掩护式液压支架的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕业设计（论文）开题报告 题目名称 经济型掩护式液压支架的设计 姓名 专业班级 学号 一、 选题的目的和意义 采煤综合机械化，是加速我国煤炭工业发展，大幅度提高劳动生产率，实现煤炭工业现代化的一项战略措施。综合机械化不仅产量大，效率高，成本低，而且能减轻繁重的体力劳动，改善作业环境，是煤炭工业技术的发展方向。液压支架是综合机械化采煤方法中最重要的设备之一。 掩护式液压支架，它保留了垛式支架支撑力大，切顶性能好，工作空间宽敞的优点，采用单排立柱直接支撑顶梁（通常简称双柱掩护支架），吸收了掩护式支架防护性能 好，结构稳定的长处，采用坚固的掩护梁以及侧护板将支架于老塘完全隔开，并用双纽线连杆机构联结掩护梁和支架底座。 与垛式支架和掩护式支架相比它具有不可比拟的优点： 1 支架支撑力大，切顶性能好，工作空间宽敞； 2 支架稳定性、防护性好； 3 在保证强度的条件下，结构更简单，尺寸更紧凑； 4 具有良好的整体性能，安全可靠； 二、 国内外研究综述 我国目前液压支架与发达国家的差距： 我国目前大部分支架的可靠性与国外差距比较大。进口支架工作面开机率达到 90%以上，日产达到了 30000t，年产达到 10架大 修周期为产煤 15我国目前综采工作面开机率平均为 50%左右。支架大修周期为产煤量在 4 5 发达国家在设计指导思想方面大多主张大马拉小车，支架的工作阻力与支护强度普遍较大。工作阻力一般都在 7000上，最高达到 10000我国目前支架的工作阻力与国外相比普遍偏低，平均在 4000 5000差 30%左右。 另外，国外支架中心距普遍采用 别达到 2m，我国支架中心距绝大多数为 3. 结构件材料的差距 目前国外 s 700 800钢材以广泛应用，而我国普遍使用的是 s 450差 30% 40%。 目前世界上一些发达国家支架的控制系统已广泛采用电液控制系统，而我国目前很少采用电液控制，绝大部分为手动。 液压支架的发展趋势： 外加大支架的中心距也是必然趋势； 前我国的四柱支架要比二支柱支架数量多，相比较而言二柱支架具有明显的优势； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 三、毕业设计（论文）所用的方 法 本次设计，是本人按照导师的要求，结合自己的兴趣爱好， 通过收集大量的理论资料，在参加生产实习的基础上，自主完成的毕业设计。其中，在设计过程中顶梁、立柱和结构件是设计的重点。在整体设计时，重要尺寸选择用到了优化设计法，体现了经济性要求。 另外，本论文还介绍了液压支架的结构，类型，工作原理，特点，液压支架的维护和管理，及其常见的故障及排除方法。 目的是通过对掩护式液压支架进行深入细致的了解和研究，在一定的理论基础上，结合实践认识，巩固所学知识，完成自主实践与创新。 在设计过程中遇到的问题我们一般通过自己查阅资料和 小组讨论的方式解决，如确实有不能解决的问题我们就通过请教指导老师，争取解决在毕业设计过程中所有问题。 四、主要参考文献与资料获得情况 参考文献： 1张家鉴 主编液压支架煤炭工业出版社 1985 2张家鉴主编国外采煤工作面综合机械化设备煤炭工业出版社 1983 3戴绍诚 主编 高效高产综采机械化采煤技术与装备煤炭工业出版社 1997 4武同振 赵宏珠 吴国华 编综采综采综掘高档普采设备选型配套图集中国矿大出版社 1993 5杨振复 罗恩波 主编放顶煤开采技术与放顶煤液压支架煤炭工 业出版社 1995 年 7月第一版 6. 邢福康 编煤矿支护手册煤炭工业出版社 1992 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 五、指导教师审批意见 指导教师： （签名） 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 掩护式液压支架 中文摘要 采煤综合机械化，是加速我国煤炭工业发展，大幅度提高劳动生产率，实现煤炭工业现代化的一项战略措施。综合机械化不仅产量大，效率高，成本低，而且能减轻笨重的体力劳动，改善作业环境，是煤炭工业技术的发展方向。液压支架 是综合机械化采煤方法中最重要的设备之一。 