買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 目 錄 前 言 1 一、 緒 論 2 壓支架的作用及發(fā)展歷史 2 壓支架的應用及意義 2 外放頂煤液壓支架 2 壓支架的發(fā)展動向 3 計目的 4 計要求 4 頂煤液壓支架的分類 5 位放頂煤液壓支架的特點 5 位放頂煤液壓支架的適應性 7 位放頂煤液壓支架的主要結(jié)構(gòu) 7 位放項煤支架主要部件設計要求 8 粱的設計 9 粱的設計 10 護梁的設計 11 座的設計 12 連桿機構(gòu)的連桿設計 14 移機構(gòu)的設計 15 煤口及放煤機構(gòu)的設計 16 二、 液壓支架的結(jié)構(gòu)設計 18 壓支架的選型 18 壓支架結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)選 18 壓支架的架形選擇原則 19 20 要設計參數(shù) 21 壓支架的結(jié)構(gòu)設計 23 23 29 30 34 39 三、 支架的強度計算 42 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 架 的工作狀態(tài) 42 架載荷的確定 42 架受力分析 43 46 48 架受力的影響因素 66 度條件 67 四、 液壓支架的使用操作及維護 62 壓支架操作 69 壓支架操作維護要求 64 壓支架操作管理事項 70 五、 液壓支架常見故障及其排除 72 構(gòu)件和連接銷軸 72 壓系統(tǒng)及液壓元件 72 架在操作和支護過程中的故障 73 結(jié) 論 75 致 謝 76 參考書目 77 附 錄 78 支撐掩護式液壓支架 中文摘要 現(xiàn)代煤礦高效工作面的關鍵設備液壓支架 ,是煤礦實現(xiàn)采煤、運輸和支護等所有工序全部機械化的重要環(huán)節(jié)。 支撐掩護 式支架是以支撐為主 ,掩護為輔的液壓支架 ,用來控制采場頂板下沉斷裂及冒落 ,保證控頂距內(nèi)頂板完整和必要的回采空間。對支撐掩護式液壓支架的結(jié)構(gòu)特點及合理應用等進行了簡要介紹。為保證支架的合理工作狀態(tài) ,應盡量縮短降架時間 ,快速移架 ,及時支護 ,并保持足夠的支架初撐力在詳細分析液壓支架初撐力與直接頂相互作用機理的基礎上 ,對支架合理初撐力的確定進行了分析研究 ,并提出了合理支架初撐力的確定方法。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 關鍵詞 ： 液壓支架 支護 初撐力 he is in s it is of of of in 文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 to it is to of to to in On of of of of of is 文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 前 言 畢業(yè)設計作為本科學習最重要的組成部分之一，它能提高我們發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，綜合檢驗和鞏固我們所學知識，同時又是對我們大學四年所學知識的全面復習，更是向我們以后即將從事的專業(yè)性工作的正常過渡。 放頂煤綜采近年來在我國得到迅速的發(fā)展 擴大了綜合機械化開采的使用范圍 ,簡化了礦井的采掘系統(tǒng)和生產(chǎn)組織 ,大幅度里提高了綜采工作面的勞動效率和生產(chǎn) ,降低了煤炭的生產(chǎn)成本 ,在煤炭生產(chǎn)上取得了顯著 的技術經(jīng)濟效果 . 盡管我國在綜采放頂煤技術的發(fā)展和放頂煤綜采設備的研制上已取得了很大成績 ,但仍然存在一些重大的技術問題沒有得到切底解決 ,如煤炭回收率問題 ,工作面降、滅塵問題 ,采空區(qū)發(fā)火問題等 ,幸運的是在這次設計中我的課題就是關于煤礦采煤設備的液壓支架，能更進一步的了解礦山機械。 在設計過程中，得到了指導老師任保才教授的關心和大力幫助，才得以順利完成，在此表示衷心的感謝。同時，此設計有的內(nèi)容尚需進一步在實踐中驗證，加之本人水平所限，設計中有不足之處，敬請指導老師批評指正。 2006 年 6 月 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 一、緒 論 壓支架的作用及發(fā)展歷史 壓支架的應用及意義 隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展，國民經(jīng)濟對煤炭需要量的日益增加，煤礦開采，特別是采煤工作免得生產(chǎn)技術面貌發(fā)生了巨大的變化。