液压支架设计说明书【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 I 摘要 我国是煤炭大国。每年有大量煤炭开采，为了能更好的更快的开采煤炭，开采设备就显得尤为重要了，而液压支架就是用来开采煤层用的。整个液压支架占整个开采设备的 70%以上费用。所以各大煤矿都需要采煤设备压支架分为掩护式、支撑式、支撑掩护式。其中各有各的有缺点。支撑掩护式因为其结构复杂、重量大、造价贵，少有被采用的。支撑式因为其 支柱受横向载荷时较易弯曲，顶梁长、移架时空顶面积大、同一段顶板受到垂直支撑的次数多，不利于顶板控制。所以多采用掩护式液压支架。本毕业设计就针对掩护式液压支架进行了设计 。 首先根据液压支架的性能参数要求和支架的受力分析确定了液压支架的各个部件的主要参数，主要部件有底座、后连杆、前连杆、掩护梁、顶梁。其次针对前主要部件进行了详细设计。并绘制了液压支架总装图、底座焊接图、后连杆图、立柱装配图和立柱活塞图，接着对支架的主要部件底座、后连杆、立柱进行了一定的强度校核。 本设计从液压支架的工作原理出发，通过对支架进行生产试验和研究分析确定了合理的液压支架受力参数、运动参数和结构参数，形成一套完整的液压支架设计资料，为液压支架的设计起到了一点参考作用，具有一定的理论指导作用 。 关键词 ：液压支架；后连杆；底座；立柱；结构设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is a a of in to is is to 0% of So to is of it in of is of of of of to So it on to of by to of of of a a a a of of an to of of of of to to by a of of to a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 1 绪 论 . 1 . 1 . 3 2 0/40D 型液压支架原理及选型设计 . 4 压支架工作原理 . 4 压支架的类型结构的确定 . 7 压支架基本要求设计 . 8 . 9 3 0/40D 型支架的结构设计及受力分析 . 12 架高度、中心距的确定 . 12 . 14 . 16 . 18 梁载荷分布 . 22 4 0/40D 型支架主要部件的参数设计 . 23 . 23 . 23 . 25 . 26 . 31 斤顶技术参数的确定 . 33 5 0/40D 型液压支架的强度校核 . 39 度条件 . 39 连杆强度校核 . 39 . 40 6 支架技术经济分析 . 43 7 结论 . 44 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 考文献 . 45 致谢 . 46 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪 论 内外液压支架发展现状及发展趋势 液压支架和综采设备的输出综采设备的发展和广泛应用主要用在煤炭开采，煤炭工业技术创新工业设备不仅具有显著的作用，还对采煤技术发展水平有着全方面的改进，并能够有力的促进其发展。 加速煤炭工业企业的建设、改造和革新技术装备的进程，增加地下开采和露天开采的煤产量 就是加速现代化进程的前提。最复杂和闲难的方法就是地下开采方法，但是，这种方法很普遍应用这也集中在工业发达国家和以煤作为 次能源的地区。而且，开采优质煤，包括炼焦煤，都是采用地下开采方法。 综合机械化液压支架采煤是煤炭工业的一次技术革命，彻底改变了煤炭工业的面貌，综合机械化液压支架采煤是 20 世纪人类科技发展的重要成果。 综合机械化采煤技术在我国的研究试验、使用、发展，将改变了我国煤炭工业的面貌，降低工人的劳动强度，提高产量、劳动生产率和企业效益。满足了国民经济建设对煤炭的大量需求，集中生产简化了整个生产系统， 提高了生产安全性。