zf48002238低位放顶煤液压支架设计(编辑修改稿)

zf48002238低位放顶煤液压支架设计(编辑修改稿)内容摘要：

— H 平行，标为 F— F 直线，则 H— H 线与 F— F 线的距离为 h1，此高度为液压支架最高位置的计算高度。 （ 8）、以 A 点为圆心，以 倍的 L 长度为半径作圆，交于 1AE ，标为 B， B为前连杆的上铰点。 （ 9）、过 1E 点作 F— F 线的垂线。 假设在液压支架升降过程中， 1E 点运动轨迹近似在此直线上来回滑动。 （ 10）、在垂线上画出液压支架在最低位置时点，即顶梁与掩护梁的铰点为 3E。 （ 11）、取 E1E3 中点为 2E 点， 2E 为支架在降到中间位置时掩护梁与顶梁的铰点。 中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 14 页 （ 12）、以 O 点为圆心以 1L 为长度半径作圆弧。 （ 13）、以 2E 点为圆心，以掩护梁长 L 为半径作圆，与上步圆弧相 交于 1A 点， 1A点为支架在降到中间位置时掩护梁与后连杆的铰点。 （ 14）、以 3E 点为圆心，以掩护梁长 L 为半径作圆，与（ 12）所绘圆弧相交于 2A点， 2A 点为液压支架在最高位置时，掩护梁与后连杆的铰点。 （ 15）、以 1A 点为圆心，以 倍的 L 长度为半径作圆，与 12AE 相交于 1B 点。 以 2A 点为圆心，以 倍的 L 长度为半径作圆，与 23AE 相交于 B2 点。 B、 B B2 三个点就是支架在三个位置时的前连杆的上铰点。 （ 16）、连接 OA1 、 OA2 ， OA1 、 OA2 为液压支架降到中间位置和最低位置时后连杆的位置。 （ 17）、分别作 1BB 和 21BB 的垂直平分线交 于 C 点， C 点为前连杆的下铰点， BC段的长度即为前连杆的长度。 （ 18）、过点 C 向 H— H 线作垂线，相交于 D 点。 AO 、 AB 、 BC 、 CD 为液压支架的四连杆机构。 按上述步骤作图，作图结果如图 所示 图 25 液压支架四连杆机构作图结果 最终确定支架的四连杆机构的各项尺寸为： AO=1478mm AB=528mm BC=1909mm CD=395mm 顶梁长度的确定 中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 15 页 根据支架的工作阻力和支护强度来确定顶梁长度。 支架工作方式对顶梁长度的影响 支架的 工作方式对支架顶梁长度有很大影响。 （ 1） 先移架后推溜的方式，支护及时，因此要求顶梁有较大的顶梁长度。 （ 2） 先推溜后移架的方式，支护滞后，顶梁长度要求较小。 因为在采用先移架后推溜的工作方式，支架要超前输送机一个步距，以便支架前移及时，能够支护新暴露的顶板，支护及时。 因此，采用先移架后推溜时顶梁长度要比先推溜后移架时的顶梁长度长一个移架步距，一般选为 600mm 本次所设计的液压支架要适应各种复杂的顶板情况，选用先推溜后移架的方式，在推溜之前，挑梁要先伸出，进行 即时支护，一般挑梁伸出的长度为 800mm。 顶梁参数的计算 梁端距是指移架后顶梁端部至煤壁的距离（ C）。 由于工作面底板水平起伏不平，输送机和采煤机发生倾斜，采煤机割煤垂直分力使摇臂和滚筒向支架倾斜，为避免割顶梁而留有的安全距离称为梁端距。 本次梁端距取 300mm。 （ 1） 顶梁长度的计算 支架的支护面积 =支架的工作阻力 /支架的支护强度 =（梁端距 +顶梁长度） 中心距 cq bCLPF  ）（ （ ） 式中： q—— 支架的总工作阻力， N； —— 支护效率，本次选用 ； F—— 支架支护面积， 2m ； L—— 支架顶梁长度 C—— 梁端距 cb —— 支架间距（支架中心距） 本次支护强度范围 — ，支护工作阻力 4800KN，求得支护面积 — 2m ，顶梁长度 —。 液压支架尺寸关系如图 26 所示。 