液压支架主要由以下几个基本部分组成：顶梁，掩护梁和四连杆机构，侧护板，底座，立柱，千斤顶。设计要遵从支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等原则。 在掩护式液压支架的设计过程中，整体伸缩式顶梁和立柱的设计是重点。本论文介绍了液压支架的结构，类型，工作原理，特点，目的及要求，对支撑掩护式液压支架作了详尽的分析和介绍，讲述了这种支架的方案和用途。 关键词 ：液压支架 支护 四连杆机构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of is of a of is of is of in of to is In of is of of of 4 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 前言 .未定义书签。 第一章 绪 论 .未定义书签。 压支架的工作原理 . 错误 !未定义书签。 压支架的工作过程 . 错误 !未定义书签。 架组成 . 错误 !未定义书签。 液压支架主要结构件及其作用 . 错误 !未定义书签。 梁 . 错误 !未定义书签。 护梁 . 错误 !未定义书签。 座 . 错误 !未定义书签。 后连杆 . 错误 !未定义书签。 移机构 . 错误 !未定义书签。 压系统及其控制元件 . 错误 !未定义书签。 架的设计特点 . 错误 !未定义书签。 第二章 液压支架的结构设计 .未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 压支架的选型 . 错误 !未定义书签。 同结构类型的液压支架比较 . 错误 !未定义书签。 压支架的架形选择原则 . 错误 !未定义书签。 响架形选择的因素 . 错误 !未定义书签。 压支架的整体结构尺寸的设计 . 错误 !未定义书签。 架的高度和伸缩比 . 错误 !未定义书签。 架间距 . 错误 !未定义书签。 座长度 . 错误 !未定义书签。 四连杆机构的作用和四连杆机构设计 . 错误 !未定义书签。 连杆机构的作用 . 错误 !未定义书签。 连杆机构定位尺寸和极限参数 的确定 . 错误 !未定义书签。 杆机构优选设计法 . 错误 !未定义书签。 压支架的总体布置 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 架整体机构尺寸的确定 . 错误 !未定义书签。 第三章 液压支架主要零部件的设计 .未定义书签。 3 1 顶梁 . 错误 !未定义书签。 3 1 1掩护式支架顶梁结构形式 . 错误 !未定义书签。 3 1 2顶梁结构和断面形状 . 错误 !未定义书签。 3 2立柱 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 3 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第四章 支架的受力分析与强度计算 .未定义书签。 架的工作状态 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 架载荷的确定 . 错误 !未定义书签。 4 3支架的受力分析 . 错误 !未定义书签。 接式顶梁掩护支架受力分析 . 错误 !未定义书签。 主要参数的影响 . 错误 !未定义书签。 要部件的强度校核 . 错误 !未定义书签。 梁载荷分布 . 错误 !未定义书签。 护强度和底座接触比压 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 护效率 . 错误 !未定义书签。 4 6立柱强度验算 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 第五章 液压支架的使用和维护 .未定义书 签。 压支架的使用操作 . 错误 !未定义书签。 作前的准备 . 错误 !未定义书签。 作方式与顺序 . 错误 !未定义书签。 架使用中的注意事项 . 错误 !未定义书签。 压支架操作维护要求 . 错误 !未定义书签。 护和管理的具体内容 . 错误 !未定义书签。 修与管理注意事项 . 