機械畢業(yè)設計（論文）ZF48002238低位放頂煤液壓支架設計【全套圖紙】

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1、中國礦業(yè)大學2013屆本科生畢業(yè)設計 第89頁 1 綜述 液壓支架是在摩擦支柱和單體液壓支柱等基礎上發(fā)展起來的工作面機械化支護設備。它與滾筒采煤機、可彎曲刮板輸送機、轉載機及膠帶輸送機等組成一個有機的整體，實現(xiàn)了采、支、運等主要工序的綜合機械化采煤工藝，從而使長壁采煤技術進入了一個新的階段。液壓支架能可靠而有效的支撐和控制工作面頂板，隔離采空區(qū)，防止矸石竄入工作面，保證作業(yè)空間，并且能夠隨著工作面的推進而機械化移動，不斷的將采煤機和輸送機推向煤壁，從而滿足了工作面高產(chǎn)、高效和安全生產(chǎn)的要求。液壓支架的總重量和初期投資費用占工作面整套綜采設備的60

2、%~~70%左右，因此液壓支架成了現(xiàn)代采煤技術中的關鍵設備之一。 全套圖紙，加153893706 1.1 放頂煤支架架型的發(fā)展與演變 放頂煤液壓支架是隨著放頂煤開采方法應用而生的，綜采化機械應用到放頂煤采煤工作面后，放頂煤開采進入一個新發(fā)展階段。由于工作面由液壓支架實現(xiàn)可靠、快速的支護，采用采煤機或刨煤機采煤。放頂煤作業(yè)在安全可靠的工作條件下進行，從而使工作面產(chǎn)量有明顯提高。近年來，綜采放頂煤技術在我國得到了迅速的發(fā)展和廣泛的普及，綜采放頂煤正成為一種高產(chǎn)高效的采煤方法。 1957年，前蘇聯(lián)研制出KTY型單輸送機掩護式放頂煤液壓支架，并在庫茲巴斯的托姆烏辛斯克礦使用，開采該礦的2號

3、和4~5號煤層、煤厚為9~12m，煤層傾角5 ~18 ，該放頂煤工作面為預先開采頂煤鋪設人工假頂，然后再采底煤。 1963年．法國研制出用于放頂煤開采的支持掩護式放頂煤液壓支架，并于1964年在布朗齊礦區(qū)試驗成功。該支架為四柱式，尾梁呈“香蕉”型，其擺動角度由千斤頂控制，配有兩臺輸送機，第二臺輸送機安置于尾梁后部的底板上。放落的煤由第二臺輸送機運輸，結構如圖1.1 . 圖1-1“香蕉”型放頂煤液壓支架 自70年代開始，法國、前西德、英國等國家陸續(xù)成功研發(fā)“開天窗”的支持掩護式或帶插板的支持掩護式放頂煤液壓支架。英國研制的“開天窗”式放頂煤支架在掩護梁上開了放頂煤“天窗”，由液壓千斤頂控

4、制開關，“天窗”附件設有攪動桿，以便于冒落頂煤，掩護梁上還有鉆眼孔，供煤硬不落時打眼放炮。第二臺輸送機安置在支架后部底座上，結構如圖1.2 圖1-2“開天窗”式放頂煤液壓支架 法國針對“香蕉”尾梁式放頂煤液壓支架存在的問題先后研制成功MB1728S、FB2130S型放頂煤液壓支架。MB1728S放頂煤液壓支架為四柱掩護式掩護梁通過液壓千斤頂控制進行伸縮，便于頂煤冒落裝煤。第二臺輸送機放置在底板上，結構如圖1-3 。FB2130S型放頂煤液壓支架為四柱支撐掩護式掩護梁上設有落煤窗口，由液壓千斤頂控制其開關，落煤窗口內裝有一個用于控制的攪動桿，有助于破碎大塊煤，并有助于頂煤冒落操作。掩護

5、梁上還有圓孔，用以通過此孔將管子伸向采空區(qū)，以便輸送氮或泡沫。掩護梁無四連桿機構，而直接與支架底座的尾端相鉸接。在頂梁、掩護梁的側護板及落煤口處裝有若干噴嘴，以便噴水除塵。第二臺輸送機放置在支架后部底座上，結構如圖1-4。 圖1-3 MB1728S放頂煤液壓支架 圖1-4 FB2130S型放頂煤液壓支架 MB1728S和FB2130S型放頂煤液壓支架分別代表了插板式和“開天窗”式放頂煤液壓支架的結構特點。這兩類支架都配有雙輸送機運煤，滾筒采煤機采煤，然后由掩護梁上的窗口或插板放出頂煤。這兩類支架的主要區(qū)別是：插板式放頂煤液壓支架重量較輕，后部空間大，易于排放大塊煤，而且輸送機置于

6、煤層底板上，便于維修。“天窗”式放頂煤液壓支架重量較大，支架整體穩(wěn)定性好，放頂煤輸送機置于支架底座之上，便于推移和放頂煤。 80年代初期，匈牙利研制成功單輸送機前開“天窗”式放頂煤掩護式支架，其結構如圖1-5。機采煤炭與放落煤炭均采用單輸送機運輸，在實際應用中取得了良好效果。 圖1-5 匈牙利VHP-732型“天窗”式放頂煤液壓支架 1982年，煤炭科學研究總院北京開采研究所與沈陽煤炭研究所共同設計，鄭州煤礦機械廠制造的FY400-14/28型放頂煤液壓支架是我國首次研制成的放頂煤液壓支架。1984年在沈陽礦務局蒲河礦投入試驗，開始取得了較好的效果。后來因支架的穩(wěn)定性差，工作面發(fā)火中

7、止了試驗。雖然沒有取得預期的效果，但人們看到了這種新型支架的前景，從此拉開了設計、研制放頂煤液壓支架的序幕。經(jīng)過我國煤炭科技工作者的努力，研制成功了數(shù)十種放頂煤液壓支架。兗州礦務局東灘煤礦使用國產(chǎn)放頂煤液壓支架創(chuàng)造了年產(chǎn)410萬t的高產(chǎn)高效記錄，這標志著我國放頂煤液壓支架的設計、制造走在了世界前列。 我國放頂煤液壓支架發(fā)展從低位放頂煤液壓支架的研制開始，經(jīng)歷了高位、中位，現(xiàn)在又回到低位。最初的放頂煤支架采用的是低位放煤，代表架型是FY400-14/28型放頂煤液壓支架，結構如圖1-6。1987年平頂山礦務局引進了匈牙利VHP-732型放頂煤支架，該支架在緩傾斜工作面試驗，最高月產(chǎn)達5

