買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - I - 摘要 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是 分體頂梁柔性 液壓支架， 我在本次 設(shè)計(jì)中主要負(fù)責(zé)該支架的液壓系統(tǒng)部分。 此次任務(wù)包括立柱、伸縮油缸、銷軸的的設(shè)計(jì)與計(jì)算，立柱由液壓油缸組成；伸縮油缸在頂梁部分，銷軸主要用于油缸與耳板之間的連接。 這種支架最大的特點(diǎn)是采用垂直 柔性 導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的四連桿結(jié)構(gòu) ；采用分體式頂梁代替整體頂梁 。這種支架因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、造價(jià)低、節(jié)省空間， 大大減輕了支架的整體重量，梁采用伸縮式的，支撐過(guò)程中能與地板接觸，不僅起到一定的掩護(hù)作用，而且還能起到一定的支撐作用，使支架更穩(wěn)定。 關(guān)鍵詞：液壓支架；分體頂梁； 柔性； 液壓油缸； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - is at of I am in is of of to a by of in in of of in in of is to of of of of of of a a so a of 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 目錄 摘要 . I . 1 章 緒論 . 1 液壓支架的發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 外液壓支架的發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 . 2 我國(guó)液壓支架研究與應(yīng)用中存在的問(wèn)題 . 2 本課題研究的意義 . 3 第 2 章 架型的 選擇 . 5 架機(jī)構(gòu)形式的比較分析 . 5 式液壓支架的特點(diǎn) . 5 連桿機(jī)構(gòu)液壓支架 . 5 擺桿機(jī)構(gòu)液壓支架 . 6 第 3 章 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 8 架基本參數(shù)的確定 . 8 架高度 . 8 架伸縮比 . 8 架間距 . 8 架寬度 . 8 座長(zhǎng)度 . 9 梁長(zhǎng)度 . 9 架工作阻力 . 10 梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 10 梁形式的選擇 . 10 縮梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 11 座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 11 座的選型 . 12 確定底座結(jié)構(gòu)尺寸 . 12 性導(dǎo)桿穩(wěn)定機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 13 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 簧鋼板長(zhǎng)度的確定 . 13 簧鋼板截面尺寸及板片數(shù)量的確定 . 14 柱的確定 . 16 作阻力的確定 . 16 柱的確定 . 18 移千斤頂 . 20 移裝置的選型 . 20 移前千斤頂?shù)拇_定 . 21 縮梁千斤頂?shù)拇_定 . 22 第 4 章 頂梁強(qiáng)度校核 . 23 料的選擇 . 23 梁的強(qiáng)度校核 . 24 中載荷在兩根立柱中間時(shí)校核 . 24 中載荷在頂梁兩端時(shí)校核 . 28 第 5 章 伸縮梁強(qiáng)度校核 . 31 料的選擇 . 31 伸縮梁的強(qiáng)度校核 . 32 第 6 章 底座強(qiáng)度校核 . 36 座的受力分析 . 36 受力分析 . 36 度校核 . 37 第 7 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 44 缸穩(wěn)定性和活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算 . 44 柱穩(wěn)定性的計(jì)算 . 44 塞桿初始撓度的計(jì)算 . 45 缸的最大撓度 . 45 結(jié)論 . 48 參考文獻(xiàn) . 48 致 謝 . 