自 1954 年英國裝備了世界上第一個液壓支架工作滿開始，采煤技術實現(xiàn)了綜合機械化。綜合機械化采煤，就是工作面采煤，運輸和支護三大主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)都實現(xiàn)機械化。也就是說，采用滾筒式或刨削式 等采煤機械落煤與裝煤；工作面重型可彎曲運輸機，以及與之適應的順槽轉(zhuǎn)載機和可伸縮皮帶運輸機等運煤；自移 式液壓支架支護和管理頂板。這幾種設備相互配合，組成了綜合機械化采煤設備。 液壓支架是以高壓液體為動力，由若干液壓元件（油缸和滑件）與一些金屬結(jié)構(gòu)件組合而成的一種支撐和控制頂板的采煤工作面設備，能實現(xiàn)支撐，降落移架和推移運輸機等一整套工序。液壓支架技術上先進，經(jīng)濟上合理，安全上可靠，當前世界各國都在不斷地提高采煤工作面的綜合機械化水平。 我國于 1964 年開始研制液壓支架，已先后試制了 , ,紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 型 , , , , ,等多種形式的液壓支架，并在開灤，大同，陽泉，鶴壁，徐州，銅川，義馬，淮北等局礦進行了試驗和使用，取得了較好的效果。 1974年以來，從西德，英國，前蘇聯(lián)和波蘭等國引進了許多不同類型的液壓支架。實踐證明，液壓支架具有強度高，支護性能好，移設速度快，安全可靠等優(yōu)點，能使采煤工作面達到高產(chǎn)量，高回采率和高工效，能大大減輕勞動強度，降低成本和掘進率，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。 外放頂煤液壓支架 放頂煤綜采能否成功還取決于能否針對具體的使用條件進行 放頂煤液壓支架的合理選型和設計。一般說來，它要滿足對頂煤具有良好的支護效果，同時還要滿足順利放煤，運煤，行人，通風，移架和對采煤工作干擾小等一系列要求。國外的放頂煤液壓支架發(fā)展較早。法國 60 年代初就成批生產(chǎn)放頂煤液壓支架。現(xiàn)將各主要放頂煤液壓支架生產(chǎn)國家研制，生產(chǎn)，使用的放頂煤支架及其主要特點做一簡要介紹。 法國放頂煤液壓支架 ；法國主要生產(chǎn)放頂煤液壓支架的為瑪雷爾公司。其生產(chǎn)的第一代放頂煤液壓支架是帶香蕉尾架的支撐掩護式支架。由于第一代香蕉尾梁式支架存在工人在尾梁處放煤不安全；處理大塊煤困難；頂 煤排 放無法有效控制等，常造成壓死輸送機的現(xiàn)象。而且，該支架工作阻力也較低，僅 1500。第二代放頂煤支架按照此基礎上作了較大的改進，基本避免了這些缺陷。工作阻力增加到 3000n/架。支架間安設防到防滑千斤頂，使支架可以在傾角 30 度的工作面使用。擴大了支架啊的使用范圍。 英國放頂煤液壓支架 ；英國生產(chǎn)放頂煤液壓支架的主要有道梯公司和伽力克公司。英國 70 年代才開始研制放頂煤液壓支架。由于英國國內(nèi)吧不采用放頂煤開采，其生產(chǎn)的放頂煤液壓支架主要用于出口。支架的主要特點為：放煤門面積大，便于頂煤垮落進入后部輸 送機；采用四連桿機構(gòu)，頂梁對頂板的接觸及支架穩(wěn)定性較好，后輸送機置于支架加長底座上。利用工作面輸送機的移溜千斤頂回液進入后部立柱，使后輸送機相對與支架向后推出，而放頂煤位置不變。 德國放頂煤液壓支架 ：德國 70 年代末 80 年代初開始生產(chǎn)放頂煤液壓支架。有代表性的支架為 插板式支撐掩護式放頂煤液壓支架，最大的特點是可吸收放頂煤時產(chǎn)生的水平推力。如果需要打眼放炮松動頂煤，支架上備有安裝鉆機的位置。頂梁上還有小孔，買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 可讓鉆桿通過。這種支架愛可用于煤層厚度為 520m 的各種放頂煤綜采工作面。加長的底座即可讓后部 輸送機置于地板上，又可在移溜時將其拉到支架底座上。 前蘇聯(lián)放頂煤液壓支架 ：前蘇聯(lián)研制并投入使用的放頂煤液壓支架主要有 ， 和 。 放頂煤液壓支架為提腿邁步液壓支架，該支架的移架動力在支架的頂梁上。支架掩護梁上有一組千斤頂支撐并可伸縮，放煤插板采用液壓伸縮。支架后部配有專用放頂煤輸送機。 壓支架的發(fā)展動向 近幾年來，為適應采煤綜合機械化的發(fā)展需要，液壓支架獲得了迅速的發(fā)展，出現(xiàn)了很多類型，據(jù)統(tǒng)計，它的結(jié)構(gòu)形式已達數(shù)百種。