265,q1=1.378000,a=1.192811,b=0.454011,c=1.099301,d=0.558861,e=0.56 6813,f=1.609676,g=2.063687,p1=0.910000,c1=1.081463

46、,s=0.237309,l=1.538323 x=1.038504,y=2.796892,x1=0.231357x=1.044041,y=2.751062,x1=0.271930x=1.047449,y=2.703728,x1=0.312174x=1.049153,y=2.654757,x1=0.352040x=1.049518,y=2.604010,x1=0.391480x=1.048865,y=2.551340,x1=0.430445x=1.047477,y=2.496585,x1=0.468890x=1.045606,y=2.439567,x1=0.506766x=1.043485,y=

47、2.380083,x1=0.544029x=1.041326,y=2.317902,x1=0.580634x=1.039329,y=2.252752,x1=0.616535x=1.037681,y=2.184306,x1=0.651689x=1.036564,y=2.112163,x1=0.686055x=1.036154,y=2.035823,x1=0.719589x=1.036625,y=1.954639,x1=0.752252x=1.038150,y=1.867754,x1=0.784005x=1.040905,y=1.773990,x1=0.814808x=1.045064,y=1.6

48、71653,x1=0.844624ex=0.013364ex=0.013364ex=0.013364ex=0.013364結(jié)論:U=0.154tg值（掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)至瞬心和底座平面夾角為)Q11.378支架在最咼位置時(shí)，后連桿與底座平面夾角A=1.193后連桿長(zhǎng)度B=0.4540前、后連桿上鉸點(diǎn)之距C=0.5588前連桿長(zhǎng)度E=0.5668前、后連桿上鉸點(diǎn)至掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)之距F=1.6096前連桿上鉸點(diǎn)至掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)之距G=2.0637掩護(hù)梁長(zhǎng)度P1 0.91支架在最高位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁夾角C=1.0815支架在最咼位置時(shí)，前連桿與底座平面夾角EX=0.0134頂梁前端運(yùn)動(dòng)軌跡的最大寬度前面

49、所用的兩種方法求出的四連桿機(jī)構(gòu)的數(shù)值相近，由于計(jì)算機(jī)算法的精確度較高,故所選數(shù)據(jù)，均用計(jì)算機(jī)算法中所得的4 掩護(hù)式液壓支架部件設(shè)計(jì)4.1頂梁頂梁是與頂板直接接觸的構(gòu)件，除滿足一定的剛度和強(qiáng)度要求以外，還要保證支護(hù)頂 板的需要。4.1.1頂梁的作用及用途頂梁作用是支護(hù)頂板一定面積的直接承載部件，并為立柱、掩護(hù)梁、護(hù)頂裝置等提供 必要的連接點(diǎn)。用途：a.用于支撐維護(hù)控頂區(qū)的頂板。b. 承受頂板的壓力。c. 將頂板載荷通過(guò)立柱、掩護(hù)梁、前后連桿經(jīng)底座傳到底板。4.1.2頂梁的結(jié)構(gòu)型式的確定1圖4-1鉸接式頂梁Fig.4-1 Hinge type top-beam選擇鉸接式頂梁，頂梁1為整體結(jié)構(gòu)，頂梁

50、后端直接與掩護(hù)梁4鉸接，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。OY型掩護(hù)式支架 就采用此種結(jié)構(gòu)。4.1.3對(duì)頂梁長(zhǎng)度的影響1）支架工作方式對(duì)支架頂梁長(zhǎng)度的影響支架工作方式對(duì)支架頂梁長(zhǎng)度的影響很大，從液壓支架的工作原理可以看出，先移架 后推溜方式（又稱(chēng)及時(shí)支護(hù)方式）要求頂梁有較大長(zhǎng)度；先推溜后移架方式（又稱(chēng)滯后支 護(hù)方式）要求頂梁長(zhǎng)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(guò)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(zhǎng)度要比先推溜后移架時(shí)的頂梁長(zhǎng)度要長(zhǎng)一個(gè)步距，一般為60Omm2

51、）配套尺寸對(duì)頂梁長(zhǎng)度的影響設(shè)備配套尺寸與支架頂梁長(zhǎng)度有直接關(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)滾筒不截割頂梁，同時(shí)考慮到采煤機(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小距離為300mm這個(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 135150mm左右，也是為了防止采煤機(jī)截割煤壁不齊，給 推移輸送機(jī)留有一定的距離。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，在此來(lái)計(jì)算頂梁長(zhǎng)度。4.1.4頂梁斷面形狀頂梁都為箱式結(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(pán)型。頂梁前端呈滑

52、撬式或圓弧形，以減少移架阻力。在頂梁下 面焊有鑄鋼柱窩，柱窩兩側(cè)有孔，用鋼絲繩或銷(xiāo)軸把立柱和頂梁連接起來(lái)，支撐掩護(hù)式支 架在頂梁后端有銷(xiāo)孔，通過(guò)銷(xiāo)軸與掩護(hù)梁上的銷(xiāo)孔相連。對(duì)于支撐掩護(hù)式支架，為了便于側(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)板稍厚的鋼板，稱(chēng)為頂板，如圖 4-2所示，同時(shí)增強(qiáng)了頂梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度I圖4-2頂梁斷面4.1.5 頂梁主要尺寸的確定1) 頂梁長(zhǎng)度 Lg頂梁長(zhǎng)度=配套尺寸+底座長(zhǎng)度+ AcosQi - GcosR 300 點(diǎn)至頂梁后端點(diǎn)之距( mm)1972 2240 1193 cos1.378 2063.7 cos0.91 3002961mm2) 梁面積 AA=Lg&#

53、215;B式中： Lg 頂梁長(zhǎng)度 mm,B-頂梁寬度mm在本次設(shè)計(jì)中頂梁寬度為1500mm,代入公式( 2-11 )得A=2961×1500=44441500mm2=4.4m23) 支護(hù)面積 Fc2Fc = Bc(Lg +)m2式中：Fc支護(hù)面積 m2,移架后頂梁前端點(diǎn)到煤壁的距離m,一般 =0.3Bc支架間距(支架中心距)，一般為1.5m代入公式 (4-1) 得：Fc = 1500(2961+30)=4486500mm2 =4.49m24) 支架的理論支護(hù)阻力 F1 2F1=Fc×q x式中: F 1支架的理論支護(hù)阻力， KNFc支護(hù)面積m2qx 支護(hù)強(qiáng)度 KN/M2支架在最高處的理論支護(hù)阻力為：F=4.49 ×62.6=1628.07( KN)e +掩護(hù)梁與頂梁鉸13 100(4-1)5) 頂板覆蓋率S =AlFC × 100%式中：頂板覆蓋率A頂梁面積m2Fc支護(hù)面積m代入式中得=4.4l4.49 × 100%=98.00%4.2 側(cè) 護(hù)板4.2.1 、側(cè)護(hù)板的選擇頂梁和掩護(hù)梁的側(cè)護(hù)板有兩種：1 ）一側(cè)固定另一側(cè)活動(dòng)的側(cè)護(hù)板，由于固定側(cè)護(hù)板與梁體焊接在一起，可節(jié)省原梁 體的側(cè)板，既節(jié)省材料又可加固梁體。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)左右工作面來(lái)確定左側(cè)或右側(cè)為活 動(dòng)側(cè)護(hù)板。一般沿傾斜方向的上方為固定