50 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 1 - 第 1 章 緒論 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，保證工作人員的安全和各 項(xiàng)作業(yè)的正常進(jìn)行，必須對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)。而用于煤礦回采工作面的支護(hù)設(shè)備，經(jīng)歷了木支柱，金屬磨擦支柱，單體液壓支柱，液壓支架等幾個(gè)發(fā)展階段。目前使用較多的則是 液壓支架。 液壓支架是以高壓液體為動(dòng)力，由金屬構(gòu)件和若干液壓元件組成。它能實(shí) 現(xiàn)支撐、切頂、自移和推溜等工序，與大功率采煤機(jī)、大運(yùn)量的可彎曲刮板輸送機(jī)組成回采工作面的綜合機(jī)械化設(shè)備。由于液壓支架具有支護(hù)性能好、強(qiáng)度高、移架速度快、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，所以它的使用能增加采煤工作量的產(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)和保證生產(chǎn)的安全。因此液壓支架是實(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。 本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是液壓支架的選型和支架總體設(shè)計(jì)及部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、強(qiáng)度校核，其中液壓支架選型部分主要通過(guò)對(duì)目前煤礦廣泛使用的四連桿和單擺桿機(jī)構(gòu)的支架進(jìn)行分析比較， 在吸取了現(xiàn)有許多支架在 設(shè)計(jì)使用中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上 ,研制 了 這種 新型分體頂梁 液壓支架 。設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核部分是對(duì)液壓支架主要部件頂梁、底座、和導(dǎo)向桿進(jìn)行計(jì)算和強(qiáng)度校核。 液壓支架的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 1 國(guó)外液壓支架的發(fā)展現(xiàn)狀 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，世界主要施工機(jī)械生產(chǎn)商一直積極開發(fā)和應(yīng)用新技術(shù)，致力于高性能、高可靠性的重型液壓支架的研制。國(guó)外液壓支架的主要發(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、大中心距發(fā)展 。 美國(guó)的高產(chǎn)高效工作面采用兩柱掩護(hù)式支架，支架平 均工作阻力 6470大為9800支架寬度普遍增大，中心距達(dá)到 向 2m 發(fā)展，增大架寬有利于減少工作面架數(shù)、縮短移架時(shí)間、增加有效工作時(shí)間和提高單產(chǎn)；澳大利亞也基本上采用一井一面的高度集中化生產(chǎn)，使用兩柱掩護(hù)式支架，支架的平均工作阻力為 7640國(guó)也在大力發(fā)展兩柱掩護(hù)式支架，工作阻力了很大提高，達(dá)到 60008000 國(guó)外液壓支架 結(jié)構(gòu)件材料 一般采用屈服強(qiáng)度 8001000 高強(qiáng) 鋼板，既有較高的強(qiáng)度、硬度和韌性，又具有良好的冷焊性能 ；支架 立柱和千斤頂缸體的內(nèi)壁采用復(fù) 鍍 ， 防止出現(xiàn)麻斑、劃傷和密封漏 液 等現(xiàn)象 ； 液壓系統(tǒng)的閥類使用銅合金閥殼和高強(qiáng)度不銹鋼閥芯 ；耐久性試驗(yàn)要求大于 45000 次 等。國(guó)外液壓支架液 在材料選用 、 加工工藝 、性能要求等方買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 2 - 面做出的巨大改進(jìn)使支架的 性能和使用壽命都 有了很大的提高， 使支架更加安全可靠。 隨著長(zhǎng)壁工作面長(zhǎng)度的不斷增加，為適應(yīng)快速移架的需要，國(guó)外還廣泛采用高壓大流量乳化液泵站，其額定壓力為 40 50定流量 400 500L/可實(shí)現(xiàn)工作面成組或成排快速移架，達(dá)到 68s/架。 并且在 控制系統(tǒng) 方面取得了 重大突破 ， 應(yīng)用 了 電液控制技術(shù)，采用電磁（ 或微電機(jī)）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)，紅外遙感技術(shù)等現(xiàn)代科技成果，使液壓支架的動(dòng)作能自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行。 