在緩斜薄及中厚煤層 中，液壓支架一獲得廣泛應用，但是由于煤層儲存條件復雜，支架的結(jié)構(gòu)還不夠完善，設備需要管理和操作經(jīng)驗，所以液壓支架的使用仍受到限制。 為了改進之間的支護性能，提高它對不同礦山條件的適應性，擴大適用范圍，延長使用壽命，目前液壓支架喲下列及方面的發(fā)展動向： 1. 大力發(fā)展掩護式和支撐掩護式支架，對其他形式的支架，應用逐漸減少。 2. 液壓支架的進一步發(fā)展，是著重解決擴大使用范圍的問題。目前，各國正在研制大傾角，大采高。大截深和薄煤層支架，并使支架和采煤機更好的配合。 3. 采用高壓乳化液泵，以提高支架的初撐力，很 多國家使用的泵站壓力已達到 400 4. 為了簡化支架管路系統(tǒng)和便于安全操作，開始采用“多芯管”先導式鄰架控制的操縱方式。 5. 為加快支架移設速度，進一步改善操作條件，支架控制正在向自動控制方式發(fā)展。目前，分組程序控制一開始使用，全工作面的自動控制還處于研究階段。 計目的 采用綜合機械化采煤方法是大幅度增加煤炭產(chǎn)量、提高經(jīng)濟效益的必由之路。為了滿足對煤炭日益增長的需要，必須大量生產(chǎn)綜合機械化采煤機械設備，迅速增加綜合機械化買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 采煤工作面（簡稱綜采工作面）。而每個綜采工作面平均需要安裝 150 臺液壓支架，可見對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、煤層的物理機械性質(zhì)等的不同，對液壓支架的要求也不同。為了有效地支護和控制頂板，必須設計出不同類型和不同結(jié)構(gòu)尺寸的液壓支架。因此，液壓支架的設計工作是很重要的。由于液壓支架是必不可少的一個環(huán)節(jié)。 計要求 （ 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。 （ 2） 液壓支架要有足夠的推溜力和移架力。推溜力一般為 100右 ,移架 力按煤層厚度而定 ,薄煤層一般為 100 150厚煤層一般為 150 250煤層一般為 300400 (3) 防煤性能要好。 (4) 排煤性能要好。 (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?(7) 調(diào)節(jié)范圍要大 ,照明和通訊方便。 (8) 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。 (9) 支架穩(wěn)定性要好 ,底座最大比壓小于規(guī)定值，要易于拆卸 ,結(jié)構(gòu)簡單。 (10) 在滿足強度條件下 ,盡可能減輕支架重量，液壓元件要可靠。 (11) 要易于拆卸，結(jié)構(gòu)要簡單。 (12) 液壓元件要可靠。 頂煤液壓支架的分類 按與液壓支架配套的柏送機的臺數(shù)，放頂煤油壓支架可分類如下 按放煤口位置，放頂煤液壓支架可分類如下： 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 插 板 式單 輸 送 機不 插 板 式前 四 連 桿 式插 板 式放 頂 煤 液 壓 支 架后 四 連 桿 式雙 輸 送 機單 鉸 接 式開 天 窗 式四 連 桿 式 高 位 單 輸 送 機 開 天 窗 式放 頂 煤 液 壓 支 架 中 位 雙 輸 送 機 開 天 窗 式低 位 雙 輸 送 機 插 板 位放頂煤液壓支架的特點 這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液壓支架。這類支架有一個可以上下擺動的尾梁 (擺動幅度在 450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，用于放煤和破碎大塊煤，具有連續(xù)的放煤口。已投入使用的低位放頂煤掖壓文架，前四連桿式的有 l 4 28型，后四連桿式的有 200 17 32 型。這類支架由于具有許多特點，并且不斷改進，適應性增強，具有良好 的推廣前景，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粱上方的垮落，使頂煤破碎較充分，對放煤極為有利。 (3)后輸送機沿底板布置，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截能力差，支架的穩(wěn)定性較差。 (5)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，在礦區(qū)較小的急斜水平分段開采時比較適應，使這種架型在緩斜長壁工作面中發(fā)揮其優(yōu)勢，幾年來作了如下的探索： 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 (1)把四連桿的上聯(lián)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(zhuǎn)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這桿式低位放頂煤液壓支架。 (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 20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 17 32型支架尾梁端部向上擺動力可達到 500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、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(jié)構(gòu)件推桿，以避免后輸送機與千斤頂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后部空間較大，且重量也輕。 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)，只有前四連稈式支架具備大幅度擺動掩護梁破煤的條件。有的低位放頂煤液壓支架 采取強化四連桿及聯(lián)接銷鈾，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)出了新水乎，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 240的工作面上取得了買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 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。幾種低位放頂煤液壓支架的技術特征見表 1 1 表 1 1 鄭州煤機廠主要低位放頂煤液壓支架技術特征 位放頂煤液壓支架的主要結(jié)構(gòu) 低位放頂煤支架的設計要充分依據(jù)煤層的賦存條件，頂、底板狀況，礦壓大小，工作 面傾角，及煤層厚度、層理裂隙發(fā)育情況、硬度和開采方法等，支架總體技術參數(shù)的確定 應滿足： (1)工作阻力、支護強度的要求 (2)穩(wěn)定性要好，抗扭能力強， (3)頂梁、掩護梁以至尾梁密封性 (4)拉架力大，走得動； (5)能放煤，出煤易控制， (6)液壓系統(tǒng)簡單合理； (7)噴霧降塵裝置可靠實用。 這樣在設計支架各個部件時，不僅要滿足強度要求，還要總體性能好。 低位放頂煤支架的主要結(jié)構(gòu)有前梁 (伸縮式或挑梁式 )、頂梁、掩護粱、尾梁、前連桿、后連桿、底座推移裝置、立柱及各種千斤頂、液壓控制系統(tǒng)等組成。 位放項煤支架主要部件設計要求 各部件設計要滿足總體配套的要求，就是應滿足采煤機，雙輸送機和支架配套的空間 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 要求支架前部能及時支護，后 部便于放頂煤；應有噴霧降塵裝置，為防止煤的自燃發(fā)火 應安裝必要的輔助裝置。同時對支架本身應采用后四連桿機構(gòu)，保證支架穩(wěn)定，放煤增設 擺動伸縮式尾梁，以調(diào)整工作空間和放煤口大小，改善掩護梁受力狀況；應使頂粱 (包括 前梁 )校長，以利頂煤在礦壓作用下能較好的被壓碎。 各部件設計的基本要求； 1)四連桿機構(gòu)應進行優(yōu)化設計，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，都應能及時支護頂板。前梁由前梁千斤頂控制 ，可上 下擺動 150，與頂板保持良好的接觸，維護機道上方頂板。伸縮梁靠伸縮千斤頂和 前梁作相對滑移，用以及時支護新暴露的頂板。挑梁是和前梁鉸接的可翻轉(zhuǎn)支護板，由防 片幫千斤頂控制，可及時支護，并超過水平線上挑 30 50，拉架時收回，還可在移架后支護煤壁，以防止片幫。 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。它可多次反復支撐頂煤，以利于放煤。