8、.5萬t獲得了成功。隨即我國研制成了高位放頂煤液壓支架，結構如圖1.7。由于其放煤口高、放煤口小、存在頂煤損失大、放煤與采煤機割煤不能平行作業(yè)、效率低等缺點，已基本淘汰。 圖1-6 FY400-14/28型放頂煤液壓支架 圖1-7 高位放頂煤液壓支架 80年代末90年代初，我國研制出中位放頂煤液壓支架，結構如圖1.8。這種支架比單輸送機高位放頂煤液壓支架有所改進，有兩部輸送機，放煤與割煤可以平行作業(yè)，提高了效率，放煤口比高位放頂煤支架有所降低。隨著放頂煤實踐的深入，中位放頂煤支架也暴露出一些突出缺點，主要是放煤口仍然較小，受結構限制，放煤口不能連續(xù)，有背脊損失，采出率低，后部空間

9、狹小，維修和清理浮煤不方便，底座前端比壓大等。針對中位放頂煤液壓支架存在的問題。我國又研制出低位放頂煤液壓支架，其結構如圖1.9。早期的低位放頂煤液壓支架是由鋪網(wǎng)液壓支架演變而來，其基本結構和鋪網(wǎng)支架類似，只是尾梁上加上了插板，用于放煤，低位放頂煤液壓支架是目前使用效果較好的架型。北京開采所在研究各種支架特點和使用經(jīng)驗基礎上研制出一種反向四連桿低位放頂煤液壓支架，其結構更加合理，用途更加廣泛。 圖1-8 中位放頂煤液壓支架 圖1-9 低位小插板放頂煤液壓支架 1.2 放頂煤液壓支架的特點及適應性分析 1.2.1放頂煤液壓支架的安全性及適應性要求 采用放頂煤綜采的4個重要條

10、件是：地質條件適應性、液壓支架選型的正確性、采放工藝的合理性和工作面管理的嚴格性。其中前兩個條件是基礎，后者是保證。顯而易見要采用放頂煤綜采，其中重要的一項工作是正確選擇放頂煤液壓支架的架型。現(xiàn)階段我國已在急傾斜特厚煤層、緩傾斜中硬厚煤層（f≤3.5）、“三軟”厚煤層、傾斜厚煤、傾角20≤α≤35，有了一些放頂煤綜采成功的實例。對于合理選擇放頂煤液壓支架提供了寶貴經(jīng)驗。 ㈠. 對緩傾斜中硬煤層放頂煤液壓支架安全性和適應性的要求 緩傾斜條件下的放頂煤工作面約占綜放工作面總數(shù)的70以上而且地質條件差別大，所以架型選擇余地大。選型時一般根據(jù)以下原則： ⑴必須保證放煤效果。能否把煤放下

11、、放好，是緩傾斜中硬厚煤層開采最突出的問題，也是放頂煤液壓支架選型的關鍵。保證放煤效果，首先是選擇放煤的形式，低位放頂煤支架的放煤口是連續(xù)的，而且放煤口面積大，有利于大塊煤放出，無脊背損失，適用于緩傾斜綜放工作面。 ⑵保證放落煤的運輸空間。雙輸送機放頂煤液壓支架要有足夠的后部運輸空間，這對緩傾斜中硬煤層長壁放頂煤尤為重要。放煤過程中難免出現(xiàn)大塊煤和矸石，如果處理的不好，可能堵塞運輸通道，損壞設備。同時，空間太小，也影響設備維修人員通行和安全。 ㈡對傾斜厚煤層放頂煤液壓支架安全性和適應性的要求 ⑴傾斜厚煤層放頂煤液壓支架的技術關鍵在于提高其穩(wěn)定和抗扭性能，提高掩護梁的抗扭

12、能力，保證在大傾角下支架能正常工作。 ⑵支架各部的密閉性要好，尤其是頂梁端部，防止漏煤、冒頂，切實保證頂梁的接頂性，避免倒架。 ⑶加大支架初撐力，有利于防止頂煤和上覆巖層過早離層，從而防止頂煤垮落切頂線前移，提高支架的支護性能。 ⑷提高支架防倒、防滑性能。 ㈢對“三軟”厚煤層放頂煤液壓支架安全性和適應性的要求 ⑴在緩傾斜“三軟”條件下，因為頂梁上方是已破碎的頂煤，斷裂線前傾已深入到煤壁上方，頂梁太短，冒空區(qū)可能達到煤壁附近的上方。因此，高位放頂煤支架不適于“三軟”煤層的放頂煤開采，低位放頂煤支架式較理想的架型。 ⑵為了防止架前冒頂，要求頂梁或前梁端部

13、承載能力大，并且要把支架控頂?shù)娜L范圍最大限度的嚴密封閉起來，有效控制漏頂。除了頂梁外應注意掩護梁和尾梁的密封性能。 ⑶在保證對底板合理比壓的前提下，適當加大初撐力，有利于端面頂煤的維護。 ⑷對急傾斜特厚煤層放頂煤液壓支架安全性和適應性的要求，急傾斜特厚煤層放頂煤綜采工藝是指煤層傾角大于45、煤層厚度大于20m的條件下，把煤層沿水平分成6-12m的分段，使用以液壓支架為主體的綜采設備開采的放頂煤采煤法。由于急傾斜特厚煤層礦壓小、工作面短，因此，選擇的支架應具有工作阻力小、體積小、重量輕、推進速度快等優(yōu)點。低位放頂煤液壓支架比較適合急傾斜特厚煤層綜放工作面。 1.2

14、.2低位放頂煤液壓支架的特點及適應性分析 1.低位放頂煤液壓支架的特點 低位放頂煤支架是一種雙輸送機運煤，在掩護梁后部鉸接一個帶有插板的尾梁、低位放煤的支撐掩護式支架。這類支架有一個可以上下擺動的尾梁，擺動幅度在45左右，用以松動頂煤并維持一個落煤空間。尾梁中間有一個液壓控制的放煤插板，用以放煤和破碎大塊頂煤，具有連續(xù)的放煤口。其主要特點如下： (1)由于具有連續(xù)的放煤口，放煤效果好，沒有脊背煤損失，回收率高； (2)和其他支架相比，從煤壁到放煤口的距離最長，經(jīng)過頂梁的反復支撐和在掩護梁上方的垮落，使頂煤破碎較為充分，對放煤極為有利； (3)后輸送機沿

15、底板布置，浮煤容易排出，移架輕快，同時尾梁插板可以切斷大塊煤使放煤口不易堵塞； (4)低位放煤使煤塵減少； (5)前四連桿低位放頂煤液壓支架的抗扭及抗偏載能力差，支架的穩(wěn)定性較差； (6)尾梁擺動力和向上的擺角較小，破煤和松動頂煤的能力差； 這類支架的原始形式是前四連桿式，在礦壓較小的急斜水平分段開采時比較適應，為使這種支架在緩斜長壁工作面發(fā)揮其優(yōu)勢，幾年來作了如下的探索： (1)把四連桿的上連接位置由頂梁上改在掩護梁上，使支架底部和上部的連接位置更接近扭轉力矩的作用點，增加了支架強度，減少了支架的損壞，形成了目前在緩斜工作面大量使用的后四連桿式低位放

