支撑掩护式-液压支架总体结构及底座设计-正文

1、摘 要 在采煤工作面煤炭生产过程中 ，为了防止顶板冒落，维持一定的工作空间，保证工人安全和各项工作的正常运行，必须对顶板进行支护 。而液压支架是高压液体用为动力，由液压元件与金属构件组成支护控制顶板的设备，它能实现支撑、切顶、移架和推移输送机等一整套工序，实践表明液压支架具有支护性能好、强度高、移架速度快，安全可靠等优点。液压支架与可弯曲输送机和采煤炭机组成综合机械化采煤设备，它的应用对增架采煤工作面产量、提高劳动生产率，降低成本 ，减轻工人体力劳动和保证安全生产是不可缺少的有效措施。因此液压支架是技术上先进， 经济合理，安全上可靠、是实现采煤综合机械自动化不可缺少的主要设备。 主要阐述了一般

2、支撑掩护式液压支架的设计过程。设计内容包括：选架型、总体设计、底座的设计、主要零部件的受力分析和校核。煤层厚度介于3.0到3.6m之间，厚度适中。支架采用四连杆机构，以改善支架受力状况。顶梁、掩护梁、底座均做成箱体结构。立柱采用双伸缩作用液压缸，以增加工作行程来满足支架调高范围的需要。推移千斤顶采用框架结构，以减少推溜力和增大移架。关键字：液压支架；立柱；掩护；支撑 AbstractCoal production in the coal face, in order to prevent the roof fall, to maintain a certain working space, t

3、o ensure worker safety and the normal operation of the work must be carried out on the roof support. The high-pressure hydraulic fluid is used as the driving force hydraulic components and metal components by the composition of the roof support control device, it can achieve support, cut the top, mo

4、ving conveyor frame and over a whole set of processes, practices that have hydraulic support good performance, high strength, fast moving aircraft, safe and reliable. Hydraulic and adoption of flexible conveyor and the composition of mechanized coal mining coal machine equipment, its application to

5、the coal face by aircraft production, increase productivity, reduce costs, reduce manual labor and ensure the safety of workers is indispensable for the effective production measures. Therefore, hydraulic is technically advanced, economical, safe reliable, comprehensive mining machinery automation t

6、o achieve the main equipment essential.The general support for the cover of hydraulic support the design process. Design elements include: frame-type selection, design, design of the base, the main components of the stress analysis and verification. Ranged from 3.0 to 3.6m thick coal seam between th

7、e thickness of the medium. Support a four-linkage mechanism to improve the support force conditions. Top beam, shield, the base case structure made of. Column by double-acting hydraulic telescopic cylinders, to increase the work schedule to meet the stent to increase the range of needs. Jack goes wi

8、th frame structure to reduce the push force and increase the transfer slide rack. Keywords: hydraulic support；column；cover；support目 录摘要. Abstract第1章 绪论11.1 液压支架设计的意义11.2 液压支架的发展1第2章 液压支架的方案分析32.1 液压支架的组成32.2 液压支架架型的分类32.3 各类液压支架的特点5第3章 支撑掩护式液压支架的概述73.1 设计的原始条件73.2 支撑掩护式液压支架的特征参数73.2.1 支架73.2.2 立柱73.

9、2.3 前梁千斤顶73.2.4 推移千斤顶83.2.5 侧推千斤顶83.3 支撑掩护式液压支架的结构特点83.4 支撑掩护式液压支架的液压系统8第4章 液压支架的总体设计94.1 液压支架基本参数确定94.1.1 支架高94.1.3 支架间距104.1.4 理论支护强度104.2 液压支架四连杆机构的确定114.2.1 四连杆机构的作用114.2.2 四连杆机构的几何特征114.2.3 四连杆机构尺寸的确定134.3 液压支架配套设备及有关参数的确定204.3.1 采煤机和运输机型号的确定204.3.2 配套图.配套尺寸的确定204.3.3 泵站和各安全阀的选择204.4 顶梁的设计及有关参数

10、的确定214.4.1 顶梁的作用214.4.2 顶梁设计要求214.4.3 顶梁结构型式的确定214.4.4 顶梁主要尺寸的确定224.4.5 顶梁主要参数的确定234.5 底座的结构选择及参数的确定244.5.1 底座的作用244.5.2 底座设要求：244.5.3 底座的结构确定254.5.4 底座主要尺寸的确定254.6 掩护梁的结构选择及主要参数确定254.6.1 掩护梁的作用254.6.2 掩护梁结构型式如下254.6.3 掩护梁主要尺寸的确定264.7 立柱的结构选择及主要参数的确定264.7.1 立柱的作用264.7.2 立柱结构形式的确定264.7.3 立柱主参数的确定274.