错误 !未定义书签。 结 论 .未定义书签。 致 谢 .未定义书签。 参 考 书 目 .未定义书签。 附录 液压支架常见故障、原因及排除方法 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 前言 著名诗人陆游说过“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！”作为当代的大学生，特别是象我们这样实践性很强的工科专业 机械设计制造及其自动化的本科生，我想大家 都深深理解这句话的含义。我们毕业设计的意义也在如此。 毕业设计是对我们大学四年所学知识的系统总结和综合运用，同时也是对我们分析问题和决绝问题的能力的检验。它是我们大学生活的最后一环，也是我们大学学习最为重要的一环。因此，认真的作好这次毕业设计，无论是对于我们步入社会，投身于生产一线；还是以后继续深造都有着非常重要的意义。 毕业设计，是我们大学本科生活的完美结束，也是我们美好新生活的开始！ 毕业设计的目的： 通过本次毕业设计，我们能够达到以下目的： 1， 培养我们综合运用和巩固扩展所学知识，提高理论联系实际的能力； 2， 培养我们收集、阅读、分析和运用各种资料，手册等科技文献的能力； 3， 使我们更加熟练的运用 计算机办公软件，提高计算机辅助设计的能力； 4， 训练和提高机械设计的基本理论和技能； 5， 培养独立思考，独立工作的能力； 6， 培养我们的团队合作意识。 我的毕业设计是关于经济型掩护式液压支架的设计。液压支架是综合机械化采煤的关键设备，对于提高采煤效率，降低成本，改善作业环境，减少笨重的体力劳动具有举足轻重的作用。其中，掩护式液压支架是日本在引进英国垛式支架和苏联掩护式支架的基础上，结合我国特点于 1968 年首先研制成功的。它保留了垛式支架支撑力大，切顶性能好，工作空间宽敞的优点，采用单排立柱支撑顶梁（或顶梁于掩护梁）的结构；具有防护性能好，结构稳定的长处，采用坚固的掩护梁以及侧护板将支架于老塘完全隔开，并用双纽线连杆机构联结掩护梁和支架底座。因此，加深掩护式液压支架的设计和研究具有深远的意义。 整个毕业设计已接近尾声，我们所忙碌的成果即将接受检验。我相信，有耕耘，定有收获；有付出，定会有回报。 最后，感谢各位评阅老师在百忙之中评阅本文。由于时间仓促，本人水平有限，难免有错误和不足之处，敬请各位老师指正与赐教。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 绪 论 液压支架作为煤矿长壁综采工作面的关键设备，近年来得了迅速地发展，它与综采系统中的“三机”（ 刮板输送机、转载机、带式输送机）配合使用，是煤矿开采技术现代化的重要标志。液压支架是综采工作面主要设备之一，近 10 年来主要的发展趋势是向两柱掩护式和四柱支撑掩护式架型发展，架型结构进一步完善，设计方法更先进，参数向高工作阻力、大中心距 (1 75m、 2m)发展，结构件材料越来越多地采用高强度钢材，支架的寿命和可靠性大大提高。 在综合机械化采煤过程中，液压支架担当着极其重要的角色，其主要功能不仅用于 支撑管理顶板，隔离采空区，维护采煤作业空间，并能自行前移，推进采煤工作面输送机和采煤机。因此，液压支架的性能和可靠性是决定综采成败的关键因素之一。另外，合理的选用采煤设备并结合先进的采煤工艺，可解决采煤工作面的采煤支护运输等生产环节之间的矛盾，可有效地提高工效增加成本减少损耗保护生产人员和设备的安全，以及减轻笨重的体力劳动，可为煤矿获得很高的经济效益。 压支架的工作原理 液压支架是由乳化液泵站提供高压乳化液（这里采用水包油型乳化液）作为动力，由液压操作系统，控制系统，液压油缸和金属构件组成。来自 泵站的高压乳化液，经主进液管送到工作面，并与每架支架的进液截止阀相连导入支架，再经过组合操纵阀配液到各液压缸，以完成支架所需的各项动作。从支架回流的低压乳化液通过组合操纵阀与回液截止阀由主回液管路流回泵站乳化液箱，供循环使用。 支架的承载原理是：液压支架支撑在综采工作面的顶底板之间支撑顶板。顶板压力作用在顶梁上，并通过顶梁和底座间立柱将压力传递底板。为保证支架结构件的强度及撑在支架顶安全，在立柱的下腔装有安全阀。当顶板压力超过立柱安全阀限定压力时，安全阀开启释放出立柱中的液体进行让压，当顶板压力下降到立柱工 作阻力时，安全阀关闭进行保压承载。 