我国综采技术发展的这几十年里，使我国的煤炭生产、开采技术水平跨进了世界先进行列，综放开采技术跃居世界领先地位。 液压支架的工作面支护问题始终是困扰各大企业煤矿生产安全、产量和效率的重要问题。以液压支架为主要开采设备的综合机械化采煤 (以下简称综采 )的诞生和发展是煤矿生产发展史上的一次重大革命。不仅从根本上改变了劳动条件和安全条件，也为工作面产量和效率的快速提高奠定了坚实的基础。但是综采设备初期投资高，特别是液压支架占综采设备总投资约 70%，因此液压支架的合理选用就显的十分重要了。 这几十年来 在液压支架技术在不断发展中，形成了以煤炭科总院专业研究所和支架制造厂家设计所为主的液压支架研究设计队伍，采用计算机行各种类型支架的设计和选择，并用有限元计算软件等进行各种计算，并普及了计算机绘图。我们国家制订的缓倾斜工作面买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 顶板分类和它研究成果为支架设计、选型和提供了有力的指导依据和参考。制造方面形成以专业制造厂为主、机械工业部们及船舶制造总公司等专业厂为辅的制造大体系，以及以国家煤矿液压支护设备质量检测中心为骨干的检测队伍。制定有关液压支架的检测标准有 11 项之多，建立了各种支架 检测手段，成就了一支研究、制造和使用液压支架的庞大队伍，形成了研制液压支架的雄厚基础。不仅可以满足国内的需要，还向俄罗斯、美国、土耳其和印度等发达欠发达国家出口液压支架或成套综采设备。 为适应我国煤矿综 合 采 煤 机械化的发展，国内综采设备 研究 设计和制造 厂家 已研制开发出具有先进技术水平的大功率电牵引采煤机、重型刮板输送机、电液控制 的 强力液压支架和多 个 点驱动 的 大运力带式输送机。配套设备的生产能力 可以 达到 14002 600 t/h， 在 一定 的煤层和矿井条件下，综采工作面可 以 实现 煤 年产 300 万吨 以上。 新型煤矿用单 体支护设备，采用悬浮式的液压技术原理，生产矿用单体支护设备，其技术水平已经达到了国际领先水平，填补了国内外的技术空白。 液压支柱的各项技术如柱塞悬浮，密封胀紧，密封补偿，无内泄漏、无圆弧焊缝等技术和安全特点，都具有独创性。新型矿用单体支护设备的设计，消除了五十多年来国际单体支护设备一直存在的内泄漏和圆弧焊缝脆断等危险和安全隐患问题。很好的解决了深部煤矿开采冲击地压条件下回采工作面顶梁支护的关键技术，结束了由德国人创造发明的单体支护设备的历史，开创了中国人民发明的第三代单体支护技术设备的先河，并会长期使 用第三代单体支护技术设备。该产品普遍适用在煤矿回采工作面的顶板支护、端头支护，在薄煤层、中厚煤层及较厚煤层工作面都可以运用，是煤矿的重要支护设备。 近 10 多年来液压支架的发展趋势是向两柱掩护式和四柱掩护式架型发展，架型结构趋向完善，设计方法更先进、更快，参数向更高工作阻力、更大中心距发展。液压支架另一重大突破就是控制系统，应用电液控制技术，采用电磁控制先导阀，先进可靠的压力和位移传感器，自由灵活的编程的微处理机技术、红外线遥感技术等现代科技，使液压支架的动作自动连续灵活进行，移架速度大大提高，支架循环时间最 低达到 68s 之间。 我国自 1973 年来开始大规模引进英国、德国等国家的综采设备，经买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 历了长期消化、吸收和改进提高的过程，到目前已形成了较完整的设计、制造和参数化设计，掩护式液压支架的制造和采煤技术也有了长远发展。 采用综合机械化采煤方法可以大幅度增加煤炭产量、提高经济效益。为了满足对煤炭增长的需要，就要大量生产综合机械化采煤设备和增加综合机械化采煤工作面。由于采煤工作面的底顶板情况、煤层厚度、煤层的机械性质等不同，对液压支架的设计要求也就不同。要有效的支护和控制顶板，必须设计 选择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非常重要。由于液压支架的种类很多，因此其设计工作量也较大，由此可见，研制和开发新型的液压支架是一件必不可少的事情。 