16、頂煤液壓支架。 (2)大幅度加強前四連桿本身以及它與頂梁、底座的聯(lián)接強度，這種作法增加了支架的重量，有的重達20t以上。但設計時容易實現(xiàn)加大后部運輸空間和增加破煤能力。 (3)增大后部空間和尾梁向上擺動的力，使其在較硬煤層中使用時也可讓頂煤順利放落和運出，如ZFPS5200/17/32型支架尾梁端部向上擺動力可達到500kN使用效果良好。 (4)后四連桿前連桿設計為Y型，后連桿設計為I型，增大了支架的前、后人行道的寬度并加大了后部的人員工作與維護空間。 (5)把后輸送機千斤頂耳座與底座的聯(lián)接改為活聯(lián)接，改善了運輸狀況。在后輸送機與千斤頂之間增加了結構件推桿，以避免后輸送機與千斤頂

17、活塞桿彎曲并防止輸送機和支架下滑。 前四連桿式支架和后四連桿式支架相比，前四連桿式支架穩(wěn)定性及抗扭性較差，但其后部空間較大且重量也輕。 2.低位放頂煤液壓支架的適應性 前四連桿式支架在急斜水平分段放頂煤綜采中取得成功，如對四連桿及有關聯(lián)接件再進一步增加強度，成為定型設備，可以不考慮在急斜條件下使用后四連桿式支架。 緩斜中硬難放煤層在選型時考慮到低位放頂煤液壓支架的強度低，又無成功的實例，往往選用中位放頂煤液壓支架，但受到放煤口的限制，實際上也未能很好解決其放煤問題。仔細研究各類放煤支架，就會發(fā)現(xiàn)只有前四連桿式支架具備大幅度擺動掩護梁破煤的條件。有的低位放頂煤

18、液壓支架采取強化四連桿及聯(lián)接銷軸，把擺動掩護梁的千斤頂一端布置在底座上，而不是布置在頂梁上。盡管這種架型尚無滿意的效果。但這種探索無疑是很有意義的。 后四連桿式支架在煤層硬度系數(shù)f=2左右，層節(jié)理比較發(fā)育的緩斜厚煤層中使用取得很大成功，如在潞安礦務局五陽煤礦、王莊煤礦和兗州礦務局興隆莊煤礦、鮑店煤礦。這種架型與設計先進的過渡支架配合使用，創(chuàng)出了新水平，被廣泛推廣使用。如石炭井礦務局烏蘭礦將這種支架與過渡支架、端頭支架配套使用，在傾角為24的工作面上取得了成功。由此表明了后四連桿式放頂煤液壓支架在緩斜中硬煤層和傾斜厚煤層中均有良好的適應性和使用前景。 2 液壓支架的整體結構尺寸

19、設計 2.1 支架高度、支架間距和底座長度的確定 2.1.1支架高度和支架的伸縮比 1.支架高度 液壓支架的支架高度的確定原則：一般應首先確定液壓支架所適用煤層的平均采高，根據(jù)所采煤層的煤層厚度，采區(qū)內礦井的地質條件的變化等因素來確定液壓支架的支架高度，按下式確定液壓支架的支架高度，即： （mm） ( 2-1 ) (mm) ( 2-2 ) 式中 ： —液壓支架最大高度(mm)； —液壓支架最小高度(mm)； —煤層的最大厚度 —煤層的最小厚度 —考慮偽頂、煤皮冒落后仍有可能

20、初撐力所需要的支撐高度，一般取200～300mm； —煤層頂板最大下沉量，一般取100～200mm； —移架時液壓支架的最小可縮量，一般取50mm； ——浮矸石、浮煤的厚度，一般取50mm； 本次設計給定支架最大高度3800mm，最小高度2200mm。 2、支架的伸縮比 支架的伸縮比是支架的最大結構與最小結構高度值之比，即： ( 2.3 ) 支架的最大結構高度與最小結構高度之差為支架的調高范圍。調高范圍越大，支架的適用范圍越廣，但過大的調高范圍會給支架的結構設計造成困難，使支架的可靠性降低。由于支架的使用壽

21、命要求較長，并可能被應用在不同的采煤工作面上，所以支架應具有較大的伸縮比。采用雙伸縮立柱時，支撐式液壓支架的伸縮比為1.9，支撐掩護式液壓支架為 2.5，掩護式液壓支架可達 3。一般的范圍是1.5到2.5，煤層較薄時應選取大值。但考慮應盡量減輕重量而采用單伸縮油缸或帶機械加長桿來增加支架的調高范圍。一般常根據(jù)單位缸長的行程來確定，當單位缸長行程<0.7時可采用單伸縮。 經(jīng)計算，支架的伸縮比。 (2.4) ——單位缸長行程； ——活塞全部伸出時立柱的

22、總長度，mm； ——活塞全部縮回時立柱的總長度，mm； ——活塞行程，mm。 由支架的最大、最小結構高度，可得活塞的行程為1600mm，而活塞全部縮回時立柱的總長，暫用支架的最小高度2200mm。由此可以得到： 支柱應采用雙伸縮立柱,但考慮制造成本及低位放頂煤液壓支架的工作條件,選擇單伸縮機械加長立柱。 2.1.2 支架間距（支架中心距） 液壓支架的中心距一般等于工作面配套使用的刮板輸送機中一節(jié)溜槽的長度。目前國內外液壓支架中心距大部分采用1.5m和1.75m。大采高支架為

23、提高穩(wěn)定性中心距可采用1.75m，輕型支架為適應中小煤礦工作面快速搬家的要求，中心距可采用1.25m。 而一般支架間距，則按下式計算： ( 2.5 ) 式中：  ——支架間距(支架中心距)，mm； ——每架支架頂梁寬度，mm； ——相鄰支架(或框架)頂梁之間的間隙，mm； ——每架所包含的組架的組數(shù)或框架數(shù)； 整體自移式支

24、架n=1 整體邁步式支架n=2 節(jié)式邁步支架n=支架節(jié)數(shù)。 支架間距要根據(jù)液壓支架的型式來定，但由于支架的推移千斤頂都與工作面輸送機的一節(jié)溜槽相連，所以目前主要根據(jù)輸送機溜槽每節(jié)長度及槽幫上千斤頂聯(lián)結塊的位置來確定，我國刮板輸送機溜槽每節(jié)長度為1.5m、1.75m,千斤頂聯(lián)結塊位置在溜槽長度的中間。所以除節(jié)式和邁步式支架外，支架間距一般為1.5m或1.75m。本文取1.5m。 2.1.3 底座長度 底座能夠將頂板壓力傳遞到底板并且能夠穩(wěn)定支架。所以在設計支架底座的長度時，應考慮以下的幾個方面：液壓支架對底