頂梁裝有側(cè)護板，活動側(cè)裝有千斤頂和彈簧，防止架間漏煤、矸及調(diào)節(jié)支架間距。若四連桿機構(gòu)與頂梁鉸接，要有可靠的鉸接支座。 4)掩護梁。它用 于承受部分煤、矸載荷，防止其竄入后輸送機的工作空間，保證支架、后輸送機正常運行。根據(jù)不同的支架類型，掩護梁有伸縮插板式和在下端餃接一伸縮尾梁式，它裝有側(cè)護板作用與頂梁側(cè)護板同。掩護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。它既要有足夠的強度和剛度，又應滿足底板比壓不超限。保證支架整體穩(wěn)定性的關鍵是在底座上鉸接四連桿機構(gòu)，在底座中間設置有推移裝置，側(cè)面設置拉后輸送機的千斤頂和推移桿。 6)推移裝置。此機構(gòu)關系到支架能否正常推移，由千斤 頂和推移桿組成。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。四連桿機構(gòu)與掩護梁鉸接的支架，在掩護梁下鉸接一可轉(zhuǎn)動的伸縮插板尾梁，用以放煤、保證過煤高度及維護工作空間。對于大塊煤可利用插板進行破碎。尾梁裝有側(cè)買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 護板，作用與頂梁、掩護梁的側(cè)護板相同。 8)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，它應保證立柱、千斤頂完成支架要求的各種性能，并達到設計技術參數(shù)。 粱的設計 （ 1） 伸縮式前梁 (圖 1 1) 圖 1 1 伸縮式前梁 伸縮式前梁在頂梁前部鉸接，由前梁體和伸縮梁組成，均是結(jié)構(gòu)件。其強度應根據(jù)前 梁千斤頂?shù)墓ぷ髯枇泶_定，伸縮梁可伸出 600伸縮千斤頂?shù)陌惭b位置可分為埋入 式和外裝式但不論何種，伸縮梁和前梁梁體間導向結(jié)構(gòu)應簡單，運行可靠，不能造成別卡 現(xiàn)象，其端部承載力在未伸出時一股為 100一 160 （ 2） 挑梁式前梁 (圖 1 2）圖 1 2 挑梁式前架 挑梁式前梁由前梁和挑梁組成，均為鋼板焊成的箱式結(jié)構(gòu)件，前梁前部 與跳梁鉸接，并設有與前梁千斤頂，防片幫千斤頂鉸接的耳座。強度設計按前梁千斤頂?shù)墓ぷ髯枇碛嬎悖傲呵岸顺休d力 180梁下部有起吊孔，以使用于維修輸送機等工作。挑梁由防片幫千斤頂控制轉(zhuǎn)動，可及時支護頂板，采煤機通過前收回挑梁，應在強度、結(jié)構(gòu)買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 允許的條件下，力求減少前梁和挑梁的總高，一般宜小于 400應超過 450免影響采煤機通過。 前梁一般前窄后寬，沒有側(cè)護板，但遇到軟煤或頂煤穩(wěn)定性差，也可設計成具有側(cè)護板，用彈簧、千斤頂控制，解決斷面控頂和粉塵問題，如 6/28 型放頂煤支架的前梁就是這樣的（圖 1 圖 1測護板的前梁 梁的設計 (1）中四連桿結(jié)構(gòu)的頂梁（圖 1 圖 1頂梁前、后分別與前梁和掩護梁鉸接，四個球面柱窩與立柱的活柱頭相連。頂梁有鉸接耳座與四連桿機構(gòu)的上連桿連接，此外還設有所需千斤頂?shù)亩?，如前梁、掩護梁千斤頂耳座。頂梁體箱式結(jié)構(gòu) 件的設計可根據(jù)總體受力分析，按不同支護高度時各部件最大受力值計算其強度。一般前、后柱窩斷面為最危險斷面，斷面安全系數(shù) n 應大于 時要充分考慮各個鉸接孔的擠壓強度，以免孔受塑變拉長而損壞，特別是與上連桿鉸接的耳座，一定要加大強度。 側(cè)護板與導桿連接的結(jié)構(gòu)以長方形拉板為好。板厚 20保證導桿和測護板的連接強度。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 (2） 后四連桿結(jié)構(gòu)的頂梁 其結(jié)構(gòu)與一般四柱支撐持護式支架相同，梁體由鋼板焊成箱式結(jié)構(gòu)件，設計強度要求同上，安全系數(shù) n 大于 護板設計要考慮降架時不與鄰架側(cè)護板脫離接觸。 側(cè)護板采用長方形拉板與導桿連接，板厚 20架工作阻力 4000上時，側(cè)推千斤頂選取內(nèi)供液式，有利于保證梁體的焊接強度。 護梁的設計 (1)中四連桿結(jié)構(gòu)的掩護梁 (圖 1圖 1中四連桿結(jié)構(gòu)的掩護梁 掩護梁上有耳座，用以安設掩護梁擺動千斤頂，千斤頂連接在頂梁與掩護粱之間，如14 28 型支架，或連接掩護梁與底座，如 28 型支架。