压支架的工作过程 液压支架对顶的作用过程主要取决于流体静力学原理工作的立柱工作过程。现以图 1 支架操作的基本功作过程为：急增阻阶段，缓增阻阶段，恒阻阶段，无作用阶段四个阶段。 图 立柱控制系统 立柱；安全阀；液控单向阀；操纵阀； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 P高压管路； O回液管 （ 1）泵压撑顶，支架对顶板急增阻阶段 操纵阀手 把置于 A 位，从泵站来的压力液经高压管路 P，打开液控单向阀 3 进入立柱下腔，立柱上腔与回液管 O 连通，因而活柱伸出使支架升起接顶，对顶板产生支撑力。支架接顶后，泵压使下腔内的液体压强迅速上升，支架对顶板支撑力急剧增加。这就是支架对顶板的急增阻阶段。 （ 2）闭锁承载，支架对顶板缓增阻阶段 操纵阀手把放回零位后，立柱下腔内的压力液被液控单向阀闭锁，不能流出，从而使支架保持对顶板的支撑状态。随着顶板逐渐下沉，立柱下腔内的液体受到进一步压缩，压强逐渐增高，使直接对顶板产生更大的支撑力，力图阻止或延缓顶板下沉，一般情况下， 顶板下沉比较缓慢，支架对顶板的支撑力增长也就相应缓慢，所以这个阶段被称为支架对顶板缓增阻阶段。 （ 3）溢流承载，支架对顶恒阻阶段 顶板继续下沉，立柱下腔内的压强继续升高，当达到立柱安全阀的调定值时，安全阀便开启溢流，使立柱下腔内的压强保持定植，从而支架对顶板的支撑力不变，即支架处于对顶板恒阻阶段。 （ 4）解锁降柱，支架与顶板无作用阶段 采煤机截煤后，欲将支架移到新的位置，首先把操纵阀手把置于 B 让从泵站来的压力液进入立柱上腔，同时作用于液控单向阀的顶杆活塞，迫使液控单向阀开启，解除对立柱下腔液体的闭锁，允许其 回到回液管。这时，活柱缩回，支架降落离开顶板，支架对顶板无压力。在这一阶段如要保证顶梁平行下降需协调操纵平衡千斤顶操纵阀。 需要说明，目前为了防止破碎顶板漏顶，掩护式和支撑掩护式支架可以采用擦顶带移架方式，即支架顶梁实际并不脱离顶板，在移架过程中仍保持约每柱五吨左右的支撑力。因而，对于擦顶带压移架方式，此阶段应是解锁卸载，支架对顶板仍有轻微作用力。 架组成 液压支架主要由金属结构件、油缸和液压控制元件三大部分组成。 （ 1）金属结构件主要有顶梁、掩护梁、前梁、前连杆、后连杆、底座、侧护板、护帮板等。 （ 2）油缸主要有立柱、推移千斤顶、平衡千斤顶、侧护千斤顶、前梁千斤顶等。 （ 3）液压控制元件主要有液压控制阀、操纵阀、双向锁、安全阀、截止阀等及液压辅助元件等。 液压支架主要结构件及其作用 梁 顶梁采用整体顶梁直接与顶板接触，支撑顶板负荷，是支架的主要承载部件之一，由钢板焊接而成的箱形结构，以满足强度和刚度要求。结构如图 1示： 图 1 2 顶梁 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 其主要作用是： （ l）承接顶板岩石及煤的载荷； （ 2）反复支撑顶煤，可对比较坚硬的顶煤起破碎作用； （ 3）隔离顶板，为回采工 作面提供足够的安全空间。 本支架采用分段组合式顶梁结构（刚性顶梁铰接式前梁），强度高，对顶板维护较好；另外，在顶梁前部还布置有起吊耳，可方便吊挂较小的机件。 护梁 1 32451煤尘控制装置； 2侧护板； 3前连杆耳座； 4后连杆耳座； 5侧推千斤顶； 图 1 3 掩护梁 掩护梁分别与顶梁和前、后连杆连接，其主要作用有： (1) 承受上部顶板传给的水平分力和侧向力，增强支架的抗扭性能； (2) 掩护梁与前后连杆、底座 形成四连杆机构，保证支架的稳定性； (3) 阻挡后部落煤，维护工作空间。 座 底座是将顶板承受的压力通过立柱传递到底板并稳定支架的主要结构件。该支架设计为整体刚性底座，底座接底面积大，有利于减小对底板的比压。该型底座的缺点是在推移机构外易积存浮煤碎矸，要求及时清理。 底座结构如图 1示 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1推移千斤顶耳座； 2立柱销孔； 3前连杆销孔； 4后连杆销孔； 5侧板； 图 1 4 底座 其主要作用是： (1) 将上方 载荷传递给底板，为立柱、推移装置及其他辅助装置提供安装空间； (2) 给工作人员创造良好的工作环境； (3) 保证支架的稳定性。 