液壓支架的控制系統(tǒng)正在由電液控制系統(tǒng)向無(wú)人工作面發(fā)展。 20 世紀(jì) 70 年代中期，英國(guó)煤炭局首先提出研制電液控制液壓支架，最先將電液控制液壓支架用于長(zhǎng)壁工作面的是澳大利亞的科里曼爾煤礦，由 74 架英國(guó)原道銻公司研制的四柱垛式液壓支架組成， 1981年工作面投產(chǎn)，但是技術(shù)還不夠完善； 1983 年底英國(guó)原道銻公司又為美國(guó)坎塞爾煤礦制造了兩按鈕式微機(jī)控制液壓支架， 1984 年投產(chǎn)； 1995 年底英國(guó)原道銻公司又研制出全工作面集中電液控制系統(tǒng)；現(xiàn)在世界上已經(jīng)有 70 多個(gè)電液自動(dòng)化控制工作面。目前，正在積極地推進(jìn)全工作面設(shè)備和生產(chǎn)工藝的自動(dòng)控制 無(wú)人工作面，據(jù)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)在全世界已有 10個(gè)無(wú)人工作面。 壓支架研究 情況 在我國(guó)，煤礦地質(zhì)及生產(chǎn)技術(shù)條件均較復(fù)雜，資金不足，特別是高強(qiáng)度鋼緊缺。無(wú)論是液壓支架的制造企業(yè)還是使用單位，在經(jīng)濟(jì)上，技術(shù)上都面臨巨大的困難。對(duì)于煤礦企業(yè)，為滿足工作面高產(chǎn)高效的要求，必須加大支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高支架工作阻力和工作可靠性。支架工作阻力的提高和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的加大 ，可以帶來(lái)支架較高的安全性和工作可靠性。但也會(huì)增加支架重量和結(jié)構(gòu)體積，對(duì)于支架制造企業(yè)，在滿足煤狂要求的條件下，盡可能合理的利用高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)鋼材，在降低支架重量同時(shí)，盡可能降低支架制造成本。 目前，我國(guó)包括支架在內(nèi)的眾多產(chǎn)品設(shè)計(jì)，仍然是以傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為主。人們?cè)谠O(shè)計(jì)中總是遵循著一定的設(shè)計(jì)理論，憑借設(shè)計(jì)者本身經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，并借助一些手冊(cè)，圖表，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)完成各種設(shè)計(jì)。這種半經(jīng)驗(yàn)，半理論的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法常帶有一定盲目性，使得所做設(shè)計(jì)很難達(dá)到客觀存在最優(yōu)方案。 目前，國(guó)內(nèi)外支架發(fā)展趨勢(shì)是向著高強(qiáng)度，大支架，電液控制 ，吾人開采的方向發(fā)展。要求尺寸小，重量輕，便于拆裝運(yùn)送，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，適應(yīng)性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，帶有自移功能，整體性比較好。 我國(guó)液壓支架研究與應(yīng)用中存在的問(wèn)題 國(guó)內(nèi)外一些研究開發(fā)機(jī)構(gòu)大都把研究重心放在重型、高強(qiáng)、智能化的液壓支架的研制上。 在我國(guó)，條件好 、 資金雄厚的工作面基本上都采用了大型液壓支架。其它工作面雖有部分大型液壓支架，但隨著開發(fā)強(qiáng)度加大，工作面條件越來(lái)越差，走向長(zhǎng)度越來(lái)越短，回買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 3 - 采失調(diào)越來(lái)越嚴(yán)重。而且在同一工程或同一工作面，用一、二種 支架 難以適應(yīng)全部工作面條件，購(gòu)買繁多的架型投資巨大且技 術(shù)、經(jīng)濟(jì) 上不一定合理 ，因此出現(xiàn)了產(chǎn)品類型與市場(chǎng)需求不相適應(yīng)的矛盾。