中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 16 页 图 26 液压支架尺寸关系 顶梁长度 =[配套尺寸 +底座长度 +A*cos（ Q1） ][G*cos（ P1） +300+e]+掩护梁与顶梁铰mm 式中： 配套尺寸 —— 600+300+800+400=2100mm MG400/920WD） 底座长度 —— 底座前端至后连杆下铰点之距 2400mm e—— 支架由高到低顶梁前端点最大变化距离 39mm Q1， P1—— 支架在最高位置时，分别为后连杆和掩护梁与水平面的夹角 故顶梁长度为 377820xx9300c o s 5 9211270c o s147824002100  。 取为 3900mm （ 2） 顶梁宽度 因为 取中心距为 ，有活动侧护板的支架的顶梁宽度取值范围为 —。 本次选取单侧活动侧护板，取支架顶梁的最小宽度为 1420mm,最大宽度为 1590mm,顶梁的侧护板的侧推千斤顶行程取 170mm。 顶梁宽度由支架间距和架型来选取，支架的架间间隙为 左右。 宽面顶梁一般为— m。 本次取顶梁宽度为 1390mm（不含活动侧护板）。 （ 3） 顶梁覆盖率  顶板覆盖率按以下 公式计算： %1 0 0*)b( kBL LB   ）（ （ ） = 1 5 0 03 0 03 9 0 0 3 9 0 01 5 0 0   ）（ = %93 式中：  —— 顶梁覆盖率； B—— 顶梁宽度（包括侧护板伸出宽度）， mm； L—— 顶梁总长度， mm； b—— 梁端距， mm； k—— 相邻顶梁间间隙， mm。 中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 17 页 稳定顶板覆盖率δ值为 60～ 70%，对于中等稳定顶板覆盖率δ值为 75～ 85%，对于破碎顶板，覆盖率δ指应达到 85～ 95%。 本次设计的顶梁覆盖率： % 立柱位置的确定 立柱数 目前国内支撑式液压支架的立柱数为 2— 6 根，常用选为 4柱。 掩护式液压支架为 2柱，支撑掩护式为 4 柱。 本次设计的支架为支撑掩护式，采用单伸缩机械加长杆立柱，故立柱数目取为 4。 支撑方式 本设计为支撑掩护式液压支架，立柱根据结构的要求呈倾斜或垂直布置，一般立柱与顶梁垂线的夹角小于 10 ,夹角越小 ,有效支撑能力就越大。 所以本次设计前排立柱取 5 ,后排立柱垂直布置。 立柱间距 立柱间距 指支撑式和支撑掩护式支架中的前、后柱的间距。 立柱间距的选择应考虑到要有便于操作、行人行走和部件的合理布置。 支撑式液压支架和支撑掩护式液压支架的立柱间距一般为 1—。 本次设计的支架立柱间距选 1m。 3 液压支架的部件结构设计 液压支架的各部件的结构形式与采煤工作面的顶、底板条件和液压支架的结构形式有关，选择时应根据支架的结构和工作面顶、底板条件，对支架的各个部件的结构件进行分析，然后择优进行选择。 本次设计液压支架为支撑掩护式后四连 杆机构低位放顶煤液压支架 顶梁 顶梁是在采煤工作面中顶板所直接接触的部件，除需满足一定的刚度和强度之外，还应能保证顶板支护的要求，如：顶板覆盖率的足够；对顶板的不平整性的适应，还应该能够避免因局部应力而引起损坏。 用途 顶梁在支护过程中所起到的作用： (1)支撑、维护和覆盖顶板，为采煤工作面提供安全足够的工作空间； (2)将立柱的支撑力传至顶板，并合理地进行分布，对接近采空区的支架后部的顶板起切顶作用，对无立柱空间的顶板起到支撑作用； (3)为护帮、防倒防滑装置等提供依托； （ 4） 将顶板载荷通过立柱和底座传至底板。 液压支架的常用顶梁形式有 3种：整体式顶梁、铰接式顶梁和楔形结构式顶梁。 铰接式顶梁的前段称为前梁，后段为主梁，一般称为顶梁。 （ 1）．整体式顶梁 整体式顶梁的特点是：可靠性好，结构简单；顶梁对顶板载荷的平衡能力强；前端支撑力大；能够设置全长侧护板，以改善支架的支护效果，有利于提高顶板覆盖率，减少架间漏矸。 