后连杆 前、后连杆分别与掩护梁和底座铰接，共同形成四连杆机构，前连杆采用铸钢件，铸件中不得有气孔、砂眼、夹杂等，以免降低强度，嫌少使用寿命。铸后要进行淬火和高温回火，以降低硬度，增加强度和韧性。对于后连杆，由于不仅受到冒落矸石的载荷，还要承受顶板的水平推力，所以要求它有较大的强度，这里采用整体式。前后连杆的结构如图 1 5，图 1 6。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 1 5 前连杆 8 、 9 96 、 7534211连杆 2侧护板 3弹簧导向装置 4千斤顶螺钉 5压缩弹簧 6、 8销 7、 9弹簧销 10千斤顶 图 1 6 后连杆 其主要作用是： （ l） 使支架在调高范围内，顶板平稳地升降，并使顶梁前端与煤壁的距离 (梁端距 )变化尽可能小，更好地支护顶板。 （ 2） 承受顶板的水平分力和侧向力，使立柱不受侧向力。 本支架采用正四连杆机构，为使冒落矸石不从连杆 处涌入支架内，后连杆为整体式，前连杆为分体式。均为钢板焊接的箱形结构，这种结构有较强的抗拉、抗压和抗扭性能。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 移机构 图 1 7 推移框架 支架的推移机构包括推杆、连接头、推移千斤顶和销轴等，主要作用是推移输送机和拉移支架。推移连杆的一端通过连接头与输送机相连，另一端通过推移千斤顶与底座相连，推移连杆除承受推拉力外，还承受一定的侧向力防止底座的下滑 压系统及其控制元件 支架液压系统由乳化液泵站、主进、主回液胶管 、各种液压元件、立柱及各种千斤顶等组成。支架操纵方式采用邻架操作控制，使用快速接头拆装方便，性能可靠。 由乳化液泵站输出的高压乳化液经主进液管 支架进液截止阀 过滤器 操纵阀 立柱或各千斤顶 架液截止阀 主回液胶管 乳化液泵站。 架的设计特点 结合首采工作面及矿区此类地质构造条件下，使用 7/30二柱掩护式支架的成功经验，本架型应有如下特点： （ 1）支架型式为：带机械加长的两柱掩护式薄煤层液压支架； （ 2）对支架总体结构参数优化，梁端距变化应小；顶梁前部较薄强度、刚度应充分保证； （ 3）支架的四连杆结构设计要从考虑梁端距变化量控制着手，并能与其它构件形成刚性好、强度高、稳定性好的整体结构； （ 4）整体顶梁和掩护梁带单侧活 动长侧护板，能实现对护顶的严密调整； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 5）封底底座，减小底座比压、增大底座刚度、强度； （ 7） 采用双纽线连杆机构联结掩护梁和支架底座，以增加支撑力，增强支架的稳定性。 第二章 液压支架的结构设计 要原始设计参数 架型 ： 4/26 经济型液压支架 顶板条件：老顶级，直接顶 I 类 工作阻力： 2000架高度： 溜力： 100架力： 150站压力： 32应煤层倾角： 18时，应选用同时带防滑防倒装置的支架。 （ 3）底板强度 验算比压，应使支架底座对底板的比压不超过底板允许比压。 为使移架容易，设计时要使支架底座前部比后部的比压小。 (4) 瓦斯含量 对瓦斯涌出量大的工作面，应符合保安规程的要求，并选用通风端面较大的支承式或支承掩护式支架。 (5) 煤层硬度 当煤层为软煤层时，支架最大采高一般 硬煤层时，支架最大采高一般 煤层时，支架最大采高 应选双伸缩立柱或带机械加长杆的单伸缩立柱。考虑到伸缩比不太大，以及设备成本拟选择机械加长杆的单伸缩立柱。 架间距 支架间距 B 要根据支架型式来确定，但由于每架支架的推移千斤顶都与工作面输送机的一节溜槽相连，因此主要根据输送机溜槽每节长度及槽帮上千斤顶连接块的位置来确定，我国刮板输送机溜槽每节长度为 1 5m，千斤顶连接块的位置在溜槽中长的中间，所以除节式相迈步式支架外，支架架间距一般为 1 5m。 座长度 底座是将顶板压力传递到底板和稳固支架的部件。在设计支架的底座长度时，应考虑如下方面：支架对底板的接触比压要小；支架内部应有足够的空间用于安装立柱液压控制装置、推移装置和其他辅助装置；使于人员操作相行走，保证支架的稳定性等。