而在我國(guó) 中、小工作面在我國(guó)總工作面中占有相當(dāng)比重，其開采技術(shù)水平落后，特別是小型工作面，目前基本上還是以摩擦支柱或單體液壓支柱加鉸接頂梁的結(jié)構(gòu)形式支護(hù)工作面，直接導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下，安全生產(chǎn)沒(méi)有保障。雖然 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，滑移頂梁支架、懸移頂梁支架等小型簡(jiǎn)易自移支架在一些小型工作面得到了使用，但這些支架均存在頭重腳輕，插底嚴(yán)重，工作穩(wěn)定性差，支撐高度有限，移架和調(diào)架困難等許多技術(shù)問(wèn)題。 鑒于上述 情況，研究開發(fā)具有良好的整體性、導(dǎo)向性、穩(wěn)定性 ，防倒、防漏、防插底、防埋柱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，重量輕，價(jià)格低，移架快，適應(yīng)性強(qiáng)的 輕型液壓 支架 便成了擺在專業(yè)人士面前的一個(gè)突出的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。 本課題研究的意義 經(jīng)過(guò)對(duì)比我國(guó)的液壓支架和國(guó)外液壓支架的現(xiàn)狀可以看出，兩者之間存在著很大的區(qū)別。國(guó)外的支架主要的研究熱點(diǎn)及發(fā)展方向是高強(qiáng)度，自動(dòng)化。而我國(guó)的液壓支架的發(fā)展方向主要是多品種，高適應(yīng)性。這主要是由我國(guó)煤炭的賦存狀況決定的。 我國(guó)目前存在大量 3. 5 5 特別是中小礦井 ,希望有一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕型、適應(yīng)能力強(qiáng)的放頂煤液壓支架來(lái)開采這類煤 層。目前 ,國(guó)內(nèi)用于厚煤層的重型放頂煤液壓支架技術(shù)趨于成熟 ,但因其重量大、成本高，并不適合中小煤礦廣泛使用， 而輕型低位放頂煤液壓支架還存在一些普遍的問(wèn)題 ，主要表現(xiàn)在 采用四連桿機(jī)構(gòu) ,結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,后部空間小 ,重量較大 ，承受水平力能力弱 ;當(dāng)頂梁上部壓力的合力作用點(diǎn)前移至前立柱之前時(shí) ,則會(huì)使后立柱受拉 ,而后立柱又是單作用油缸 ,只能承受壓力 ,因而后立柱的作用往往失效 ,致使頂梁有低頭前傾趨勢(shì) ;目前 ,常用放頂煤液壓支架掩護(hù)梁形式易造成較薄頂煤的混矸 ,而且安裝于掩護(hù)梁上的長(zhǎng)尾梁機(jī)構(gòu)的尾梁兩側(cè)也易混煤混矸 ;前探梁容易產(chǎn)生 伸縮卡阻。針對(duì)上述普遍問(wèn)題 ,經(jīng)過(guò)大量調(diào)研 ,在吸取了現(xiàn)有許多支架在設(shè)計(jì)使用中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上 ,研制了新型輕型導(dǎo)向 放頂煤液壓支架。在架型設(shè)計(jì)上 ,針對(duì)大多數(shù)放頂煤工作面頂板壓力不大、煤質(zhì)較松軟、要求的工作阻力很小 ,以及許多中小礦井井筒和巷道運(yùn)輸斷面較小的特點(diǎn) ,要求支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、體積小、工作可靠 ,搬運(yùn)靈活的情況 ,吸收了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有放頂煤液壓支架的優(yōu)點(diǎn) ,特別是考慮厚煤層的放頂煤開采地質(zhì)、礦壓特點(diǎn) ,設(shè)計(jì)了該輕型導(dǎo)向 放頂煤液壓支架。與同類支架相比 ,具有強(qiáng)度高 ,支撐力大 ,穩(wěn)定性好 ,抗水平力能力強(qiáng)。 對(duì)不同條件適用性強(qiáng) ,特別適用于中小礦井厚煤層 的放頂煤開采。 這種輕型導(dǎo)向放頂煤液壓支架是專門為中小煤礦開發(fā)設(shè)計(jì)的一種支護(hù)產(chǎn)品，它打了傳統(tǒng)支架的設(shè)計(jì)理念，采用柔性導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的四連桿或單擺桿結(jié)構(gòu)，克服了四連桿機(jī)構(gòu)、單擺桿機(jī)構(gòu)支架在支護(hù)高度發(fā)生變化時(shí)，由于內(nèi)力大而造成的支架易損壞的潛在因素，買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 4 - 穩(wěn)定性好，支護(hù)強(qiáng)度大，重量輕，工作面許用運(yùn)動(dòng)空間大；采用分體頂梁來(lái)代替整體頂梁，減輕了重量，結(jié)構(gòu)更加緊湊；為中小礦井機(jī)采放頂煤工作面支護(hù)提供了一個(gè)很好的選擇。 