掩護梁設有側(cè)護板，還有千斤頂控制的伸縮插板，因此掩護梁體結(jié)構(gòu)復雜 ，是鋼板焊成的箱式結(jié)構(gòu)件。掩護梁受力復雜，彎扭嚴重，因此各斷面的安全系數(shù) n 應大于 種支架的掩護梁長度大，插板的導向裝置要可靠，它不僅要破煤還要能擋矸，掩護粱要能上下擺動，便于放煤，其強度要大而可靠。 (2)后四連桿結(jié)構(gòu)的掩護梁 (圖 1買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 圖 1 后四連桿結(jié)構(gòu)的掩護梁 掩護梁下部與前、后連桿相連，下端與尾梁鉸接，還設有尾梁千斤項的耳座。它的長度較短，約 1 5m，結(jié)構(gòu)緊湊，并有側(cè)護板，活動側(cè)護板由千斤頂和彈簧控制，側(cè)護板的橫向?qū)挾?，要稍大于移?步距，這樣移架時能與不動的鄰架間保持封閉。掩護粱是由鋼板焊成的箱體結(jié)構(gòu)，因與它相連的部件較多，在結(jié)構(gòu)設計時應注意互不干涉。由于掩護梁受力復雜，特別是彎扭和橫向載荷，設計時各斷面安全系數(shù)應大于 1 3；計算連結(jié)前、后連桿鉸接孔時應注意擠壓強度，在梁體還應設有吊裝孔，以利后輸送機的維護安裝。 座的設計 (1) 中四連桿結(jié)構(gòu)底座 (圖 1底座為整體式剛性底座，四連桿機構(gòu)鉸接在底座前部 (有的鉸接在中部或后部 )，有四個球面柱窩與立往缸底相連，底座中間布置有推移裝置，側(cè)面有拉后輸送機千斤頂 固定耳座。該底座整體性強，穩(wěn)定性好，與底板接觸面積大，比壓小。由于四連桿機構(gòu)在中部連接，使底座受力狀態(tài)不好。上連桿與底座的鉸接座為兩凸出的內(nèi)主筋形成的箱體結(jié)構(gòu)，應合理設計，使突變過渡處強度足夠，呈圓弧狀過渡，以免損壞。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 圖 1四連桿結(jié)構(gòu)的底座 ( (2)后四連杯結(jié)構(gòu)的底座（圖 1底座為整體式剛性底座，四連桿機構(gòu)鉸接在底座后部，在兩內(nèi)主筋中間形成的較高的鉸點位置，這主要是為了形成足夠的后工作空間，在不影響人行通道的基礎上，圖 1 后四連桿結(jié)構(gòu)的底座 前、后連桿鉸接點應盡量前移。在兩內(nèi)主筋間下部布置有推拉裝置。有四個球面柱窩與立柱缸底相連，在底座側(cè)面靠前位置設有拉后輸送機千斤頂?shù)目刹鹧b固定耳座。該底座整體性強，穩(wěn)定性好，比壓小。 連桿機構(gòu)的連桿設計 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 (1)中四連桿結(jié)構(gòu)的連桿設計 該機構(gòu)由單片上連桿和兩片小連桿組成 (圖 1所有連桿均為箱式結(jié)構(gòu)件，用以克服頂板指向采空區(qū)的水乎力，增加支架穩(wěn)定性；但承受橫向力和扭力的性能較差，在設計時對其鉸接孔的強度、擠壓壽命應更 加重視。兩種連桿不能按常規(guī)設計，橫斷面應盡量加 圖 1四建桿結(jié)構(gòu)的連桿 大，以提高安全系數(shù)。在以往實踐中曾發(fā)生過由于連桿不能適應井下條件而造成損壞，特別是上連桿，該連桿機構(gòu)加大了支架的后部工作空間。 (2) 后四連桿結(jié)構(gòu)的連桿設計 l)前連稈的設計 為保證支架的穩(wěn)定性，加大抗扭力并滿足工作空間的結(jié)構(gòu)要求，前連桿可設計成 設計成彎曲形要合理，其強度不低于兩單片前連桿，它與掩護梁兩處鉸接，與底座一處鉸接，它由兩個折彎柱體焊接成一個結(jié)構(gòu)件，增大連桿的 抗彎、扭能力，提高穩(wěn)定性。多年買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 實踐也證明其效果良好。由于和底座為單處鉸接，使工人操作及設備布置具有合適的空間，液壓系統(tǒng)的一組操縱閥可布置在其下部，設計時要考慮不影響立柱布置。 2）后連桿的設計 后連桿為單片箱形結(jié)構(gòu)件。其布置在掩護梁與底座中間，與底座的鉸接點離底座較高，這樣可增加后工作空間；其結(jié)構(gòu)簡單，但設計時安全系數(shù)要加大。實踐證明，使用效果很好。 移機構(gòu)的設計 目前推移機構(gòu)多采用倒拉架，長推桿 (圖 1兩節(jié)短推桿機構(gòu) (圖 1其拉架力大。推桿都采用鋼板焊接 成的箱體，強度好。