25、板的接觸比壓要小；支架的內部應該有足夠的工作空間以便于安裝立柱、液壓控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置等；便于工作人員操作和行走；要保證支架能夠保持穩(wěn)定性。 一般掩護式支架的底座長度取3.5倍的移架步距，一個移架步距為0.6m，即底座長度為2.1m左右，支撐掩護式支架的底座長度取4倍的移架步距，即底座長度為2.4m左右。 本次設計低位放頂煤支架為支撐掩護式，估取底座長度為2400mm.在結構設計中根據(jù)結構要求修改為2800mm。 2.2 四連桿機構的作用及幾何作圖法的設計 2.2.1四連桿機構的作用 1、通過四連桿機構，能使支架頂梁端點的運動軌跡近似雙曲線，而使支架頂梁前端的端頭離

26、煤壁的距離大大減小，大大提高了管理頂板的性能。 2、能夠承受較大的水平力。 2.2.2 四連桿機構的幾何特征 1、支架從最大結構高度降到最小結構高度時，如圖2.1所示，頂梁端點運動軌跡的最大寬度，最好為30以下 2、支架在最大結構位置時和最小結構位置時，頂梁與掩護梁的夾角P和后連桿與底平面的夾角Q，應滿足以下要求，如圖2.1所示： 支架在最大結構位置時，P≤ ～，Q≤ ～；支架在最小結構位置時，考慮便于矸石下滑，防止矸石停留在掩護梁，根據(jù)摩擦理論可知，,假設鋼和矸石的摩擦系數(shù)取,即：,求得；為了安全可靠在最低工作位置時，應使為宜，而角Q主要考慮掩護梁的底部距底板要有一定的

27、距離，以防止支架后部冒落的巖石卡住后連桿，使支架不能正常下降，一般取。在特殊情況下需要小角度的Q時，可以提高后連桿下鉸點的高度 3、 由圖2.1可知，掩護梁與頂梁的鉸點和瞬時中心O之間的連線與水平線之間的夾角為Q，在進行設計時，要使，其主要原因是Q角直接影響附加力數(shù)值的大小。 圖2-1 四連桿機構幾何特征 4、支架的工作段要求運動曲線向前凸的一段，如圖2.1所示的h段，其原因是：當頂板來壓時，立柱讓壓產(chǎn)生下縮，使頂梁有向煤壁的趨勢防止巖石向后移動。對于保持梁端的頂板處于有利的擠壓狀態(tài)，以防止頂板產(chǎn)生離層或斷裂，又可以使作用在頂梁上的摩擦力指向采空區(qū)。同時底板相對于底座的作用力向后，

28、底座前端的作用力向后移，從而增加了前梁端部的支護力，防止頂梁前端頂板冒落又可以使底座前端比壓減小，有利移架，可防止啃底，更是減少了水平力的合力。由于支架所承受的水平力由連桿克服，所以減輕了掩護梁的受力。 從以上分析得知，為使支架的受力合理和工作可靠，在設計四連桿機構的運動軌跡曲線時，應使支架工作段盡量取曲線向前凸的一段，所以當已知掩護梁和后連桿的長度后，從這個觀點考慮，在進行設計的時侯，把掩護梁和后連桿機構簡化成曲柄滑塊機構，進行作圖計算。掩護梁和后連桿構成的曲柄滑塊機構如圖2。2所示。 圖2-2 掩護梁和后連桿構成的曲柄滑塊機構 從圖2.2可看出，當掩護梁和后連桿長度已知，

29、只需找到前連桿的長度和位置就可以，具體作法是先順時針轉動后連桿，使支架在支架的最高位置時點向下作近似直線運動，在掩護梁上有一點在運動中有一段近似圓弧軌跡。找到這個圓弧軌跡的曲率半徑和曲率中心，就可以找到前連桿的位置和長度。從這個觀點考慮，按支架在工作時的支架由高到低的順序，在掩護梁上的前連桿上鉸點的運動軌跡上，任找?guī)赘? 點，能夠把掩護梁的前連桿上鉸點連線的垂直平分的線段所交的點為前連桿的下鉸點，這樣四連桿機構就可以確定了。 2.2.3 四連桿機構的幾何作圖法 1、 確定掩護梁的上絞點與頂梁頂面的距離和后連桿的下鉸點與底座底面的距離 掩護梁的上鉸點與頂梁頂面之間的距離根據(jù)支架的

30、最大高度確定，一般支架取150~200mm，重型支架取210~260mm，本次設計取150mm。 后連桿的下鉸點與底座地面之間的距離根據(jù)支架的最小高度確定，薄煤層中支架取150~250mm，中厚煤層中支架取250~450mm，大采高的支架取450~600mm，本次設計中取450mm。 2、 掩護梁與后連桿長度的確定 首先用解析法確定掩護梁和后連桿的長度，如圖2.3所示 —掩護梁長度； —后連桿長度； —點垂直線到后連桿下鉸點之距； —支架最高位置時的計算高度； 　 —支架最低位置時的計算高度； 　 從幾何關系可以列出:

31、 （2.6） （2.7） 將以上兩式聯(lián)立解得： （2.8） 按四連桿機構的幾何特征所要求的角度，選定： ; ; 圖2-3 掩護梁和后連桿計算示意圖 = = 0.7 支架在最高位置時的值為： 因此掩護梁的長度為： = =　　 ?。? = 后連桿長度為： = 　 取： 一般， 故取： 根據(jù)掩護梁長度和后連桿長度重新計算出： ; ; 圖2-4 液壓支架四連桿機構幾何關系圖 3、幾

32、何作圖法作圖過程 作圖步驟： （1）、先確定后連桿的下鉸點O點的位置，使它大體上比底座略高，一般范圍為200~250mm，考慮位置太低安裝銷子困難，位置太高時底座又笨重。本次根據(jù)支架結構取450mm。 （2）、過O點作水平線H—H線使與底座相平行。 （3）、過O點作一直線與水平線H—H線相交，使兩條直線的夾角角度為。 （4）、以O點為圓心，以長度為半徑作圓，與上步所繪直線相交于A點，A點即為后連桿與掩護梁的上鉸點。 （5）、過A點作一條直線與水平線H—H線相交，使兩線夾角角度

33、為。 （6）、以A點為圓心，長度為半徑作圓，與上步所繪直線相交于，點為掩護梁與頂梁的鉸點。 （7）、過點作一直線與水平線H—H平行，標為F—F直線，則H—H線與F—F線的距離為h1，此高度為液壓支架最高位置的計算高度。 （8）、以A點為圓心，以0.25倍的長度為半徑作圓，交于，標為B，B為前連桿的上鉸點。 （9）、過點作F—F線的垂線。假設在液壓支架升降過程中，點運動軌跡近似在此直線上來回滑動。 （10）、在垂線上畫出液壓支架在最低位置時點，即頂梁與掩護梁的鉸點為。 （11）