通过对液压支架的理论学习研究，我完成了对液压支架的设计工作，加深了对液压支架工作原理、工作性能要求和工作环境及其结构的认识了解。通过对液压支架的结构分析，加深和巩固机械原理的有关内容；通过对液压支架受力的分析和关键部件的强度校核，加深我对专业基础课理论力学和材料力学和专业机械设计有关内容的巩固和理解。同时通过对液压支架的设计，能够更 好的了解国内外液压支架的发展方向和发现目前煤矿液压支架存在的主要问题，从而为以后更深认的了解和设计液压支架打下坚实的基础。 通过自己独立地完成指定的毕业设计任务，提高理论知识、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考工具书的方法，提高编写论文的能力，进一步加强了计算制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名合格的机械工程师打下了良好的基础。 现代社会对人才提出了更高的要求，作为一名湖南科技大学的大学毕业生，不仅要打好坚实的专业知识，还应具备机械技术人才应有的综合素质。同时通过完成这次毕业设计，可以锻炼自己解决实际 工程问题的能力；在整个毕业设计的过程中，以我们的主动学习为主，教师教授适时指导为辅；将素质教育和毕业设计、教学相融合，从根本上提高毕业设计的质量和水平 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 2 0/40D 型液压支架原理及选型设计 压支架工作原理 液压支架在采煤工作过程中，不仅要可靠的支撑顶板，维持安全工作空间，而且要随工作面的推进进行移架和推移输送机。因此，支架要实现升架、降架、推架、移架四个基本动作，而这些动作是利用泵站供给的高压液体，通过工作面性质不同的几个液压缸来完成的，如图 示。 图 压支架工作原理 1 顶梁； 2 立柱； 3 推移千斤顶； 4 安全阀； 5 单向筏； 6、 7 操纵阀； 架升降过程 当操作阀处于升柱位置时，从乳化液泵站来得高压液体通过操纵阀液控单向阀 5 进入立柱 2 的下腔，立柱上腔回液，支架升起，并撑紧顶板。当操纵阀处于降柱位置时，工作液体进入立柱的上腔，同时打开液控单向阀，立柱下腔回液，支架下降。 架推移过程 支架的前移和推移输送机是通过操纵阀和推移千斤顶 3 来实现的。移架时，先使支架卸载下降，再把操纵阀置于移架位置，从乳化 液泵站来的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 高压液体进入推移千斤顶的前腔即活塞杆腔，后腔即活塞腔回液。这时，支架以输送机为支点前移。移架结束后，再把支架升起，使支架撑紧顶板。若将操纵阀置于推溜位置，高压液体进入推移千斤顶后腔即活塞腔，前腔即活塞杆腔回液，这时输送机以支架为支点被推向煤壁。 架承载过程 支架的承载过程是指支架与顶板之间相互力学作用的过程，它包括初撑、承载增阻和恒阻三个阶段。 (1) 初撑阶段 在升架过程中，当支架的顶梁接触顶板，直到立柱下腔的液体压力逐渐上升到泵站工作压力时，停止供液，液控单向阀 6 立即关闭 ，这一过程为支架的初撑阶段。此时支架对顶板的支撑力为初撑力。 (2) 承载增阻阶段 支架初撑结束后，随着顶板的下沉，立柱下腔的液体压力开始逐渐升高，支架对顶板的支撑力也随之增大，呈现增阻状态，这一过程为支架的承载增阻阶段。 (3) 恒阻阶段 随着顶板压力的进一步增加，立柱下腔的液体压力越来越高，当升高到安全阀 5 的调定压力时，安全阀打开溢流，立柱下缩，液体压力随之降低。当降到安全阀的调定压力时，安全阀关闭。随着顶板的继续下沉，安全阀重复这一过程。由于安全阀的作用，支架的支撑力维持在某一恒定数值上，这是支架的恒 阻阶段。此时，支架对顶板的支撑力成为工作阻力，它是由支架安全阀的调定压力决定的。对于掩护式和支撑掩护式支架，其初撑力和工作阻力的计算还要考虑到立柱倾角的影响因素。