简单的整体式刚性顶梁的结构外形如图 所示。 整体式刚性顶梁为宽面板式的箱形结构件。 为补偿焊接变形和改善接顶效果，整体顶中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 18 页 梁前端 (800— 1000mm)，一般上翘 1~3。 图 311(a)掩护式支架整体顶梁 图 311(b)支撑掩护式刚性整体顶梁 （ 2）．铰接式顶梁 铰接式顶梁在前梁千斤顶的推拉下，前梁能够上下摆动，对顶板不平的情况适应能力强。 运输时为减小运输尺寸，前梁可以放下与顶梁垂直。 前梁千斤顶需有足够的支撑力和连接强度，前梁不宜设侧护板。 为能够顺利移架，前梁间一般要留有 100～ 150mm 间隙，增加了破碎顶板漏矸的可能。 如图 所示 1前梁 ； 2前梁千斤顶 ； 3顶梁 图 32 铰接式顶梁结构 铰接前梁图 (a)与顶梁 (b)如下图 图 313(a)铰接前梁 图 313(b) 铰接顶梁 （ 3）．楔形结构梁 楔形结构梁如图 314 所示。 楔形梁 1 通过销轴和后梁 4 铰接，楔块 2夹在楔形梁的楔臂与顶粱之间，后端与楔形千斤顶铰接，千斤顶又铰接于顶梁上。 楔形结构梁根据构件之间摩擦自锁原理，通过楔形梁 1和顶梁 4与楔块 2 之间的摩擦作用，在受载时楔形梁 楔块 2 和后梁 4 成为 — 个整体，类似于整体刚性 顶梁。 这样，结构梁就类似于整体刚件顶梁拥有前端支护力大的优点。 楔形梁 1 与后梁 4组成的铰接结构，令操作楔形梁的千斤顶伸出或缩回时能够带动楔块进行前后移动，而使楔形梁 1 能绕铰轴上下来回摆动，楔块的行程和楔角的大小决定其摆动的范围。 因为摆动范围相对于铰中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 19 页 接顶梁较小，所以该梁又具有铰接顶梁的灵活性。 另外，在运输时，缩短运输尺寸，楔形梁 1 可以放到下垂位置，方便运输和安装。 1． 1．楔形梁 2．楔块 3．楔形梁斤顶 4．后梁 图 314楔形结构梁 综上所述，为了适应复杂的顶板情况，选择铰接式顶梁，前梁为 能即时支护，采用挑梁的型式，如图 315所示。 图 315 本次选取的支架顶梁 立柱 立柱长期处于高压受力状态，是支架的承压构件，立柱必须有可靠的工作特性、合理的工作阻力、结构简单、足够的抗弯抗压强度、良好的密封性能，能适应支架支护的工作要求。 按动作方式分立柱可分为单作用式和双作用式；按支架种类分立柱可分为活塞式和活柱式；按伸缩方式分立柱可分为单伸缩式和双伸缩式。 在本次设计中采用了单伸缩式机械加长立柱。 立柱结构如图 321所示： 中国矿业大学 20xx 届本科生毕业设计 第 20 页 图 3－ 10单伸缩式机械加长立柱 立柱结构由缸体、缸 口、活塞和活塞杆等几部件组成。 立柱的承压部件是缸体。 一般选用 27SiMn 的无缝钢管制造。 缸体内表面要求很高的加工精度，充当活塞的密封表面。 立柱的关键元件是活塞，要求活塞具有良好的密封性能，运动表面能够承受来自外力的冲击。 活塞可直接焊在活柱上，或套在活柱上。 制作活塞时如果选用钢，为了与缸体内径配合可在活塞上安装导向环。 导向环大多数采用塑料制品，也可以用铜合金制成。 如果不承受横向力或横向力很小，也可用保护密封圈的尼龙挡圈兼做导向环。 活塞依靠密封圈进行密封，如今密封圈有 U型、 V 型、 O型、 Y 型、蕾型、鼓型等。 蕾型密封圈是一个由唇内夹橡胶和 U型夹布橡胶圈压制而成的单向实心密封圈。 它为单向密封，可装入各种液压活塞头和导向套上。 在工作压力小于 时，可以不加挡圈。 鼓型密封圈是由两个 U 型夹布橡胶圈压制而成的整体实心密封圈，它用于各种活塞的双向密封，与两个 L 型防挤圈一起使用，适用于工作压力 ～ 时。 在工作压力小于 时，可以不加挡圈。 鼓型和蕾型密封圈装配简单方便，活塞结构简化了，但密封圈的自身加工较复杂。 活塞。