通常，掩护式支架的底座长度是3 5倍的移架步距 (一个移架步距为 o 6m)，即 2 1初选底座长度为 四连杆机构的作用和四连杆机构设计 连杆机构的作用 具有四连杆机构的液压支架从问世以来，经过长期的实践考验，显示出巨大优越性，并从根本上克服了支撑式支架稳定性和力学持性的缺陷，成为液压支架技术发展史上的一个重要里程碑。 四连杆机构是现代液压支架的主要稳定机构，其主要作用是保证支架的纵向和横向稳定性；承受和传递外载；保持支架的整体刚度。因此，对液压支架的研究常常离不开对四连杆机构的研究和买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 认识。下面通过对液压支架的运动过程进一步分析四连杆机构的特性和作用。支架升降时顶梁的运动轨迹是由四连杆机构决定的，即由顶梁与掩护梁交点 E 的轨迹 所决定。根据机构运动学分析， 图 2 1 所示。合理设计四连杆参数，即可控制 E 点的运动轨迹，改善支架支 护性能，减少连杆受力。 图 2 1 支架四连杆机构的运动轨迹 支架在最大高度和最小高度范围内运动时， E 点的运动轨迹呈 3 种形式：双向摆动 ( )、单向向后摆动 ( )和单向向前摆动 (和 )。选择不同的四连杆参数可以使 E 点轨迹处于上述 3 种曲线段。支架工作时，受到顶板载荷的作用，有下缩趋势。当 E 点轨 迹处于 时，顶梁相对于顶板有向煤壁移动的趋势，顶板对顶粱的摩擦力指向采空区侧。当 E 点轨迹处于 时，顶梁相对于顶板有向采空区移动的趋势，此时顶板对顶梁的摩擦力指向煤壁。当顶板运动趋势超过支架运动趋势时，顶梁与顶板间的摩擦力方向将取决于顶板的运动趋势。 从顶板管理方面分析，顶梁向煤壁方向移动比顶梁向采空区方向移动有利。前者对于保持粱端顶板处于挤压状态有利，而后者容易导致顶板产生离层或断裂，造成顶板断裂线前移或梁端冒顶。因此，合理设计四连杆参数使支架工作段内， E 点轨迹处于 比较理想，但对于调高范围大的支架，要达到要求是困难的。然而，由于四连杆销孔间隙的作用，使 E 点实际运动轨迹与上述理论轨迹不完全相同。为了保持支架梁端距的稳定，一般应控制梁端摆动幅度 3070压支架的纵向稳定性完全是由四连杆机构决定的，而不取决于立柱的多少。 液压支架实际受力状态十分复杂，经常受到非对称载荷和横向载荷的作用，保持支架横向稳定性和整体刚性十分重要。如图示支架立柱为二力构件，不具有承受较大横向载荷的能力。支架的横向载荷只能靠四连杆机构承受。 连杆 机构定位尺寸和极限参数的确定 在设计四连杆机构时，要根据四连杆机构的几何特性来确定。其四连杆机构的几何特性如下： (1) 支架从最高高度降到最低高度时，如下图所示顶梁端点运动轨迹的最大宽度 e 应小于或等于 70好为 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2 2 四连杆机构几何特征图 (2) 掩护梁上铰点到顶梁顶面之距离 H 和后连杆下铰点至底座底面之距 2 所示，当支架高度确定后，要用作图法确定四连杆机构，首先要根据配套尺寸 处 3130初步确定顶梁长度 铰点至顶梁顶面距 H 和后连杆下铰点的高度 ，在根据结构的合理性确定，一般支架距150 200型支架可取 210260于经济型液压支架此处取 H 2 =100煤层支架取 150 250对中厚煤层支架取 50 450对大采高支架取 450 600于经济型液压支架此处取 100(3) 支架最大和最小高度时掩护梁与水平夹角 不直接支撑顶板，而是作为重要的传力构件，把顶梁载荷传递到四连杆机构，这对保持支架 围岩力学状态的稳定有着显著的作用。其主要表现是： 掩护梁载荷参与顶梁的 力矩平衡，提高了梁端承载能力； 支架受到一个指向煤壁的水平推力，当支架处于支护工况时，有阻止顶板岩体向采空区移动的作用，而当处于移架工况时，有利于克服架体各方面的摩擦力，增强架体运动的稳定性。掩护梁水平投影过大，将增大掩护梁载荷，并承受顶板岩块的冲击载荷，而掩护梁载荷过大将减小顶板支护强度，造成移架困难。一般掩护式支架取 52 62 ；支撑掩护式支架取 60 70 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在支架最小支护高度时，为有利于矸石能沿梁体下滑，防止矸石停留在掩护梁上，根据物理学摩擦理论可知，即满足 W，其中 般为 般为偏于安全取 w= (4) 掩护梁与后连杆长度比的确定 在用作图法确定四连杆机构时，杆长比主要根据设计经验确定，一般应保证 5 ， 使后连杆在第一象限内摆动。