液压支架系统与立柱设计摘要支架由高到低顶梁前端点最大变化距离支架在最高位置时，分别为后连杆和掩护梁与水平面的夹角。经计算得顶梁长度为。立柱布置.立柱数目前国内支撑式支架立柱数为根，常用的为根掩护式支架为二柱支撑掩护式支架为四柱。故此支架数目选。型液压支架选用单伸缩机械加长杆，如图.所示。．支撑方式支撑式支架立柱为垂直布置。掩护式支架为倾斜布置，这样可克服部分水平力，并能增大调高范围。般立柱轴线与顶梁的垂线夹角小于支架在最低工作位置时，由于角度较大，可是调高范围增加。同时由于顶梁较短，立柱倾角加大可以使顶梁柱窝位置前移，使顶梁前端支护能力增加。支撑掩护式支架，根据结构要求呈倾斜或直立布置，般立柱轴线与顶梁的垂直夹角小于支架在最高位置时，由于夹角较小，有效支撑能力较大。．立柱间距立柱间距指支撑式和支撑掩护式支架而言即前后柱的间距。立柱间距的选择原则为有利于操作行人和部件合理布置。支撑式和支撑掩护式支架的立柱间距为.。.各部件结构选择液压支架各个部件的结构形式与工作面的顶底板条件和支架结构形式有关，选择时根据支架的结构和工作面顶底板条件，对各个部件的结构进行分析，最后择优选择。顶梁顶梁是与顶板直接接触的构件，除满足定的刚度和强度要求外，还要保证支护顶板的需要，如有足够的顶板覆盖率同时要求适应顶板的不平衡性，避免因局部应力而引起损坏。本支架采用刚性顶梁带铰接式护帮，顶梁由前后梁铰接。在铰接护帮安装有护帮千斤顶，用来支撑靠近煤壁处的顶板，同时还可以使护帮上下摆角，适应顶板起伏变化和增加顶梁前端的支撑能力。各类顶梁都为箱式结构，般有钢板焊接而成。为加强结构的刚度，在上下盖板之间焊有加强筋板，构成封闭式棋盘形。顶梁前端呈滑撬式或圆弧形，以减少移架阻力。支撑式支架后端焊有挂帘板，作为挂挡矸帘之用。在顶梁下焊有铸钢柱窝，柱窝两侧有孔，用钢丝绳或销轴把立柱和顶梁连接起来。顶梁端面形状和顶梁如示图.顶梁断面底座底座是将顶板压力传递到底板和稳固支架的部件。因此，底座除了满足定的刚度和强度外，还要求对底板起伏不平的适应性要强，对底板接触比压小，要有足够的空间能安装立柱液压控制装置推移装置和其他辅助装置，要便于人员行走能起定的挡矸排矸作用要有定的重量，以保证支架的稳定性。型支架的底座结构选用底分式刚性底座，如图.。底座前端制成滑撬形，以减小支架的移架阻力。同时底座后部重量大于前部，避免移架时啃底。底座与立柱之间连接处用铸钢球面柱窝接触，以避免因立柱偏斜受偏载，并用限位板和销轴限位，防止立柱脱出柱窝。在整体式底座后部中间去掉块钢板，减少底座后部与底板的接触面积，增加底座后部的比压，同时有利于排矸。立柱立柱是支架的承压构件，它长期处于高压受力状态，它除应具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，还必须有足够的抗压抗弯强度，良好的密封性能，结构要简单，并能适应支架的工作要求。立柱的结构由缸体活塞缸口和活塞杆等组成。如.图缸体是立柱的承压部件。般用无缝钢管制成。缸体内表面是活塞的密封表面，所以要求很高的加工精度。活塞是立柱的关键元件，对它的主要要求是保证密封性能良好，运动表面能承受外力的冲击。活塞可以套在活柱上，或直接焊接在活柱上。用钢制作活塞时，可在活塞上安装导向环与缸体内径配合。导向环多用塑料制品，也有用铜合金制成。在不承受横向力或横向力很小的情况下，可以用保护密封圈的尼龙挡圈兼做导向环。活塞靠密封圈密封，密封圈有型型型型鼓型蕾型等。鼓型密封圈是两个夹布型橡胶圈压制而成的整体实心密封圈，它和两个型防挤圈起使用，适用于工作压力，在压力小于.时，可以不加挡圈。它可用于各种活塞上的双向密封。鼓型密封圈是个型夹布橡胶圈和唇内夹橡胶压制而成的单向实心密封圈。它适用于装入各种液压活塞头和导向套上，为单向密封。工作压力小于.时，可以不加挡圈。以上两种密封圈的使用，简化了活塞结构，装配方便，但密封圈本身加工较复杂。活塞的轴向固定方式由三种用螺帽加防松螺钉固定用压盘和螺钉固定用半圆环加弹性挡圈固定。活柱和活塞杆是立柱传递机械力的重要零件，它要能承受压力和弯曲等载荷作用，必须耐磨和耐腐蚀，可用或号钢制成。为防止在矿井条件下表面生锈和腐蚀，表面要镀铬，并要注意保护，防止外部硬伤。缸口用钢丝挡圈固定，是在导向套外侧装有钢丝挡圈，内侧装有密封圈和防尘圈。这种结构简单，装卸方便，但要求活塞杆外径与缸体内径之间有比较大的空间，这种固定方式使用较多。固定钢丝和钢丝挡圈的连接方式，不能耐高压。当密封液体压力较高时，可采用半圆环结构连接方式。推移装置液压支架推移装置是保证支架正常推溜和拉架，实现工作面正常循环作业的重要装置。在设计支架时，应根据支架结构和配套要求合理选择推移装置的形式，并充分保证支架推移装置对工作面条件和配套的适应性。推移装置的型式如表.所示表.推移装置千斤顶的型式型式特点适用条件普通式普通活塞式双作用千斤顶可为外供液式，也可为内供液式目前已很少直接用作推移装置，而多与反拉框架起使用，应用较广外供液式结构简单，应用广泛差动式千斤顶结构仍为普通型式，利用交替阀的油路系统，使其减小托输送机力用于直接拉架的方式，目前应用较少浮动活塞式千斤顶活塞可在活塞杆上滑动，使环腔供液时拉力与普通千斤顶相同但在活塞腔供液时，使压力的作用面积仅为活塞杆断面积，从而减小了推输送力广泛用于直接拉架方式，与短推杆等导向件起使用动作时间有定滞后，但般不影响使用推移装置般由推移千斤顶推杆或框架等导向传力杆件以及连接头等部件组成，其功能连接型式见表.。表.推移装置的功能与主要连接型式功能将输送机推向煤壁，保证作业循环将液压支架拉向煤壁方向，及时支护顶板框架或推杆与底座导向通道共同作为支架输送机移动时的导向，起定的防滑作用连接型式直接连接端固定在支架底座般位于支架纵轴线上，另端固定在输送机或输送机底托架上。此时移架和推输送机都用个推移千斤顶移步横梁间接连接在推移装置与输送机之间加个移步横梁千斤顶仅与移步横梁连接。这种方式减少了支架与输送机之间的约束和影响比较机动，但结构复杂相邻支架或支架节连接这种方式般用于节式