34、、取E1E3中點為點，為支架在降到中間位置時掩護梁與頂梁的鉸點。 （12）、以O點為圓心以為長度半徑作圓弧。 （13）、以點為圓心，以掩護梁長為半徑作圓，與上步圓弧相交于點，點為支架在降到中間位置時掩護梁與后連桿的鉸點。 （14）、以點為圓心，以掩護梁長為半徑作圓，與（12）所繪圓弧相交于點，點為液壓支架在最高位置時，掩護梁與后連桿的鉸點。 （15）、以點為圓心，以0.25倍的長度為半徑作圓，與相交于點。以點為圓心，以0.25倍的L長度為半徑作圓，與相交于B2點。B、B1、B2三個點就是支架在三個位置時的前連桿的上

35、鉸點。 （16）、連接、，、為液壓支架降到中間位置和最低位置時后連桿的位置。 （17）、分別作和的垂直平分線交于C點，C點為前連桿的下鉸點，段的長度即為前連桿的長度。 （18）、過點C向H—H線作垂線，相交于點。、、、為液壓支架的四連桿機構。 按上述步驟作圖，作圖結果如圖2.5所示 圖2-5 液壓支架四連桿機構作圖結果 最終確定支架的四連桿機構的各項尺寸為： AO=1478mm AB=528mm BC=1909mm CD=395

36、mm 2.3 頂梁長度的確定 根據(jù)支架的工作阻力和支護強度來確定頂梁長度。 2.3.1 支架工作方式對頂梁長度的影響 支架的工作方式對支架頂梁長度有很大影響。 （1） 先移架后推溜的方式，支護及時，因此要求頂梁有較大的頂梁長度。 （2） 先推溜后移架的方式，支護滯后，頂梁長度要求較小。因為在采用先移架后推溜的工作方式，支架要超前輸送機一個步距，以便支架前移及時，能夠支護新暴露的頂板，支護及時。 因此，采用先移架后推溜時頂梁長度要比先推溜后移架時的頂梁長度長一個移架步距，一般選為600mm 本次所設計的液壓支架要適應各種復雜的頂板情況，選用先推溜后移架的方式，在推

37、溜之前，挑梁要先伸出，進行即時支護，一般挑梁伸出的長度為800mm。 2.3.2 頂梁參數(shù)的計算 梁端距是指移架后頂梁端部至煤壁的距離（C）。由于工作面底板水平起伏不平，輸送機和采煤機發(fā)生傾斜，采煤機割煤垂直分力使搖臂和滾筒向支架傾斜，為避免割頂梁而留有的安全距離稱為梁端距。本次梁端距取300mm。 （1） 頂梁長度的計算 支架的支護面積=支架的工作阻力/支架的支護強度 =（梁端距+頂梁長度）中心距 （2.9） 式中：q——支架的總工作阻力，N； ——支護效率，本次選用0.85；

38、 F——支架支護面積，； L——支架頂梁長度 C——梁端距 ——支架間距（支架中心距） 本次支護強度范圍0.6—0.8MPa，支護工作阻力4800KN，求得支護面積5.1—6.8，頂梁長度3.1m—4.2m。液壓支架尺寸關系如圖2-6所示。 圖2-6 液壓支架尺寸關系 頂梁長度=[配套尺寸+底座長度+A*cos（Q1）]-[G*cos（P1）+300+e]+掩護梁與頂梁鉸接點至頂梁后端點之距mm 式中： 配套

39、尺寸——600+300+800+400=2100mm（MG400/920-WD） 底座長度——底座前端至后連桿下鉸點之距 2400mm e——支架由高到低頂梁前端點最大變化距離 39mm Q1，P1——支架在最高位置時，分別為后連桿和掩護梁與水平面的夾角 故頂梁長度為。 取為3900mm （2） 頂梁寬度 因為取中心距為1.5m，有活動側護板的支架的頂梁寬度取值范圍為1.4—1.6m。本次選取單側活動側護板，取支架頂梁的最小寬度為1420mm,最大寬度為1590mm,頂梁的側護板的側推千斤頂行程取170mm

40、。 頂梁寬度由支架間距和架型來選取，支架的架間間隙為0.2m左右。寬面頂梁一般為1.2—1.5 m。本次取頂梁寬度為1390mm（不含活動側護板）。 （3） 頂梁覆蓋率 頂板覆蓋率按以下公式計算： （2.10） == 式中：——頂梁覆蓋率； B——頂梁寬度（包括側護板伸出寬度），mm； L——頂梁總長度，mm； b——梁端距，mm； k——相

41、鄰頂梁間間隙，mm; 穩(wěn)定頂板覆蓋率δ值為60～70%，對于中等穩(wěn)定頂板覆蓋率δ值為75～85%，對于破碎頂板，覆蓋率δ指應達到85～95%。 本次設計的頂梁覆蓋率： 2.4 立柱位置的確定 2.4.1 立柱數(shù) 目前國內支撐式液壓支架的立柱數(shù)為2—6根，常用選為4柱。掩護式液壓支架為2柱，支撐掩護式為4柱。本次設計的支架為支撐掩護式，采用單伸縮機械加長桿立柱，故立柱數(shù)目取為4。 2.4.2支撐方式 本設計為支撐掩護式液壓支架，立柱根據(jù)結構的要求呈傾斜或垂直布置，一般立柱與頂梁垂線的夾角小于,夾角越小,有效支撐能力就越大。所以本次設計前排立柱取,后排立柱垂直布置

42、。 2.4.3立柱間距 立柱間距指支撐式和支撐掩護式支架中的前、后柱的間距。立柱間距的選擇應考慮到要有便于操作、行人行走和部件的合理布置。支撐式液壓支架和支撐掩護式液壓支架的立柱間距一般為1—1.5m。本次設計的支架立柱間距選1m。 3 液壓支架的部件結構設計 液壓支架的各部件的結構形式與采煤工作面的頂、底板條件和液壓支架的結構形式有關，選擇時應根據(jù)支架的結構和工作面頂、底板條件，對支架的各個部件的結構件進行分析，然后擇優(yōu)進行選擇。本次設計液壓支架為支撐掩護式后四連桿機構低位放頂煤液壓支架 3.1 頂梁 頂梁是在采煤工作面中頂板所直接接觸的部件，除需滿足一定的剛度

43、和強度之外，還應能保證頂板支護的要求，如：頂板覆蓋率的足夠；對頂板的不平整性的適應，還應該能夠避免因局部應力而引起損壞。 3.3.1用途 頂梁在支護過程中所起到的作用： (1)支撐、維護和覆蓋頂板，為采煤工作面提供安全足夠的工作空間； (2)將立柱的支撐力傳至頂板，并合理地進行分布，對接近采空區(qū)的支架后部的頂板起切頂作用，對無立柱空間的頂板起到支撐作用； (3)為護幫、防倒防滑裝置等提供依托； （4）將頂板載荷通過立柱和底座傳至底板。 3.1.2.結構形式 液壓支架的常用頂梁形式有3種：整體式頂梁、鉸接式頂梁和楔形結構式頂梁。鉸接式頂梁的前段稱為前梁，后段為主梁，一般稱為頂梁。