這便是我們做這次設(shè)計(jì)的初衷，期待著我國(guó)的煤炭產(chǎn)量更上一層樓，同時(shí)也希望我國(guó)的煤 礦工人的生活更加美好！ 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 5 - 第 2 章 架型的選擇 架機(jī)構(gòu)形式的比較分析 液壓支架主要的機(jī)構(gòu)形式有三種，即垛式支架，四連桿機(jī)構(gòu)液壓支架，和單擺桿機(jī)構(gòu)液壓支架?，F(xiàn)分別介紹幾種形式液壓支架的特點(diǎn)。 式液壓支架的特點(diǎn) 垛式液壓支架式支撐式液壓支架的一種。支撐式液壓支架是在一個(gè)底座上放置幾根立柱支撐頂梁，并通過(guò)頂梁支撐頂板這樣簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。 垛式支架的優(yōu)點(diǎn)是：垂直支撐的立柱數(shù)量多，支架的工作阻力大；多數(shù)立柱位于支架后部，切頂性能好，工作空間大，易滿足通風(fēng)和行人的要求，重量輕，價(jià)格便宜。 其缺點(diǎn)是：頂梁較長(zhǎng)，移架時(shí)空頂面積較大；同一段頂梁受到的垂直支撐的次數(shù)較多，不利于頂板的管理，擋矸簾的強(qiáng)度低，頂板碎矸還可以從架間落入工作空間，防矸能力弱。所以垛式支架應(yīng)在直接頂穩(wěn)定或堅(jiān)硬的煤層中使用。 由此可見(jiàn)，垛式液壓支架雖然有很多的優(yōu)點(diǎn)，但卻存在它的弊端，并不是我們理想的架型。 連桿機(jī)構(gòu)液壓支架 這種液壓支架是目前使用最多的液壓支架。不論是支撐式還是掩護(hù)式液壓支架都一般都用到了這種機(jī)構(gòu)。四連桿機(jī)構(gòu)使頂板對(duì)頂梁的水平載荷由掩護(hù)梁傳遞給兩個(gè)連桿，立柱不承受橫向力，因此不易產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象。因此 ，要求連桿要有足夠的強(qiáng)度。四連桿機(jī)構(gòu)主要有兩種形式，一種是前后連桿都為單連桿；另一種是后連桿為整體鑄造件或焊接件，前連桿為左右分置的單連桿鑄鋼件或焊接件，這樣可增大支架的有效利用空間。 四連桿機(jī)構(gòu)液壓支架的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示： 圖 四連桿式液壓支架機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 這種機(jī)構(gòu)使支架在升降的過(guò)程中，頂梁前端的軌跡為一條雙紐線。雙紐線支架的兩個(gè)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 6 - 連桿雖然增加了支架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，但也因要抵抗頂板的水平運(yùn)動(dòng)大大增加了對(duì)支架承載機(jī)構(gòu)件的作用力，結(jié)構(gòu)使構(gòu)件斷面 增大，重量增加。而掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架的進(jìn)一步發(fā)展方向之一是尋求減輕支架重量的途徑。因此，這種機(jī)構(gòu)雖然廣泛使用，但仍舊不是我們理想的一種架型。 擺桿機(jī)構(gòu)液壓支架 這種支架是由四連桿機(jī)構(gòu)液壓支架演化而成的一種支架機(jī)構(gòu)形式。 它用一個(gè)單擺桿機(jī)構(gòu)代替了傳統(tǒng)的四連桿機(jī)構(gòu)，從而使支架在升降的過(guò)程中頂梁前端的軌跡由雙扭線變成了一條圓弧線。我們可以通過(guò)增加擺桿長(zhǎng)度的方法來(lái)使軌跡更加接近垂直直線。但是與四連桿機(jī)構(gòu)類似，不論我們?cè)鯓舆M(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，仍舊無(wú)法使頂梁前端的軌跡真正變成一條垂直直線。也就無(wú)法去除頂梁所 受的橫向摩擦力。 由以上的分析可知，傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)形式總是存在其弊端，我們努力尋求一種機(jī)構(gòu)形式是頂梁升降時(shí)的軌跡為一條垂直直線。 圖 分體頂梁柔性液壓支架機(jī)構(gòu)示意圖 因此我們通過(guò)機(jī)構(gòu)形式的演化，找到了一種垂直導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，真正使支架升降時(shí)頂梁前端的軌跡成為了一條垂直直線，使支架不再受到頂板摩擦力的作用。