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 架的工作特性曲线 由上图 知，支架工作时，其支撑力与时间的关系，可用支架工作特性曲线表示，如图 所示，曲线上的0t、 1t 、3阻、和恒阻阶段的时间。 上述工作过程说明 ：支架在达到额定工作阻力以前具有增阻性，以保证支架对顶板有效的支撑作用；当支架达到额定工作阻力以后，支架能随顶板的下沉而下缩，即具有可缩性和恒阻性，支架的工作特性决定在于立柱、液控单向阀、安全阀和操纵阀的性能和密封的好坏。所以这些元件是支架的关键液压元件 通常液控单向阀和安全阀组合在一起使用，称为控制阀。支架的工作阻力是支架的一个重要参数，它表示支架支撑力的大小。但是，由于支架的顶梁长短和间距大小不同，所以并不能完全反映支架对顶板的支撑能力。因此，通常单位支护面积顶板上所受支架工作阻力值的大小，即支护强度来 表示支架的支护性能。即 10 (式中 F 支架的支护面积， 2m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 压支架的类型结构的确定 液压支架按其对顶板的支护方式和结构特点的不同，分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三种基本架型。 撑式液压支架 支撑式支架是出现较早的一种架型，按其结构和动作方式的不同，支撑式支架可以分为垛式支架和节式支架两种结构型式。垛式支架每架为一整体，与输送机联接并互为支点整体前移。节式支架由 23 个框节组成，移架时，各节之间互为支点交替前移，输送机用与支架相连的推移千斤顶推移。节式支架由于稳定性差，现已基本淘汰。 支撑式支架的结构特点有：顶梁较长，其长度多在 4m 左右；而且立柱多，一般 46 根，且垂直支撑；支架后部设复位装置和挡矸装置。以平衡水平推力和防止矸 石窜入支架的工作空间内。支撑式支架的支护性能有：支撑力较大，且作用点在支架后部，故切顶性能好；对顶板重复支撑的次数多，容易把本来完整的顶板压碎；抗水平载荷的能力差，稳定性差；护矸能力差，矸石易窜入工作空间；支架的工作空间和通风断面大。 由此可知，支撑式支架适用于直接顶稳定、老顶有明显或强烈周期来压，且水平力小的条件。 护式液压支架 掩护式支架的结构特点有：以较宽的掩护梁以挡住采空区的矸石进入作业空间，其掩护梁的上端与顶梁铰接，下端通过前后连杆与底座连接。底座、前后连杆和掩护梁形成四连杆机构，以 保持稳定的梁端距和承受水平推力。立柱的支撑力间接作用于顶梁或直接作用于顶梁上。掩护式支架的立柱较少，除少数掩护式支架 1 根立柱外，一般都是一排 2 根立柱。这种支架的立柱都为倾斜布置，以增加支架的调高范围，支架的两侧有活动侧护板，可以把架间密封。通常顶梁较短，一般为 右。 掩护式支架的支护性能有：支撑力较小，切顶性能差，但由于顶梁短，支撑力集中在靠近煤壁的顶板上，所以支护强度较大、且均匀，掩护性较好，能承受较大的水平推力，对顶板反复支撑的次数少，能带压移架。但买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 由于顶梁短，立柱倾斜布置，故作业空间和通风断 面小。 由上可知，掩护式支架适用于顶板不稳定和中等稳定、老顶周期来压不明显、瓦斯含量少的破碎顶板条件。 撑掩护式液压支架 支撑掩护式支架是在吸收了支撑式和掩护式两种支架优点的基础上发展起来的一种支架。因此，它兼有支撑式和掩护式支架的结构特点和性能，可适用于各种顶底板条件。 支撑掩护式支架的顶梁由前梁与主梁构成，四根立柱支撑在顶梁和立柱之间，掩护梁的上端与顶梁铰接，下端用连杆与底座相连。这种支架的优点是：支撑力大，切顶性能强，防护性能好，通风断面大，稳定性好，应用范围广。它的主要缺点是：结构复杂 ，成本较高。 支撑掩护式支架的立柱均为两排，立柱可前倾和后倾。也可倒八字形布置和交叉布置。通常，两排立柱都直接支撑在顶梁上，有的情况下，也有后排立柱支撑在掩护梁上而前排立柱支撑在顶梁上。 