11、8 推移装置的结构选择和主要参数的确定294.8.1 推移装置的作用294.8.2 推移装置的结构型式294.8.3 推移装置有关参数确定294.9 侧护装置的结构选择及主要参数的确定314.9.1 侧护装置的作用314.9.2 侧护装置结构形式的确定314.9.3 侧护装置参数确定324.9.4 侧护板活动方式的确定334.10 前梁千斤顶的选择及有关参数的确定344.10.1 前梁千斤顶行程的确定344.10.2 缸体内径和活塞直径344.10.3 前梁千斤顶推拉力的确定34第5章 支架受力分析计算355.1 液压支架的支护性能与外载荷355.2 支掩式支架的受力分析365.2.1 顶梁合

12、力Fn及其作用点位置375.2.2 前后连杆力F,405.2.3 底座合力大小及其作用点位置425.2.4 顶梁载荷分布435.2.5 支护强度计算445.2.6 底座平均接触比压445.3 支架受力计算455.3.1 原始数据455.4 支架受力影响因素分析505.4.1 支架支护高度对于受力的影响505.4.2 摩擦系统对支架受力的影响505.4.3 前梁千斤顶的推拉力对支架的受力影响505.4.4 瞬心位置角对支架受力影响50第6章 立柱强度较核526.1 立柱强度的验算526.2 油缸稳定性计算526.3 缸筒壁厚和外径计算与缸体的强度验算536.3.1 缸向等筒壁厚和外径计算与缸体强

13、度计算536.3.2 油缸的稳定性计算546.3.3 活塞稳定性计算566.3.4 活塞杆的强度验算566.4 立柱的稳定性极限力59结 论60致 谢61参考文献62CONTENTSAbstract. Chapter 1 Introduction11.1 The significance of hydraulic design1 1.1 The development of hydraulic.1Chapter 2 The overall analysis of hydraulic32.1 Hydraulic composition32.2 Hydraulic rack-based class

14、ification 32.3 Hydraulic rack-based classification5Chapter 3 Support overview covering hydraulic support73.1 The original design conditions 73.2 Support cover the characteristic parameters of hydraulic support73.2.1 Support73.2.2 Column73.2.3 Before the beam jack73.2.4 Jack goes83.2.5 Pushover jack8

15、3.3 Hydraulic shield support the structural characteristics83.4 Support cover the hydraulic system hydraulic support8Chapter 4 The overall design of hydraulic support94.1 Basic parameters of hydraulic support94.1.1 Support high94.1.2 Stent expansion ratio104.1.3 Support spacing104.1.4 Theory to supp

16、ort strength104.2 Hydraulic Determination of four-bar linkage114.2.1 The role of four-bar linkage114.2.2 The geometric characteristics of four-bar linkage114.2.3 Determine the size of four-bar linkage134.3 Hydraulic ancillary equipment and related Parameters204.3.1 Shearer and transport models to de

17、termine204.3.2 Supporting plans. Matching to determine the size of204.3.3 Pumping station and the safety valve of choice204.4 Roof beam design and parameter determination of the214.4.1 The role of the top beam214.4.2 Top beam design214.4.3 Determination of canopy structural types214.4.4 Top of the m

18、ain beam to determine the size224.4.5 Top beam to determine the main parameters234.5 Base of the structure determination of main parameters and selection244.5.1 The role of base244.5.2 Base design requirements244.5.3 Base of the structure determination254.5.4 Base to determine the main dimensions254

19、.6 Shield the structure of choice and determine the main parameters254.6.1 The role of shield254.6.2 Shield structure type is as follows254.6.3 Determine the size of the cover of the main beam264.7 Column structure determination of main parameters and selection264.7.1 The role of column264.7.2 Colum