改善了支架的受力狀況，減小可承載件的斷面面積，從而減輕了支架的重量。這種 分體頂梁柔性 液壓支架的機(jī)構(gòu)示意圖 如上圖所示。 通過(guò)上述分析知，這幾種 架型 形式都不是我們理想的選擇，我們要求的機(jī)構(gòu)形 式是頂梁上下運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌跡為 變化的 。因此我們通過(guò) 各種架型 形式的演化，研究了這種 分體頂梁柔性液壓支架 。這種 架型的特點(diǎn)是：采用多梁滑塊機(jī)構(gòu)和柔性導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) ，克服了單擺桿機(jī)構(gòu)和四連桿機(jī)構(gòu)支架在支護(hù)高度發(fā)生變化時(shí)，由于內(nèi)力大而造成的支架易損壞的潛在因買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 7 - 素，真正 成為 支架升降 導(dǎo)向，并承擔(dān)支架外部的縱向水平力 。該架型 穩(wěn)定性好，重量輕，工作面過(guò)人空間大，結(jié)構(gòu)緊湊，支護(hù)強(qiáng)度大。 所以，在理論上分析可以得出， 滑塊機(jī)構(gòu)和柔性導(dǎo)桿 機(jī)構(gòu)是對(duì) 分體頂梁 液壓支架的一個(gè) 很 好的演化形式。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 8 - 第 3 章 總體 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3. 1 支架基本參數(shù)的確定 架高度 支架的高度由工作面的厚度及地質(zhì)條件的變化 等因素決定 ，考慮通風(fēng)、運(yùn)輸、行人的要求以及一定的富 余 系數(shù)，確定支架的最低高度最高支護(hù)高度 架伸縮比 支架的伸縮比是指最大和最小支架高度之比值，即： m a xm i 4 1 . 51 . 6 架 間 距 所謂支架間距，就是相鄰兩支架中心線間的距離。 確定支架中心距時(shí)，應(yīng)考慮到下列幾個(gè)方面的因素： （ 1）頂板允許暴露的面積 。 （ 2）運(yùn)輸機(jī)溜槽的長(zhǎng)度 。 支架中心距一般等于工作面一節(jié)溜槽長(zhǎng)度，以便配套。目前國(guó)內(nèi)外液壓支架中心距大部分采用 采高支架為提高穩(wěn)定性中心距可采用 型支架中心距可采用 （ 3）支架的穩(wěn)定性 。 一般支架中心距大，支架穩(wěn)定性好 。 分體頂梁柔性液壓支架是適用于中小地下工作面，屬輕型支架，因此確定中心距為。 架寬度 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 170 200支架中心距為 小寬度一般取 1400 1430大寬度一般取 1570 1600，最小寬度一般取 1650 1680大寬度一般取 1850 1880支架中心距為 ，如果頂梁帶有活動(dòng)側(cè)護(hù)板，則最小寬度取 1150 l 180 大寬度取1320 1350果頂梁不帶活動(dòng)側(cè)護(hù)板，則寬度一般取 1150 l 2006。 分體頂梁柔性液壓支架的頂梁采用三個(gè)相互獨(dú)立的小面積窄梁，為了提高支架的穩(wěn)定性，各 頂梁之間通過(guò)連接機(jī)構(gòu)相連，綜合考慮支架的中心距、每個(gè)頂梁受力的合理性以及買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 9 - 減少架間空隙，確定支架的寬度為 220。 座長(zhǎng)度 底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的構(gòu)件。在設(shè)計(jì)支架的底座長(zhǎng)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；便于人員操作和行走，保證支架的穩(wěn)定性等。 通常，掩護(hù)式支架的底座取 的移架距；支撐掩護(hù)式支架的底座長(zhǎng)度取 4 倍的移架距。本支架為支撐掩護(hù)式支架，移架步 距為 650以該分體頂梁液壓支架底座長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為 2600 梁長(zhǎng)度 頂梁是支護(hù)頂板的直接承載部件，其長(zhǎng)度取決于必要的作業(yè)空間和通風(fēng)斷面要求，還與支護(hù)方式有關(guān)。