44、 （1）．整體式頂梁 整體式頂梁的特點是：可靠性好，結構簡單；頂梁對頂板載荷的平衡能力強；前端支撐力大；能夠設置全長側護板，以改善支架的支護效果，有利于提高頂板覆蓋率，減少架間漏矸。簡單的整體式剛性頂梁的結構外形如圖3.1.1所示。 整體式剛性頂梁為寬面板式的箱形結構件。為補償焊接變形和改善接頂效果，整體頂梁前端(800—1000mm)，一般上翹。 圖3-1-1(a)掩護式支架整體頂梁 圖3-1-1(b)支撐掩護式剛性整體頂梁 （2）．鉸接式頂梁 鉸接式頂梁在前梁千斤頂?shù)耐评?，前梁能夠上下擺動，對頂板不平的情況適應能力強。運輸時為減小運輸尺寸，前梁可以放下與頂梁垂直

45、。前梁千斤頂需有足夠的支撐力和連接強度，前梁不宜設側護板。為能夠順利移架，前梁間一般要留有100～150mm間隙，增加了破碎頂板漏矸的可能。如圖3.1.2所示 1-前梁 ；2-前梁千斤頂 ；3-頂梁 圖3-2鉸接式頂梁結構 鉸接前梁圖3.1.3(a)與頂梁3.1.3(b)如下圖 圖3-1-3(a)鉸接前梁 圖3-1-3(b) 鉸接頂梁 （3）．楔形結構梁 楔形結構梁如圖3-1-4所示。楔形梁1通過銷軸和后梁4鉸接，楔塊2夾在楔形梁的楔臂與頂粱之間，后端與楔形千斤頂鉸接，千斤頂又鉸接于頂梁上。 楔形結構梁根據(jù)構件之間摩擦自鎖原理，通過楔

46、形梁1和頂梁4與楔塊2之間的摩擦作用，在受載時楔形梁1、楔塊2和后梁4成為—個整體，類似于整體剛性頂梁。這樣，結構梁就類似于整體剛件頂梁擁有前端支護力大的優(yōu)點。楔形梁1與后梁4組成的鉸接結構，令操作楔形梁的千斤頂伸出或縮回時能夠帶動楔塊進行前后移動，而使楔形梁1能繞鉸軸上下來回擺動，楔塊的行程和楔角的大小決定其擺動的范圍。因為擺動范圍相對于鉸接頂梁較小，所以該梁又具有鉸接頂梁的靈活性。另外，在運輸時，縮短運輸尺寸，楔形梁1可以放到下垂位置，方便運輸和安裝。 1． 　 1．楔形梁2．楔塊3．楔形梁斤頂4．后梁 圖3-1-4楔形結構梁 綜上所述，為了適應復雜的

47、頂板情況，選擇鉸接式頂梁，前梁為能即時支護，采用挑梁的型式，如圖3-1-5所示。 圖3-1-5 本次選取的支架頂梁 3.2 立柱 立柱長期處于高壓受力狀態(tài)，是支架的承壓構件，立柱必須有可靠的工作特性、合理的工作阻力、結構簡單、足夠的抗彎抗壓強度、良好的密封性能，能適應支架支護的工作要求。 按動作方式分立柱可分為單作用式和雙作用式；按支架種類分立柱可分為活塞式和活柱式；按伸縮方式分立柱可分為單伸縮式和雙伸縮式。 在本次設計中采用了單伸縮式機械加長立柱。立柱結構如圖3-2-1所示： 圖 3－10單伸縮式機械加長立柱 立柱結構由缸體、缸口、活塞和活塞桿等幾部件組成。 立柱的承

48、壓部件是缸體。一般選用27SiMn的無縫鋼管制造。缸體內表面要求很高的加工精度，充當活塞的密封表面。 立柱的關鍵元件是活塞，要求活塞具有良好的密封性能，運動表面能夠承受來自外力的沖擊。 活塞可直接焊在活柱上，或套在活柱上。制作活塞時如果選用鋼，為了與缸體內徑配合可在活塞上安裝導向環(huán)。導向環(huán)大多數(shù)采用塑料制品，也可以用銅合金制成。如果不承受橫向力或橫向力很小，也可用保護密封圈的尼龍擋圈兼做導向環(huán)。 活塞依靠密封圈進行密封，如今密封圈有U型、V型、O型、Y型、蕾型、鼓型等。蕾型密封圈是一個由唇內夾橡膠和U型夾布橡膠圈壓制而成的單向實心密封圈。它為單向密封，可裝入各種液壓活塞頭和導向套上。在工

49、作壓力小于58.8MPa時，可以不加擋圈。 鼓型密封圈是由兩個U型夾布橡膠圈壓制而成的整體實心密封圈，它用于各種活塞的雙向密封，與兩個L型防擠圈一起使用，適用于工作壓力19.6～58.8MPa時。在工作壓力小于24.5MPa時，可以不加擋圈。 鼓型和蕾型密封圈裝配簡單方便，活塞結構簡化了，但密封圈的自身加工較復雜。 活塞的軸向固定方式有三種：用壓盤和螺釘固定；用螺帽加防松螺釘固定；用半圓環(huán)加彈性擋圈固定。 立柱傳遞機械力的重要零件是活柱和活塞桿，必須耐磨和耐腐蝕，要能承受壓力和彎曲等載荷作用，可用45號鋼或27SiMn制成。表面要鍍鉻，并要注意保護，防止外部硬傷以防止在礦井條件下表面生

50、銹和腐蝕，。 缸口在導向套外側裝有鋼絲擋圈，內側裝有密封圈和防塵圈用以固定。這種結構簡單，裝卸方便，這種固定方式使用較多。但要求活塞桿外徑與缸體內徑之間有比較大的空間。 用來固定鋼絲和鋼絲擋圈的連接方式，不能耐高壓。在密封液體壓力較高時，采用半圓環(huán)結構連接方式。 立柱工作原理： 當高壓液進入中缸的下腔，上腔回液，使中缸伸出。中缸全部伸出后，中缸下腔的壓力增大，當超過底閥彈簧調整壓力值時，底閥打開，然后高壓液進入上柱的下腔，上柱液經(jīng)中缸的上部小孔排出，使上柱伸起，這為伸柱過程；當降柱時，高壓液進入中缸的上腔，下腔回液，中缸下降，中缸下降到底時，底閥被缸底頂開，并且中缸上孔正對上立柱上部的

51、進液孔，立柱上部的進液孔經(jīng)中缸小孔進入上腔的上部，下腔液通過底閥從立柱的下部回液孔回液，上柱下降。 3.3 掩護梁和四連桿機構 3.3.1.掩護梁 掩護梁是掩護式液壓支架和支撐掩護式液壓支架的掩護構件，防止采空區(qū)冒落、矸石涌入工作面，還承受冒落矸石的壓力和頂梁分解的水平力。掩護梁采用整體箱形鋼板焊接式，掩護梁的上端與頂梁鉸接，下部焊有耳座與前后連桿鉸接。充分考慮了垮落頂板對梁體可能造成的沖擊破壞，以及大采高支架復雜的三維空間受力，強度高，安全系數(shù)大。設置單向活動側護板，防止大采高支架橫向傾倒和減少架間漏矸。低位放頂煤支架的掩護梁還連接支架的尾梁與插板，安裝尾梁千斤頂，具體結構見圖3