20、n structure determination264.7.3 Column to determine the main parameters274.8 Device over the structure and main parameters determine the choice294.8.1 The role of the passage unit294.8.2 Over device structure type294.8.3 Device to determine the parameters over294.9 Side of the structure of protecti

21、on device selection and determine the main parameters314.9.1 The role of lateral protection device314.9.2 Side protection device structure determination314.9.3 Side of the retaining device has parameters to determine324.9.4 Sideguard activities to determine the way334.10 The choice of the former bea

22、m jack and the Parameters344.10.1 Determination of beam trip before Jack344.10.2 Cylinder diameter and piston diameter344.10.3 Jack pullout before the determination of beam34Chapter 5 Support stress analysis calculation355.1 Hydraulic Support Bracing and external load355.2 Support Force Analysis cov

23、er stent365.2.1 Top beam and the role of force positions Fn375.2.2 Before and after the connecting rod force F405.2.3 Force size and role of the base point position425.2.4 Roof Beam Load Distribution435.2.5 Calculation of support intensity445.2.6 Average exposure than the base pressure445.3 Support

24、Stress Computation455.3.1 Raw data455.4 Support Stress Factors505.4.1 Support for retaining a high degree of influence by force505.4.2 System to support the force of friction effects515.4.3 Jacks push pull pre-beam stand the force of the impact of515.4.4 Instantaneous center position angle on the Fo

25、rces Support51Chapter 6 Column strength than the nuclear526.1 Column strength checking526.2 Cylinder Stability526.3 Cylinder wall thickness and diameter cylinder strength calculation and checking536.3.1 Cylinder to the other tube wall thickness and diameter calculation and calculation of cylinder st

26、rength536.3.2 Stability Calculation of fuel tank546.3.3 Pistons Stability566.3.4 Checking the strength of the piston rod576.4 Column stability limit power59Conclusion60Thanks61References62 第1章 绪论1.1 液压支架设计的意义 液压支架是我们煤炭生产中一个重要的组成部件，它起着支护顶板，防止冒顶，维持工人一定的工作空间，保证安全和各项作业的正常运行。一个循环包括，降柱、移架、升柱、推溜四个动作。液压支架由顶

27、梁，底座、掩护梁、立柱、推移装置、操纵控制系统等主要部分组成。目前液压支架的分类有三类型，即支撑式液压支架、掩护式液压支架和支撑掩护式液压支架。 液压支架以高压液压作为动力，由液压元件与金属构件组成的支护和控制顶板的设备。这类支架适用于直接顶为中等稳定或稳定，老顶有明显或强烈的周期来压，瓦斯含量较大中厚或厚煤层中，液压支架的选型，其根本目的是使综采设备适应矿井和工作面的条件，投产后能做到高产、高效、安全、并为矿井的集中生产、优化管理和最佳经济效益提供条件，因此必须根据矿井煤层、地质、技术和设备条件进行选择。采用综合机械化采煤方法是大幅度增加煤炭产量、提高经济效益的必由之路。为了满足对煤炭日益增

28、长的需要，必须大量生产综合机械化采煤设备，迅速增加综合机械化采煤工作面。而每个综采工作面平均需要安装150台液压支架，可见对液压支架的需要量是很大的。由于不同采煤工作面的顶底板条件、煤层厚度、煤层倾角、煤层的物理机械性质等的不同，对液压的要求也不用。为了有效的支护和控制顶板，必须设计出不同类型和不同结构尺寸的液压支架。因此，液压支架的设计工作是很重要的。由于液压支架的类型很多，因此其设计工作量也是很大的，由此可见，研制和开发新型液压支架是必不可少的一个环节。1.2 液压支架的发展 在过去的半个多世纪中，煤矿井下开采支护设备的设计和使用发生了巨大变化。其中，最引人瞩目的是世界范围内广泛采用液压支