种液压支架 特种液压支架是为满足某些特殊要求而发展起来的液压支架，在结构型式仍属于上述某种基本架型。 压支架基本要求设计 1. 为了满足采煤工艺及地质条件的要求，液压支架要有足够的初撑力和工作阻力，以便有效地控制顶板，保证合理的下沉量。 2. 液压支架要有足够的推溜力和移架力。推溜力一般为 100右；移架力按煤层厚度而定，薄煤层一般为 10050厚煤层一般为150250煤层一般为 250400 3. 防矸性能要好。 4. 排矸性能要好。 5. 要求液压支架能保证采煤工作面有足够的通风断面，从而保证人员呼吸、稀释有毒气体等安全方面的要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 6. 为了操作和生产的需要，要有足够宽的人行道。 7. 调高范围要大，照明和通讯方便。 8. 支架的稳定性要好，底座最大比压要小于规定植。 9. 要求支架有足够的刚度，能够承受一定的不均匀载荷和冲击载荷。 10. 在满足强度条件下，尽可能减轻 支架重量。 11. 要易于拆卸，结构要简单。 12. 液压元件要可靠。 计的原始条件 煤层厚度： H ；顶设条件老顶 、直接顶 ，底板平整，无影响支架通过的断层。工作面配套设备：采煤机： 板输送机： 730/320。煤层倾斜角小于 15 度，支护强度、底板抗压强度、泵站压力、安全阀调定压力 架支护性能与外载荷 由液压支架的工作状态可知，支架承受的外载荷是顶板下沉形成的。在顶板下沉过程中，支架的顶梁与顶板有相对滑动的现 象，支架不仅受有垂直于顶梁的力，还受有平行于顶梁的摩擦力。垂直于顶梁的力由支架的工作阻力来平衡。在支架承载过程中，支架底座承受工作面底板反作用力。 为了设计计算方便，要对支架的外载荷和支架本身进行简化，概述如下： 把支架简化成一个平面杆系结构。为偏于安全，在计算时把外载荷视为集中载荷；金属结构件按直梁理论计算；顶梁、底座与顶底板被认为均匀接触，载荷沿支架长度方向按线性规律分布，沿支架宽度方向为均布；通过分析和计算可知，掩护梁上矸石的作用力，只能使支架实际支护阻力降低所以，在进行强度计算时不计，使掩护梁偏于 安全；立柱和短柱按最大工作阻力计算；产生作用在顶梁上的水平力的情况有两种， 是由于支架让压回缩，顶梁前端点运动轨迹为近似双纽线，顶梁与顶板间产生相对位移，顶板给予顶梁水平摩擦力，另一种是由于顶柜向采空区方向移动，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 使支架顶梁受一指向采空区的水平摩擦力。顶梁和顶板的静摩擦系数 W， 一般取 不同支护高度时各部件最大受力值进行强度校核，本设计取 响架型选择因素 (1) 煤层厚度 煤层厚度不但直接影响到支架的高度和工作阻力，而且还影响到支架的稳定性。当煤层厚度大于 煤取下限，硬煤取上限 ） 时，应选用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架。当煤层厚度变化较大时，应选用调高范围大的支架。 (2) 煤层倾角 煤层倾角主要影响支架的稳定性，倾角大时易发生倾倒、下滑象。当煤层倾角大于 10 15 时，应设防滑和调架装置，当倾角超过 18 时，应同时具有防滑防倒装置。 (3) 底板性质 底板承受支架的全部载荷，对支架的底板影响较大，底板 的软硬和平整性，基本上决定了支架底座的结构和支承面积。选型时，要验算底座对底板的接触比压，其值要小于底板的允许比压 (对于砂岩底板，允许比压为 底板为 右 )。 (4) 瓦斯涌出量 对于瓦斯涌出量大的工作面，支架的通风断面应满足通风的要求。 (5) 地质构造 地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板允许暴露面积和时间分别在 58 2m 和 20下时，暂不宜采用液压支架。 (6) 设备成本 在满足要求的前提下，应选用价格便宜的支 架。 