52、-3-1。 圖3.3.1本次設計支架的掩護梁 3.3.2.四連桿機構 前、后連桿是四連桿機構中重要的承載和運動部件，與底座和掩護梁的一部分共同組成四連桿機構，使支架能承受水平作用力、圍巖載荷和保持支架穩(wěn)定。對四連桿機構的長度和角度進行合適的設計能使整個高度范圍內梁端距的變化在50—100mm之間。 支架的前連桿設計為雙單連桿連成整體的形式，后連桿設計為單連桿。整體連桿是由兩根單連桿組焊而成，銷軸與銷孔最大配合間隙控制在1mm以內，抗扭轉能力強，以增強支架的穩(wěn)定性，用在前連桿。后連桿設計成單連桿，為支架后部節(jié)省空間，有利于

53、后部輸送機的工作與維護。具體結構見圖3-3-2圖3-3-3。 圖3-3-2 本次設計前連桿 圖3-3-3 本次設計后連桿 3.4 底座 3.4.1 用途 (1)將立柱和前后連桿傳遞的頂板壓力傳遞給底板。 (2)與前、后連桿和掩護梁一起組成四連桿機構。 (3)為支架的其他結構件和工作機構提供安設的基礎。 3.4.2 結構形式及特點 支架底座常用形式有3種，即整體剛性底座、鉸接分體底座和底分式剛性底座。 （1）．整體剛性底座 整體剛性底座如圖3-4-1所示，中擋前部一般有一高度50～100mm小箱形結構，中擋的后部上方為箱形結構，推移千斤頂一般安裝在箱形體之下。整體剛

54、性底座的整體剛度和強度好。整體剛性底座立柱柱窩的一般要設計一過橋．以提高底座的抗扭能力和整體剛性。底座的接底面積大，有利于減小對底板的比壓，但中擋推移機構處易積存浮碎矸，清理較困難，一般用于軟底板條件下工作面支面支架。 圖3-4-1 整體剛性底座 （2）．鉸接分體式底座 如圖3.4.2所示，鉸接分體底座分為左右相對獨立的兩部分，從中檔處鉸接，左右底座在垂直方向無剛性約束，可相對錯動。底座對底板不平的適應性好，減少了底座的偏載載荷和扭轉，但支架的整體剛性低。波蘭采用支架使用鉸接分體底座的較多，我國ZY3600／17／35K支架等亦采用鉸接分體式底座。目前這種底座結構已較少采用

55、 （3）．底分式剛性底座 底分式剛性底座如圖3-4-3所示。底座底板是中分式的，中擋推移機構直接落在煤層底板上，小擋后部上方為箱形結構，前立柱柱窩前有過橋。由于底分式剛性底座中擋底板分體，推移裝置處的浮煤、碎矸隨支架移架從后端排到采空區(qū)，不需要人工情理．適應高產(chǎn)高效。但減少了底座的接底面積，從而增大了對底板的比壓，目前，高產(chǎn)高效工作面的支架一般采用分體剛性底座。 圖3-4-2鉸接分體式底座 圖3-4-3底分式剛性底座 綜合以上的分析，本次采用整體剛性底座，它的整體剛度和強度更好。底座的接底面積大，有利減小對底板比壓。 3.5側護板 頂梁的側護板裝置一

56、般由側護板、側護千斤頂、彈簧套簡、連接銷軸和導向桿等組成。有以下功能： 1、 擋矸?？筛纳祈斄号c掩護梁的防矸、護頂性能，隔離與采空區(qū)控頂區(qū)、防止冒落矸石竄入工作面，減少冒矸形成的粉塵。 2、 導向。起導向作用在支架移架時。 3、 防倒、調架。其上設置的彈簧與千斤頂都起防倒與調架作用，活動側護板增強了支架側向穩(wěn)定性。 支架常用的活動側護板形式有3種，即直角式單側活動側護板、直角式雙側可調活動側護板和折頁式單側活動側護板。 3.5.1 直角式單側活動側護板 圖3-5-1 直角式單側活動側護板 直角式單側活動側護板如圖3.5.1所示，一側為活動側護板，一側為固定側護板。固定

57、側護板就是梁的邊筋板，減輕支架重量，可增加梁體強度。直角式單側活動側護板適用于工作面傾角小于下的緩傾斜煤層或水平煤層，導向性好和擋矸密封性好。 3.5.2．直角式雙側可調的活動側護板 直角式雙側可調的活動側護板如圖3-5-2所示，可根據(jù)工作面傾角方向，調整一側固定．另一側活動，適應性強，可用于各種支架。 圖3-5-2 直角式雙側可調的活動側護板 3.5.3．折頁式活動側護板 折頁式活動側護板如圖3-5-3所示．它結構簡單，千斤頂可布置在梁體的外側，便于維修和拆裝，但擋矸、密封性差，矸石易漏泄，移架時導向性差。主要用于頂板較穩(wěn)定或堅硬的支撐掩護式液壓支架，且只能裝于頂梁。 頂

58、梁側護板高度一般為250～500mm，薄煤層時支架取下限，大采高時支架取上限。掩護梁側護板和后連桿側護板高度根據(jù)在支架最大高度時，側護板水平尺寸等于移架步距加100～200mm搭接量的原則確定。 圖3-5-3 折頁式活動側護板 綜上所述，本次設計選取直角式單側可調的活動側護板。 3.6 千斤頂 3.6.1 推移千斤頂 推移千斤頂按連接方式分有直接連接方式、浮動活塞式和框架連接方式。 （1）直接連接式推移千斤頂?shù)奶攸c：千斤頂結構簡單，但移架力小于推移力，一般用于支撐式液壓支架。 （2）浮動活塞式推移千斤頂?shù)奶攸c；移架力大于推溜力；多采用浮動活塞千斤頂，減小推溜力；用推桿作

59、導向裝置，導向性能好、抗彎強度高；通過推桿，千斤頂分別與支架、輸送機相連；千斤頂與推桿位于同一軸線，受力較好，但裝置的總長度加大。 （3）框架連接式推移千斤頂?shù)奶攸c：移架力大于推溜力，可用于掩護式及支撐掩護式。 根據(jù)千斤頂?shù)倪m用性選取框架式推移千斤頂作為本次設計的推移千斤頂。 3.6.2 平衡千斤頂 平衡千斤頂為雙作用缸。 平衡千斤頂鉸結在掩護梁和頂梁之間使掩護式支架構成穩(wěn)定結構；調節(jié)頂梁成所需要的角度或水平狀態(tài)，使相鄰支架保持良好的密封狀態(tài)，利用雙向控制閥，使平衡千斤頂呈拉力或推力，適應頂板載荷的變化。 3.6.3 側推千斤頂 側推千斤頂?shù)幕钊麠U固定于活動側護板上，缸體固定于固