29、架作为长臂开采支护工程的主要设备。从采煤设备的发展过程来看，采用液压支架管理顶板是当代采煤技术史上一次重要的变革，也是煤矿现代化的主要标志。液压支架作为综合机械化采煤的关键设备之一，其重量约占综合采煤设备总重量的80%90%，其费用约占综合采煤设备总费用的因此60%70%，为了降低成本提高采煤的经济效益，世界各主要产煤大国都一直在积极地开展液压支架的研究。液压支架的设计、制造和使用，从1985年英国研制成功了液压支架发展到现在，已经基本成熟。美国是世界上最先进的采煤国家，美国综采工作面最高日产超7万吨，最高工效1336吨每工。澳大利亚也基本上采用一井一面的高集中化生产，使用两柱两柱掩护式液压支

30、架，支架的平均工作阻力为7640KN。我国液压支架经过30多年的发展，尽管取得了显著成绩，但总体水平与先进的国家仍存在一定差距。国产液压支架技术含量低、电液控制阀可靠性差，所用板材的耐压能力一般为16MPa,最好液压系统压力在35MPa。 第2章 液压支架的方案分析 2.1 液压支架的组成 液压支架要由顶梁、底座、掩护梁、立柱、推移装置、操纵控制系统等主要部分组成、 2.2 液压支架架型的分类 按照液压支架与围岩相互作用的关系，目前使用的液压支架分为三类，即：支撑式、掩护式和支撑掩护式支架。 a.支撑式支架 支撑式支架的架型有垛式支架和节式支架两种型式。如图2-1 b.掩护式支架 掩护式支架有

31、插腿式和非插腿式两种型式。如图2-2所示 c.支撑掩护式支架 支撑掩护式支架架型主要用：四柱支在顶梁上（如图2-3a，b所示）；二柱支在顶梁（如图2-3c所示）一柱 或二柱支在掩护梁上。 a b a垛式 b节式 图2-1 支撑式液压支架分类图 a b c a插腿式支架； b立柱支在掩护梁上非插腿式支架 c立柱支在顶梁上非插腿式支架 图22 掩护式液压支架分类图a b c a四柱平行支在顶梁上支架 b四柱交叉支在顶梁两柱在掩护梁上支架 c两柱在顶梁两柱支在掩护梁上支架图23 支撑掩护式液压支架分类图2.3 各类液压支架的特点 a支撑式支架前梁较长，支柱较多并呈垂直分布，支架的稳定性由支柱的复位装

32、置来保证。因此底座坚固定，它靠支柱和顶梁的支撑作用控制工作面的顶板，维护工作空间。顶板岩三石则在顶梁后部切断垮落。这类支架具有较大的支撑能力和良好的切顶性能，适用于顶板紧硬完整，周期压明显或强烈，底板较硬的煤层。老顶级别厚度直接顶类别12312312344架型 掩护式掩护式支撑式掩护式掩护式或支撑掩护式支撑式支撑掩护式支撑掩护式支撑或支撑掩护式支撑或支撑掩护式采高2.5m时用支撑式采高2.5m时用支撑掩护式支护强度支架采高m12941.32941.62942294应结合深孔爆破，软化顶板等措施处理采空区2343（245）1.3343(245)1.634323433441(343)1.3441(

33、343)1.644124414539(441)1.3539(441)1.65392539 表2-1 液压支架形式选择表 1）表中括号内数字系统掩护式支架顶梁上的支护强度 2）1.3、1.6、2为增压系数 3）表中采高为最大采高 b掩护式支架顶梁较短，对顶板的作用力均匀；结构稳定，抵抗直接顶水平运动的能力强；防护性能好调高范围大，对煤层变化适应性强；但整架工作阻力小，通风阻力大，工作空间小。这类支架适用于直接顶不稳定或中等稳定的煤层。 c支撑掩护式支架支柱两排，每排1-2根，多呈倾斜布置，靠采空区一侧，装有掩护梁和四连杆机构。它的支撑力大，切顶性能好，防护性能好，结构稳定，但结构复杂，重量大，价