架架型确定 从架型的结构特点来看，由于架型的不同，它的支撑力分布和作用也买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 不同；从顶板条件来看，由于直接顶类别和老顶级别的不同，支架所承受的载荷也不同。所以，为了在使用中合理地选择架型，要对支架的支撑力、采煤高度和承载的关系进行分析，使支架的支撑力能适应顶板载荷的要求。 根据煤层厚度 ，属于中厚煤层。支架的适应高度为 24 米煤质条件老顶 、直接顶 ，底板平整，无影响支架通过的断层，根据表 步选定为掩护式两柱液压支架。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 3 0/40D 型支架的结构设计及受力分析 架高度、中心距的确定 架高度的确定 支架高度的确定原则，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： 1（ 2 煤层最大采高， 煤层最小采高 伪顶冒落的最大厚度，一般取 S 顶板最大下沉量，一般取 100200mm a 移架时支架的最小可缩量，一般取 50a 矸、浮煤厚度，一般取 50设计采高 支架高度为 24m 架伸缩比 支架的伸缩比指最大与最小支架高度之 比值为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 代入数据得 m=2。 架间距 所谓支架间距，就是相邻两支架中心线间的距离。按下式计算： 3 n C （ 式 中： 支架间距（支架中心距）； 每架支架顶梁总长度； 3C 相邻支架（或框架）顶梁之间的间隙 ； n 每架所包含的组架的组数或框架数，整体自移式 支 架 。 支架间距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，因此目前主要根据输送机溜槽每节长度及帮槽上千斤顶连结块的位置来确定，斤顶连结块位置在溜槽中长 的中间，所以除节式和迈步式支架外，支架间距一般为 本次设计 取 支架的中心距为 座长度确定 座长度 底座是将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，应考虑如下诸方面：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为 3 倍的移架步距 (一个移架步距为 即 右。本次设计取底座长 Z= 座宽度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 支架底座宽度一般为 提高横向稳定性和减小对底板比压，厚煤层支架可加大到 右，放顶煤支架为 座中间安装推移装置的槽子宽度与推移装置的结构和千斤顶缸径有关，一般为300380度取 1510 连杆机构的作用与缺点 1梁端护顶 鉴于四连杆机构可使托梁铰接点呈双纽线运动，故可选定双纽线的近似直线部分作为托梁铰接点适应采高的变化范围。这样可使托梁铰接点运动时与煤壁接近于保持等距，当梁端距处于允许值范围之内时，借此可以保证梁端顶板维护良好。 2挡矸 鉴于组成四连杆机构的掩护梁既是连接件，又是承载件，为了承受采空区内破碎岩石所赋予的载荷，掩护梁一般做成整体箱形结构，具有一定强度。由于它处在隔离采空区的位置，故可以起到良好的挡矸作用。 3抵抗水平力 观测表明：综采面给予支架的外载，不但有垂直于煤层顶板的分力，而且还有沿岩层层面指向采空区方向（或指向煤壁方向）的分力，这个水平推力由液压支架的四连杆机构承受，从而避免了立柱因承受水平分力而造成立柱弯曲变形。 4提高支架稳定性 鉴于四连杆机构将液压支架连成一 个重量较大的整体，在支架承载阶段，其稳定程度较高。 四连杆机构在具有以上诸作用的同时，也有一些缺点。首先，支架在工作过程当中，四连杆机构必须承受很大的内力，从而导致支架结构尺寸的加大和重量的增加；其次，由于四连杆机构对顶板产生一个水平力（又称水平支撑力），因此对支架的工作性能将产生不良影响 。 四连杆几何特征 （ 1）支架在最高位置时， 1P =52 62 ，即： 1Q=75 85 即 支架在最低位置时，保证 P1 25。