長推桿用在工作面傾角大的條件下，有利 于 防 止 前 輸 送 機 下 滑 ， 但 應 注 意 具 有 足 夠 的 浮 煤 通 道 。圖 1稈機構(gòu) a長推桿； b短推桿 此外還有一種直推式短程架機構(gòu) (圖 1這種機構(gòu)的推桿可較上一種縮短近半，但相同缸徑的拉架力沒有倒拉架機構(gòu)的大，而且對浮煤、矸的處理更加不易。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 圖 1 短框架推移機構(gòu) 煤口及放煤機構(gòu)的設計 低位放頂煤支架的放煤口是由掩護梁和插板或?qū)恿杭捌淝Ы镯敽筒灏逍纬?。不論?架型，其橫向長度均為架寬，即 1500向長度根據(jù)架型、配套設備不同而異。 (1)中四連桿結(jié)構(gòu)的放煤機構(gòu)設計 這種支架的掩護梁由鉸接在頂梁上的平衡千斤頂支撐或鉸接在底座上的千斤頂支撐。掩護梁下部有可伸縮插板，放煤時收回插板，利用千斤頂?shù)纳臁⒖s，調(diào)控放煤口進行放煤，放煤后伸出插板擋住矸石流入后輸送機內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)能滿足放煤工藝、放煤口及工作空間的要求。從支架整體設計看，其橫向穩(wěn)定性較差，特別是那種由底座上雙千斤頂支撐掩護梁的支 架，極易將千斤頂及其支座損壞。 (2)后四連桿結(jié)構(gòu)的放煤機構(gòu)設計 在該支架后部由掩護梁、前、后連桿、底座、尾梁和尾梁千斤頂形成工作空間，用以放煤和布置后輸送機，由尾梁及其千斤頂組成放煤機構(gòu) (圖 1操縱鉸接在掩護梁上的尾梁千斤或擋矸。向下轉(zhuǎn)動尾梁時收回插板進行放煤，可視情況反復多次進行放煤。尾梁千斤頂為 2 個，缸徑有 125、 140、 160種規(guī)格，可根據(jù)井下條件選用。插板千斤頂為 1 2個，缸徑 80架型穩(wěn)定性好，利于放煤，放煤口大，操作方便。 尾梁由尾梁體、插板、插 板千斤頂、側(cè)護板及其千斤頂組成。尾梁體和插板那是由 插板千斤頂操縱插板在尾梁體的鑄件導軟上滑動，實現(xiàn)伸縮。買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 圖 1 后四連桿結(jié)構(gòu)的放煤機構(gòu) 12345678 千斤頂； 91011尾梁長度的確定應滿足工作空間，保證后輸送機的過煤高度要求，插板千斤頂?shù)男谐虘獫M足擋矸要求，插板 應盡可能加寬，以減小架向間隙，尾梁可上擺 70一 擺 380。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 二、 液壓支架的結(jié)構(gòu)設計 壓支架的選型 壓支架結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)選 根據(jù)以往液壓支架設計的經(jīng)驗總結(jié)，考慮到不同架型 和機構(gòu)的支架圍巖力學相互作用、支撐力矩、底板比壓等特點，可以對掩護式與支撐掩護式結(jié)構(gòu)進行比較。 （ 1）液壓支架的力學特征綜述（見表 2 表 2 1不同結(jié)構(gòu)液壓支架的力學特征比較 支架型式 結(jié)構(gòu)特征 主要力學特性 掩護式 支掩式 二支柱掩護式 支架承載力較小，底板比壓均勻， 主動水平力較大 支頂式 二柱支頂掩護式 支架承載力大，穩(wěn)定性好，底座尖端比壓較大，對頂板的主動水平力較大，前端支撐力大 支撐掩護式 支頂支掩 四柱（或三柱） 穩(wěn)定性好，抗水平力強，比壓均勻，但支柱能力利用率低 支頂式 四柱 頂梁合力調(diào)節(jié)范圍大，伸縮比大，承載力高 四柱支撐掩護式 承載力大，切頂能力強，比壓較均勻 （ 2）支架選型要素及簡要評價。 液壓支架結(jié)構(gòu)選型必須考慮的要素及對各類型支架的評價（見表 2 2） 表 2 2支架類型評價（見下頁） 要素 支架類型 支撐掩護 支撐式 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 插底掩護式 一般掩護式 式 垛式 節(jié)式 支架圍巖適應性 直接頂冒落傾向 優(yōu) 良 良 差 差 基本頂周期來壓 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 對采高適應性 良 優(yōu) 優(yōu) 差 差 支撐效率 差 良 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 支護強度 良 良 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 對傾角適應性 良 優(yōu) 良 良 差 壓支架的架形選擇原則 在選擇液壓支架時既要保證對工作面頂板實現(xiàn)可靠的支撐，又要避免過大的設備投資，導致不必要的浪費。