34、贵，不便于运输。这类支架适用于直接顶为中等稳定或稳定，老顶有明显或强烈的周期来压，瓦斯储量较大的中厚或厚煤层中。所以根据上文阐述本设计选用支撑掩护式液压支架形式 第3章 支撑掩护式液压支架的概述3.1 设计的原始条件 本设计液压支架适用煤层度3到3.6m；直接顶为2类（中等稳定顶板）；老顶级别为级（老顶周期来压为强烈） 3.2 支撑掩护式液压支架的特征参数3.2.1 支架 本设计液压支架的支护高度最低2.85m,最高3.87m，支护宽度 1.421.6m.初撑力3257.2kN；工作阻力4045.574332.69kN；支护面积5.265.29m；支护强度0.7560.918MPa；底座面积2

35、.6m；底座比压1.551.66MPa；3.2.2 立柱 本设计立柱采用单伸缩双作用活塞式带机械加长杆的形式，立柱缸径180mm活塞直径170mm，活柱行程1200mm，加长杆长度为750mm，分五档，每档150mm，扑初撑力814.3kN；工作阻力1017.88kN。3.2.3 前梁千斤顶 前梁千斤顶缸径180mm杆径70mm行程140mm；初撑力251.33kN拉力116.16kN；工作阻力314.16kN。3.2.4 推移千斤顶 推移千斤顶缸径125mm；行程700mm；推溜力111.61kN；移架力224.28kN。 3.2.5 侧推千斤顶 侧推千斤顶缸径63mm；推力90.40kN；

36、拉力53.95kN；行程170mm； 3.3 支撑掩护式液压支架的结构特点 该支架采用刚性能主梁加铰接前梁的分段组合式结构的顶梁；掩护梁采用直线型整体式箱形结构；底座采用整体式框架结构，以减小底座比压；立柱分前后两排布置，均向前倾斜，后排立柱倾角小于前排，有利于提高切顶性能；推移装置采用浮动活塞式，使移架力大于推溜力。3.4 支撑掩护式液压支架的液压系统 该支架液压系统包括立柱系统和千斤顶系统，操纵阀系统，千斤顶系统又包括推移千斤顶、侧推千斤顶、挑梁千斤顶系统。所有系统用同一泵站供液。本支架选用35Mpa作为泵站额定工作阻力，两位三通手动换向阀控制。 3.5 ZY28型支撑掩护式液压支架的配套

37、尺寸设备 运输机：SGWD-180PB型 采煤机：MLS3PH-170型第4章 液压支架的总体设计4.1 液压支架基本参数确定4.1.1 支架高支架高度确定原则，应根据所采煤层的厚度，采区范围内地质条件的变化等因素来确定，其最大与最小高度为： S1 (mm) (4-1) （mm） (4-2)式中： -支架最大高度，mm-支架最小高度， mm-煤层最大高度， =3600 mm-煤层最小高度， =3000 mmS1-考虑伪项煤冒落时，仍有可靠支撑力所需要的支撑高度，一般采取200300mm，S1取270 mm，S2-顶板最大下沉量是，一般取100200 mm，S2取150 mm，a移架时支架的最小

38、可缩量，一般取50 mm，浮矸石、浮煤厚度，一般取50 mm，由式41可得 270=3870 mm由式42可得 30001505050=2750mm所以取： =3870mm =2750mm4.1.2 支架的伸缩比 支架的伸缩比是指其最大与最小高度之比。 即：m=/ (4-3) m=3870/2750=1.44.1.3 支架间距 支架间距是相邻两支架中心之间的距离。目前，支架间距B主要根据刮板输送机溜槽每节长度及槽帮上千斤顶连接连接的位置确定。目前是，我国刮板运输机溜槽每节长度为1.5米，千斤顶连接位置在刮板槽槽帮中间，所以，支架间距一般为1.5米，本设计取B=1500mm。4.1.4 理论支护

39、强度 本设计中支撑掩护式支架的名义支护强度 (4-4)支架名义支护强度, kN/m2采高所对应的支护强度，见表21采高所对应的支护强度，见表21对应的采高，见表21对应的采高，见表21支架的结构高度，在，之间。对应最大结构高度=3.80m=3m =705.6kN/m2=4m =862.4kN/m2将各数据代入式（44）得采高最大时支架名义支护强度=705.6(862.4705.6)=831.0kN4/m2 4.2 液压支架四连杆机构的确定4.2.1 四连杆机构的作用 四连杆机构是掩护式支架和支撑掩护式支架的最重要的部件之一，其作用概括起来主要有两个：一是支架由高到低变化时，借助四连杆机构的顶梁