根据近百种支架的统计，掩护梁与后连杆的长度比（ ，对两柱掩 护式支架一般为 四柱支撑掩护式支架一般为 掩护梁与前后连杆铰点间的距离可根据支架高度及连杆销子直径确定，一般取 300 500后连杆间夹角越大，连杆力越小。 5支架工作段要取曲线向前突的一端，如上图所示的 原因是当顶板来压时，立柱让压而下缩。使顶梁有前移的趋势防止岩石向后移动，又可以使作用在顶梁上的摩擦力指向采空区，同时底板阻止底座向后移动。使整个支架产生顺时针方向转动的趋势，从而增加了前梁断部的支护力，防止顶梁前断顶部冒落又可以使底座前端比压减小，可防止啃底，有利移架，水平力的合力也相应的减小，由于支架所承受的水平力由掩护梁来克服，所以减轻了掩护梁受力。 从以上的分析可知，为使支架受力合理和工作可靠，在设计四连机构时曲线运动轨迹应尽量使支架的工作段要取曲线向前突的一段，所以当掩护梁和后连杆长度已知后，从这个观点出发，在设计时只要把掩护梁和后连杆简化成曲柄滑块机构，进行作图就可以了。 杆机构优选设计法 目标函数的确定 根据附加力对液压支架受力影响的分析，为 减少附加力，必须使 有较小值。同时，为有效支控顶板，要求支架由高到低变化时，顶梁前端点与煤壁距离的变化要小。而支架在某一同高度时的 角，恰好是顶梁前端点的双纽线轨迹上的切线与顶梁垂线间的夹角。所以，只要令支架由高到低变化时，顶梁前端点运动轨迹近似成直线为目标函数，这两项要求都能满足。 2 四杆机构的几何特征如下图 2图 2杆机构的几何特征图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 1）支架在最高位置时： 2 ,即 度 ;5 , 即： 度。 (2) 后连杆与掩护梁的比值 ,掩护式支架为 I=撑掩护式支架为 I= (3)前 ,后连杆上铰点之距与掩护梁的比值为 。 （ 4） e 点的运动轨迹呈近似双曲线，支架由高到低双纽线运动轨迹的最大宽度 e # h1,p1,q1,i1,i,q2,g,a,b,f,e1,x1,y1,x2,y2,p3,q3,x3,y3,m,n,t,xc,yc,c,o; w,w1,w2,w3,w4,d,e,x4,y4,x5,y5,c1,k1,k2,x6,y6,l,s,u; fp=w+); &(&(d # h1,h2,q4,x,y,p4,k,j,r; a,b,c,d,e,g,ex,z,cx,fp=w+); 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 a=b=c=d=e=g=) cx=k*k*r*r-(k*k+j*j)*(r*j); z=(k*r+(k*k+j*j); cy=-z*z); p4=cy/z); x=g*a* y=a*g* if(f,y=%fn,x,y); x=%f , y=%fn,x,y); 运行结果如下： x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=, y=x=行结果使顶梁端点运动轨迹最大宽度为 32说明四杆机构优化设计结果是可用的。根据以上两个优化设计程序运算结果，对其中个别参数修正列出指主要结构参数如下表 2 3 所示： 表 2 3 输入 输出 标识符号 说明 结果 输入 架最高位置的计算高度 24002 支架最低位置的计算高度 1200出 U 护梁与顶梁铰点至瞬心和底座平面夹角为） 架最高位置时，后连杆与底座平面夹角 79 度 A 后连杆长度 1035 前，后连杆上铰点之距 394 前连杆长度 1082 前连杆下铰点高度 453 前，后连杆下铰点在底座上的投影之距 540 前连杆上铰点至掩护梁上铰点之距 1396 掩护梁长度 17901 支架最高位置时，顶梁与掩护梁夹角 51 度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 架最高位置时，前连杆与底座平面夹角 64 度 梁端点 运动轨迹最大宽度 32出结构尺寸简图如下页图 2 10： 图 2 10 支架主要尺寸 压支架的总体布置 计要求 满足采煤工艺及