如圖 3示，頂梁長(zhǎng)度由三部分尺寸組成 15，即 ： L b n u 圖 液壓支架尺寸關(guān)系 式中 b 頂梁前部尺寸； n 頂梁上前、后排立柱柱窩之間的距離； u 頂梁上后柱窩中心到鉸接點(diǎn)的距離 ，取 550 頂梁前部尺寸為： cH 運(yùn)輸機(jī)鏟煤板端至煤壁距離，一般為 50 100 50 y 包括鏟煤板和電線槽在內(nèi)的運(yùn)輸機(jī)寬度， 經(jīng)查表取 980 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 10 - d 推移步距 650 a 底座前柱窩中心到底座 前端的距離， 一般為 500 500 H 支架的最低高度， 1600 支架最低位置時(shí)立柱的傾角， 8； c 梁端距，梁端距是考慮由于工作面頂板起伏不平造成輸送機(jī)和采煤機(jī)的傾斜，以及采煤機(jī)割煤時(shí)垂直分力使搖臂和滾筒向支架傾斜，為避免割頂梁而留的安全距離，一般 為 250 300 5 0 9 8 0 6 5 0 1 6 0 0 8 3 0 0 1 6 5 5b t g m m 9 0 0 1 6 0 0 8 1 1 2 5n t g m m 1 6 5 5 1 1 2 5 5 5 0 3 3 3 0L b n u m m 由此 確定分體頂梁剛性液壓支架的頂梁長(zhǎng)度為 3330 架工作阻力 支架的工作阻力定為 2400用六柱支撐，因此每根立柱的工作阻力為00624001 。 梁 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 梁形式的選擇 支架常用的頂梁形式有 兩 種：整體頂梁 和 鉸接頂梁 18。 整體頂梁特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好；頂梁對(duì)頂板載荷的平衡能力較強(qiáng)；前端支撐力較大；可設(shè)置全長(zhǎng) 側(cè)護(hù)板，有利于提高頂板覆蓋率，改善支護(hù)效果，減少架間漏矸。為改善接頂效果和補(bǔ)償焊接變形，整體頂梁前端 800 1000一般上翹 13。 鉸接頂梁 由前后兩段組成， 前段稱為前梁，后段為主梁，一般簡(jiǎn)稱頂梁。 鉸接式頂梁在前梁千斤頂?shù)耐评?，前梁可以上下擺動(dòng)，對(duì)不平頂板的適應(yīng)性強(qiáng)。運(yùn)輸時(shí)可以將前梁放下與頂梁垂直，以減小運(yùn)輸尺寸，但前梁千斤頂必須有足夠的支撐能力和連接強(qiáng)度，前梁上不宜設(shè)置側(cè)護(hù)板。為順利移架，前梁一般要留有 100 150隙，從而增加了破碎頂板漏矸的 可能性。 本課 題 所設(shè)計(jì)的分體頂梁柔性液壓支架是介于整體支架與簡(jiǎn)易支架之間的輕型支架，適用于中小型工作面，因此頂梁應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的整體頂梁。 頂梁 一般 是用鋼板焊接而成的箱式結(jié)構(gòu)， 又分為單腔室和多腔室兩種。 本次設(shè)計(jì)的分買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 11 - 體頂梁柔性液壓支架由于頂梁 為窄長(zhǎng)型 ，并設(shè)置有內(nèi)伸縮式伸縮梁，考慮梁體內(nèi)需要安裝伸縮千斤頂，因此頂梁選用單腔式的整體頂梁形式，其結(jié)構(gòu)形式如圖 3示 ，（ a）為頂梁的結(jié)構(gòu)形式，（ b）為頂梁在柱窩處的斷面圖 。 （ a） （ b） 圖 頂梁結(jié)構(gòu) 縮梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)頂梁與煤壁的距離，伸縮梁的伸縮長(zhǎng)度為 縮梁內(nèi)置，根據(jù)頂梁尺寸，伸縮梁的高度為 150度定位 300 增加伸縮梁與頂梁的接觸面積，在伸縮梁兩個(gè)側(cè)板底部焊接厚度為 12 度為 40 鋼板。 座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 底座是液壓支架的主要承載部件，它把頂板的壓力傳遞給底板，它是支架的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，因此，對(duì)底座的設(shè)計(jì)有以下要求： 1 要有足夠的強(qiáng)度和剛度； 2 對(duì)底板有較好的適應(yīng)性和較小的比壓； 3 能獲得足夠的空間安裝立柱、推移千斤頂、液壓操縱系統(tǒng)和其他裝置； 4 便于人員行走、操縱支架和采煤機(jī)等； 5 有一定的重量以保持支架的穩(wěn)定性； 6 滿足快速移架和順序排矸的要求； 液壓支架底座常用型式有 3 種，即整體剛性底座、底分式剛性底座和鉸接分體式底座。 整體剛性底座是用鋼板焊接成的箱式結(jié)構(gòu)，整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高，不易變形，與底板接觸面積大，比壓小。