40、前端的运动轨迹呈近似双纽线，从而提高了管理顶板的性能；二是使支架能承受较大的水平力。4.2.2 四连杆机构的几何特征 1) 支架高度在最大和最小范围内变化时，如图4-1所示，顶梁端点运动轨迹的最大宽度e应小于或等于70mm，最好在30mm以下。 2) 最高位置和最低位置时,顶梁与掩护梁的夹角P后连杆与底平面的夹角Q，如图4-1所示,应满足如下要求: 支架在最高位置时,P=520620,Q=750850;支架在最底位置时,为有利矸石下滑,防止矸石停留在掩护梁上,根据物理学摩擦理论可知,要求tgPW,如果纲和矸石的摩擦系数W=0.3,则P=16.70.而Q角主要考虑后连杆底部距底板要有一顶距离,防

41、止支架后部冒落岩石卡住后连杆，使支架不能下降，一般去Q=250300，在特殊情况下需要角度较小时，可提高后连杆下绞点的高度。 3) 从图4-1可知，掩护梁与顶梁绞点e和瞬时中心O之间的连线与水平的夹角Q。设计时，要使Q角满足tgQ的范围，其原因是角直接影响支架承受附加力的数值图4-1 四连杆机构几何特征图 4) 顶梁前端点运动轨迹双钮线向前凸的一段为支架最佳工作段，如图4-1所示的h段。其原因是顶板来压时，立柱让下缩，使顶梁有向前移的趋势，可防止岩石向后移动，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，使整个支架产生顺时针转动的趋势，从而增加了顶梁前端的支护力，防止顶梁前端

42、上方顶板冒落，并且使底座前端比压减少，防止啃底，有利移架。水平力的合力也相应减少，所以减轻了掩护梁外负载。 从以上分析得知，为使支架受力合理和工作可靠，在设计四连杆机构的运动轨迹时，应尽量使e值减少。当已知掩护梁和后连杆的长度后，在设计时只要把掩护梁和后连杆简化成曲柄滑块机构，如图4-2所示（实际上液压支架四连杆机构属双摇杆机构）图4-2 掩护梁和后连杆构成曲柄滑块机构图 4.2.3 四连杆机构尺寸的确定a) 掩护梁和后连杆长度的确定 用解析法来确定掩护梁和后连杆的长度。 图4-3 掩护梁和后连杆计算图图4-3中： L2-e点垂直线到后连杆下铰点之距，（mm） G-掩护梁长度（mm） A后连杆

43、长度（mm） H1支架最大计算高度，由下式求得 H1=H220160=3870220160=3490（mm） 220（mm）是后连杆下铰点与底平面之距； 160（mm）是掩护梁上铰点与顶梁上平面之距 支架最小计算高度。 =-220160=2750220160=2370（mm） P1、P支架最高与最低下位置时，掩护梁与顶梁夹角(度) Q1 Q 支架最高与最低位置时，后连杆与底平面夹角（度）从几何关系可以列出如下两式： G.COSP1A.COSQ1=L (45) G.COSP-A.COSQ2=L (46)将以上两式联立可得： （47）对于支撑掩护式支支架，A/G值应满足如下范围：A/G=0.610

44、.82支架在最高位置时有： （48） 掩护梁长度为： （49）后连杆长度为： A=G(A/G) 按四连杆机构的几何特征所要求的角度支撑掩护式支架要求的A/G值的范围，选取两组P,Q,P,Q数据，由式（47）,(49), 可求出A,G具体结果见表4-1 b) 四连杆机构其它各部分尺寸的确定用几何作图法来确定四连杆机构其它各部分尺寸。如图4-4具体作图步骤如下： 1) 确定后连杆下铰点O点的位置，使它比底座面略高200250mm（或类比同类型支架确定） 2) 过O点作与底座面平行的水平线HH线。 3) 过O点作与HH线的夹角为Q1的斜线。 4) 在此斜线截取线段，长度等于A,a点为支架在最高位置时