60、定側護板上。側推千斤頂?shù)陌惭b位置有如下幾種： （1）一側為活動側護板，另一側為固定側護板時，在固定側護板一側的圓筒內裝有固定筒，千斤頂裝在筒內，其它不變，也可免去另開窗口，保證掩護梁和頂梁的強度，但不利于安裝和檢修。 （2） 安裝在掩護梁和頂梁結構的下面，避免在掩護梁和頂梁上開窗口，加強了掩護梁和頂梁的強度，但影響支架的有效空間。 （3） 在掩護梁和頂梁下面另開窗口，把側推千斤頂裝在窗口內，便于檢修和安裝。為使活動側護板與活塞桿相連，改換工作面的時侯，側推千斤頂需要調轉180○。 該支架設計時選用了（1）中的側頭千斤頂安裝方式 側推千斤頂?shù)募夹g參數(shù)如下： 行程：200mm；缸

61、體內徑：63mm；活動桿直徑：45mm。 側推千斤頂其它參數(shù)見計算部分，具體安裝位置見圖紙。 3.6.4.前梁千斤頂 前梁千斤頂?shù)母左w使用圓銷固定在主梁耳座上，活塞桿與前梁相連。前梁千斤頂活塞腔液路上，裝有安全閥和液控單向閥，保證前梁的工作阻力與初撐力。前梁有挑梁式和升縮前梁兩種，挑梁能使前梁上下擺動，加大前梁端部的支撐力；升縮前梁可及時支護。 3.6.5．護邦千斤頂 護邦千斤頂?shù)母左w使用銷軸固定在前梁上，活塞桿固定在護邦板。千斤頂伸出時，護邦板支撐于煤壁。在千斤頂?shù)幕钊灰郝飞嫌靡呵粏蜗蜷y鎖緊，加安全閥進行保護。千斤頂縮回時，由于千斤頂活塞桿腔沒有液控單向閥鎖緊，于是在前梁

62、上加加一個彈簧機械鎖。 3.7 推移裝置設計 推移裝置由推移桿、連接頭和推移千斤頂?shù)攘慵M成，其中決定推移裝置形式和性能的關鍵部位是推移桿。推移桿的常用形式有倒拉式長推移桿和正拉式短推移桿兩種。 3.7.1短推移桿 短推移桿的一般結構如圖3-7-1所示，是由鋼板組焊而成的箱型結構件，重量輕，結構簡單可靠，被廣泛采用。 圖3-7-1 短推移桿 3.7.2長推移桿 長推移桿常用形式有鉸接式、整體箱式和框架式。實踐證明，在底板松軟和頂板破碎條件下，長框架間經(jīng)常充滿巖塊或煤塊，清理十分困難。巖塊的堵塞，造成推移千斤頂行走通道不通暢。既影響移架速度，又會使

63、長框架彎曲，造成采面推進速度減慢，推移步距減少，頂板穩(wěn)定性變差。 鉸接式長推移桿由前后兩段箱式結構件組成，通過十字連接頭鉸接，能夠上、下、左、右擺動，如圖3-7-2所示。它解決了整體箱式長推移桿更換難的缺點，兼有短推桿和長推桿的雙重特點。 圖3-7-2 鉸接式長推移桿 整體箱式長推移桿是由鋼板組焊而成的整體箱式結構，如圖所示。它的可靠性好、結構簡單、防止輸送桿和支架下滑的性能好。但在工作面更換難。所以必須有足夠大的安全系數(shù)。整體箱式推移桿在多種高效工作面使用。 圖3-7-3 整體箱式長推移桿 框架式長推移桿由前后兩段組成，前段為箱式結構，后段為導向塊和雙桿式結構

64、，結構如圖3-7-4所示。當推移千斤頂缸徑超過φ140mm時，雙桿式結構強度難保證，可靠性低?？蚣苁介L推移桿適用于中型以下的液壓支架。 圖3-7-4 框架式長推移桿 在上述的兩種推移機構中，短推移桿采用正拉式，千斤頂活塞桿收回為移架，活塞桿伸出為推溜,拉架力小于推溜力，其布置圖如圖3-7-5。長推移桿采用倒拉式，千斤頂活塞桿伸出為移架，收回為推溜,推溜力小于拉架力，其布置圖如圖3-7-6所示。 圖3-7-5 短推移桿正拉式布置 圖3-7-6 長推移桿倒拉式布置 本次設計選擇長推移桿倒拉式布置。 3.8 放煤機構設計

65、 低位放頂煤支架的放煤口是由尾梁及其千斤頂和插板或掩護梁和插板形成。其縱向長度根據(jù)架型、配套的設備不同而異，橫向長度均為架寬，。 3.8.1中四連桿結構的放煤機構設計 支架的掩護梁由鉸接在底座上的千斤頂或鉸接在頂梁上的平衡千斤頂支撐。掩護梁底部有可伸縮插板，利用千斤頂?shù)纳炜s調整放煤口進行放煤，放煤時收回插板，放煤后伸出插板擋住矸石流入后輸送機內。 這種結構能夠滿足放煤口、放煤工藝及工作空間的要求。從支架整體設計看，橫向穩(wěn)定性差，極易將千斤頂及其支座損壞，特別是那種由底座上雙千斤頂支撐掩護梁的支架，結構如圖3-8-1所示。 圖3-8-1 中四連桿結構的大插板放煤機構 3.8.

66、2后四連桿結構的放煤機構設計 在該支架后部由前后連桿、掩護梁、尾梁和底座形成工作空間，用以布置后輸送機和放煤。尾梁及其千斤頂組成放煤機構，能夠操縱鉸接在掩護梁上的尾梁千斤頂，使尾梁向上轉動擋矸或松動頂煤。向下轉動尾梁時收回插板進行放煤，可反復多次進行放煤。這種架型穩(wěn)定性好，操作方便，放煤口大，利于放煤。 尾梁由尾梁體、插板千斤頂、插板、側護板及其千斤頂組成。尾梁體和插板均為焊接箱體結構，插板千斤頂控制插板在尾梁的導軌上滑動，以實現(xiàn)伸縮。插板千斤頂?shù)男谐虘獫M足擋矸要求，尾梁長度的確定應滿足工作空間的要求，插板應盡可能加寬以減小架間間隙，如圖3-8-2。 圖3-8-2 后四連桿結構的小插板放煤機構 本文選擇小插板機構，其尾梁可上擺14，下擺33。 4 液壓支架的受力分析 4.1概述 4.1.1液壓支架工作狀態(tài) 1.頂板狀態(tài) 在工作面中，當煤采空后，會出現(xiàn)一定的空間。受上部巖層壓力，會