該結(jié)構(gòu)的推移千斤頂一般安裝在箱形體之下，整體剛性底座立柱柱窩前一般要設(shè)計(jì)一過(guò)橋，以提高底座的整體剛性和抗扭能力。但推移機(jī)構(gòu)處易積存碎矸，清理較困難，一 般用于軟底板條件下工作面支架。 為了使底座在一定范圍內(nèi)適應(yīng)底板起伏不平的變化，通常把底座 設(shè)計(jì)為 底分式剛性底座。該結(jié)構(gòu)底座底板為中分式的，推移機(jī)構(gòu)直接落在底板上，前立柱柱窩前有過(guò)橋，由于這種底座底板分體，推移裝置處的碎矸可隨支架移架從后端排到 機(jī)器 后方，不需要人工清理 ， 但減少了底座接觸面積，增大了對(duì)底板的比壓。目前，高產(chǎn)高效工作面液壓支架一般采用分體剛性底座。 鉸接分體式底座分為左右相對(duì)獨(dú)立的兩部分，在中間處鉸接，左右底座在垂直方向可買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 12 - 相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，無(wú)剛性約束。這種底座對(duì)底板不平的適應(yīng)性好，減少了底座的扭轉(zhuǎn)和偏載載荷 ，但支架的整體剛性有所降低。 為了保證底座整體性強(qiáng)、強(qiáng)度高、比壓小等性能，此次分體頂梁柔性液壓支架的設(shè)計(jì)選用整體剛性底座。 由于所設(shè)計(jì)的分體頂梁柔性支架采用三排立柱支撐結(jié)構(gòu)，每?jī)膳帕⒅g設(shè)置一個(gè)推移千斤頂，因此底座選擇五腔室局部開口的截面形式，采用六條主筋板組成五腔室，其中最左、最右和正中間的三腔室封閉，其余兩腔室開口，以 便 安裝推移機(jī)構(gòu)。 座的選型 底座的結(jié)構(gòu)型式通常有三種類型： （ a） （ b） 圖 底座分類 1 整體式 整體式底座是用鋼板焊接成的箱式結(jié)構(gòu)，整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高，不易變形，與底板接觸面積大，比壓小。如圖 (a) 2 對(duì)分式 為使底座在一定范圍內(nèi)適應(yīng)底板起伏不平的變化，通常把底座制成前、后或左、右對(duì)分的形式，如圖（ b），兩者用過(guò)橋連接。 3 底靴式 底靴式底座的特點(diǎn)是每根立柱支撐在一個(gè)底靴上，立柱之間用彈簧鋼板連接，立柱與底靴之間用銷軸連 接，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)輕便，動(dòng)作靈活，對(duì)底板的不平整適應(yīng)性強(qiáng)，但剛性差，與底板的接觸面積小，穩(wěn)定性較差，一般用于節(jié)式支架上。 各種型式的底座前端都制成滑撬形，以減小支架的移架阻力，同時(shí)底座后部重量大于前部，避免移架時(shí)啃底。 根據(jù)以上分析，選擇 整體 式底座。 確定底座結(jié)構(gòu)尺寸 根據(jù)底座類型可以初步制定出底座的長(zhǎng)、寬、高等各部件的結(jié)構(gòu)尺寸。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 13 - （ 1） 長(zhǎng)度 21 式中： a ： 前立柱與底座前端距，取 5001a ：前后排立柱間底座長(zhǎng)度，為 900 2a ：后排立柱距底座后緣的距離，為 600 則底座長(zhǎng)度 2000L （ 2） 寬度 移架時(shí)，保證相鄰底座間不擠卡，移架順利，必須留有安全間隙，其值一般不小于 150。一般中心距為 1500 的支撐掩護(hù)式支架底座寬度可以取 1100 1300 ?，F(xiàn)取 1220 （ 3） 移架機(jī)構(gòu)導(dǎo)向通道 一 般支 架底座在其寬度的中部有一個(gè)通道，用于放置移架機(jī)構(gòu)，便于導(dǎo)向 排矸。通常寬度取決于移架機(jī)構(gòu)寬度，一般為 250 350 ，取 300 。 （ 4）柱窩形式 一般為埋入底座箱型機(jī)構(gòu)內(nèi)的球窩形柱窩，具有強(qiáng)度大，對(duì)立柱缸底的適應(yīng)性強(qiáng)，可保證支架由較大的調(diào)高范圍等特點(diǎn)，其缺點(diǎn)是對(duì)底座的強(qiáng)度減弱較大，柱窩處容易堆積煤矸，影響正常動(dòng)作。 （ 5）底座厚度 按類比法取數(shù)值 ： 180A 性導(dǎo)桿 穩(wěn)定 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 柔 性導(dǎo)桿 穩(wěn)定 機(jī)構(gòu)是分體頂梁柔性支架的穩(wěn) 定機(jī)構(gòu)，它由焊接在支架底座上的導(dǎo)向筒和多塊彈簧鋼板組成的導(dǎo)桿組