45、后连杆与掩护梁的铰点。 5) 过a点作与HH线有交角P1的斜线，以a点为圆心，以G点为半径作弧交些斜线一点e此点为掩护梁与顶梁的铰点。 6) 过e点作HH线的平行线，则HH线与FF线的距离为H1，为液压支架的最高位置时的计算高度。 7） 以a点为圆心，以（0.220.3）G长度为半径作弧，在掩护梁上交一点b,为前连杆上铰点的位置。 8） 过O点作与HH线夹角为Q的斜线。 9） 在此斜线上截取线段. 的长度等于A，a点为支架降到最低位置时，掩护梁与后连杆的铰点。 10） 过a点作与HH线有交角P2的斜线，以a点为圆心，以G为半径作弧交些斜线一点e，此点为支架在最低位置时，顶梁与掩护梁的铰点。 1

46、1） 以a为圆心以（0.220.3）G长度为半径作弧，在掩护梁上交一点b，为支架在最低位置时前连杆上铰点的位置。 12） 取线之间一点e为液压支架降到此高度时掩护梁与顶梁铰点。 13） 以O为圆心，为半径圆弧。 14） 以e点为圆心，掩护梁长为半径作弧，交前圆弧上一点a，以点为液压支架降到中间某一位置时，掩护梁与后连杆的铰点。 15） 以连线，并以a点为圆心，ab长为半径作弧，交上一点b点。则b， b,b三点为液压支架在三个位置时 ，前连杆上铰点。 16） 由b， b,b三点确定的圆心C，为前连杆下铰点位置。 17） 过C点HH线作垂线，交点d，则线段,和为液压支架四连杆机构。 18） 按以上

47、初步求出的四连杆机构的几何尺寸，再用几何作图法画出液压支架掩护梁与顶梁铰点e的运动轨迹，只要逐步变化四连杆机构的几何尺寸，便可以画出不同的曲线，再按四连杆机构的几何特征进行校核，最终选出较优的四连杆机构尺寸。图4-4 液压支架四连杆机构的几何作图法图 按以上作图步骤，作出三组不同的连杆机构几何分析图分别求出相关的参数和尺寸。图4-5 四连杆机构几何图图4-6 四连杆机构几何图图4-7 四连杆机构几何图四连杆机构几何图见4-5 各尺寸参数见表4-1项目 组数支架在最高位置时P1580590590Q1800790790支架在最低位置时P2250230240Q23803303400.6120.626

48、0.624（mm）242323902390前后连杆在掩护梁上铰点之距（mm）567626627瞬心角15.20190170前后连杆在底座上铰点水平之距(mm)720935860前后连杆下铰点到底座平面之距(mm)644570640前连杆长(mm)137216001500A=G(A/G) (mm)147814571457前后连杆长比值0.921.101.03支架顶梁前端运动双纽线最大宽度e（mm）306038表4-1 四连杆参数表通过比较，本设计选取方案。 4.3 液压支架配套设备及有关参数的确定4.3.1 采煤机和运输机型号的确定 根据配套尺寸关系，在设计中选用采煤机和运输机型号为：运输机：S

49、GWD-180PB型 采煤机：MLS3PH-1704.3.2 配套图.配套尺寸的确定 1)液压支架配套关系图,如图4-6所示。 2)配套尺寸的确定，由图4-5可知配套尺寸 E=624233630376=1889（mm）图4-6 液压支架配套关系图4.3.3 泵站和各安全阀的选择 在设计中选择泵站型号为XRB2B型。泵站的理论工作压力为35MPa,由于供液泵在工作过程中的磨损有等原因，实际供液压力为35MPa，在立柱初撑阶段，因为没有应用液体流动，管路损失为零，取初撑压力为32MPa。 4.4 顶梁的设计及有关参数的确定4.4.1 顶梁的作用 顶梁是支护顶板一定面积的直接承载部件，并为立柱、掩护梁、护顶装置等提供必要的连接点。4.4.2 顶梁设计要求 顶梁不但要有一定的刚度和强度，还要保证支护顶板的需要，如：有足够顶板覆盖效率，同时，要求顶梁能适应顶板变化，与顶板接触压力分布均匀，避免因局部应力而引起损坏。4.4.3 顶梁结构型式的确定 支撑掩护式支架的顶梁较长 ，为了改善顶梁的接顶状况