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 （ 2）后 1 连杆与掩护梁的比值，掩护式支架为 I =撑掩护式为 I = （ 3）前后连杆上绞点之距与掩护梁的比值为 I （ 4） e 点的运动轨迹呈近似双纽线，支架由高到低双纽线运动轨迹的最大宽度 70e （ 5）支架在最高位置时的 应小于 （ 6）综上取 1P =57 1Q =80 2P =26 2Q =28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 架工作方式对顶梁长度的影响 根据支架工作方式和设备配套尺寸来确定顶梁长度 。 支架工作方 式对支架顶梁长度 有 很大影响。先移架后推溜方式（及时支护）要求顶梁有较大长度；先推溜后移架方式（滞后支护）要求顶梁长度较小。这是因为采用先移架后推溜的工作方式时，支架要超前输送机一个步距，以便采煤机过后，支架能及时前移，支控新暴露的顶板，做到及时支护，因此，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要长一个步距，一般为 600 本次设计 采用及时支护方式。 梁长度计算 顶梁长度K+Z+A 1Q )-G 1P )+300+e+100 （ 式中： e 支架由高到低顶梁前端点最大变化距离； 1Q 、 1P 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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 采煤机： 板输送机 ： 20。查综采设备手册得三机配套尺寸为：配套尺寸 K=671+1553=2224入相关数据得： 顶梁长度2224+2750+14970 )-300057 )300+40+100=3360梁的宽度 : 顶梁不仅必须满足支架的工作阻力的要求，还要使顶梁覆盖住顶板，以减少矸石的冒落。顶梁的覆盖率为顶梁面积与控制顶板面积比值的百分数。 取顶梁宽 B=1480面积 A=支护面积( )； =300mm,则顶板覆盖率 =A/00%=，顶板覆盖率在 90%以上则符合设计要求。则取 B=1480根据护帮最窄处取为 1200 架受力分析 板状态 在采煤工作面中，当煤被采出后，就会出现一定的空间，由于受上部岩层压力，出现离层和裂隙，如果不及时支护，顶板就要冒落，不支护的时间越长，危险就越大。而顶板冒落是有一定过程的， 一般可分为三个阶段，开始顶板处于无压状态，此时顶板较完整，而且没有下沉，称为无压状态；但经一定时间后，顶板就会下沉，通常称为老顶来压，此时顶板并不破裂，而且这种下沉带有一定的周期性，所以称为老顶周期来压状态；如果不及时支护，顶板就会破裂而冒落，此时叫冒落状态。 支架在这三种状态下是这样工作的：开始支架以初撑力支撑顶板，此买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 时为无压状态；当周期来压时，顶板下沉，使立柱下腔压力增大，当增大到大于安全阀调正压力时，安全阀被打开，使立柱下腔压力下降，称为立柱让压状态，使支架以工作阻力支护顶板； 如果继续来压，就要不断让压，所以立柱要有一定的向下行程，如没有向下行程，称为压死状态，这是在设计和使用中必须注意避免的现象；当支架前移后，此时顶板处于无支护状态，顶板就要冒落，这就是液压支架在工作过程中的三种状态。 支架在工作面受力是由于顶板下沉，同时又有向采空区移动的趋势，使顶梁受合力和底座受底板反力，其中顶板合力的垂直分力 F ,由支架工作阻力来克服，所以在计算支架的工作载荷 F 时按支架的工作阻力来确定。 该支架整体受力如图 示，图中求 1F 、 1F 及作用点位置。 图 接式顶梁支架受力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 首先去顶梁为分离体； 图 梁分离体受力 各力对 a 点取矩，