因此，液壓支架的正確選型對于工作面經(jīng)濟效益關系重大。 液壓支架架形的選擇，主要取決于液壓支架的力學性能是否適用礦井的頂?shù)装鍡l件和其它地質(zhì)條件。在同時允許選用幾種架形時，應優(yōu)先選用價格便宜的支架，支承式支架最便宜，其次為掩護式。支承式支架適合于穩(wěn)定頂板。掩護式支架適合于中等穩(wěn)定和一般破碎的頂板 。支承掩護式支架適合于周期來壓強烈，中等穩(wěn)定和穩(wěn)定頂板。 在綜采工作面支架選型時，還應注意下述四點原則： (1) 對于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定頂板，應優(yōu)先選用二柱掩護式支架。但在底板極松軟條件買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 下，必須嚴格驗算并限制支架底座尖端比壓，不得超過底板容許比壓即極限載荷強度。在此條件下，通常應避免使用重型支架。 (2) 對于非常穩(wěn)定和穩(wěn)定的難垮落頂板和周期來壓強烈和十分強烈的頂板，應優(yōu)先考慮選取四柱支撐掩護式支架。 (3) 眾所周知，三點決定一個平面，由于頂板不平，四柱式支架中總有一根支柱對頂板的實際支撐力很低，因而二柱 式掩護支架支撐能力利用率高于四柱式。即二柱式支架對頂板的實際支撐力高于同樣名義額定阻力的四柱式支架，特別是對機道上方頂板的支護強度。 （ 4） 在不穩(wěn)定頂板條件下使用四柱式支架應注意對機道上方的頂板控制，包括增加前任阻力及可伸縮前梁等。 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)、技術和設備條件的限制，因此，以上因素都會影響到支架的選型。 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)頂板的級別，由表3綜采技術手冊（上冊）中直接選出架型。 （ 1）煤層厚度 錯誤 !未找到引用源。 當煤層厚度超過 板有側(cè)向推力和水平推力時，應選用抗扭能力強的支架，一般不用支承式支架。 錯誤 !未找到引用源。 當煤層厚度達到 上時，需選擇帶有護幫裝置的掩護式或支承掩護式支架。 錯誤 !未找到引用源。 煤層厚度變化大時，應選擇調(diào)高范圍較大的掩護式，帶有機械加長桿或雙伸縮立柱的支架。 錯誤 !未找到引用源。 假頂分層開采，應選用掩護式支架。 （ 2）煤層傾角 錯誤 !未找到引用源。 煤層傾角 25時，排頭支架設防倒滑裝置，工作面中部支架設底調(diào)千斤頂，工作面中部輸送機設置防倒滑裝置。 （ 3）底板強度 錯誤 !未找到引用源。 驗算比壓，應使支架底座對底板的比壓不超過底板允許比壓。 錯誤 !未找到引用源。 為使移架容易，設計時要使支架底座前部比后部的比壓小。 (4) 瓦斯含量 對瓦斯涌出量大的工作面，應符合保安規(guī)程的要求，并選用通風端面較大的支承式或支承掩護式支架。 (5) 煤層硬度 當煤層為軟煤層時，支架最大采高一般 硬煤層時，支架最大采高一般 煤層時，支架最大采高 50 N p=25 50 N p50 比值 N 應根據(jù)采煤工作面所在位置的地質(zhì)柱狀圖中的 M 和 h 來計算。 老頂初次來壓步距 根據(jù)現(xiàn)場實測或礦壓顯現(xiàn)特征確定。 （ 2）直接頂類別按 表 2 4 來確定 指標 類別 不 穩(wěn) 定 頂 中等穩(wěn)定頂板 穩(wěn)定頂板 堅硬頂板 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 板 主要指標 強度指數(shù) 2 12 無直接頂 ,巖層厚度在 2以上 , 6080 參考指標 直接頂初次垮落步距 l（ m） 8 9925 按 表 2據(jù)老頂級別和直接頂類別來確定支架架型 ,再根據(jù)老頂級別和采高確定支架強度 . 支護強度被定義為單位支護 面積的支護阻力 . 老頂級別 直接頂級別 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 4 液壓支架架型 掩護 掩護 支撐 掩護 掩護和支撐 支撐 支掩 支掩 掩護和支撐 掩護和支撐 支撐或支掩 液壓支架支護強度kN/高 1m 采高 2m 采高 3m