掩护式液压支架设计摘要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，点轨迹处于段比较理想，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，般应控制梁端摆动幅度。液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。四杆机构之间的关系掩护式和支撑掩护式支架的四连杆机构都是双摇杆机构。双摇杆机构形成的条件是最短杆和最长杆之和小于其余两杆长度之和，而最短杆为上连杆掩护梁，最短杆的对边为固定杆底座，即。在点作角，再取定长度与交于点，点作为后连杆和掩护梁的铰接轴。以为圆心，为半径画圆弧。以为圆心，以的长度为半径画圆弧与弧交于点。点和点就是后连杆在支架为最小高度和最大高度时的极限位置。在上取长度，必须使。点作为前连杆与掩护梁的铰接轴。,这样就是最短杆。而且要使度度。.。。时，载荷呈梯形分布，如图.所示。顶梁前端比压为式.顶梁后端比压为式.由于.小于所以载荷分布为三角形。将，.，.代入公式.得顶梁后端比压为液压支架的强度校核.强度条件在液压支架的研制试验过程中，各构件的强度汁算是极为必要的。前面数章的内容已经给出了支架主要零件部件受力分析和负荷的计算方法。但是由于液压支架的结构特点外载荷特点以及使用条件的特殊性，在强度计算中的强度条件也有其特殊性。当然强度条件要以现阶段液压支架所选用的材料制造工艺以及大致形式等为依据，随着时间的推移，如果上述诸点有变，强度条件也必须作相应调整。强度校核均以材料的屈服极限为计算安全系数如表.所示。表.支架安全系数安全系数前梁底座顶梁掩护梁前连杆.安全系数后连杆主要轴缸体焊缝活塞杆主顶梁的校核主顶梁的弯距计算假设前梁失去作用，主顶梁受集中载荷，其受力如图.所示由上面求出为，距离铰接点。做主顶梁的受力及力矩图.所示图.顶梁受力图图.顶梁弯矩图由图可知.主顶梁做成等断面箱式结构，在最大弯矩处的断面如图.所示图.最大弯矩断面图主顶梁的强度计算形心位置各板件计算数据如表.所示表.各板件计算数据件号数量结构件的形心位置为.惯性矩.弯曲应力安全系数钢板材料选取，满足强度要求。.掩护梁强度校核掩护梁受力情况掩护梁的受力分析如图.所示处理后的力学模型由受力图可以看出掩护梁的危险截面在前连杆与掩护梁铰接处，故需校核此危险截面的弯曲强度。此处截面的弯曲强度为图.掩护梁受力分析图主顶梁做成等断面箱式结构，在最大弯矩处的断面如图.所示图.最大弯矩断面图掩护梁强度计算掩护式液压支架设计摘要性决定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起，称为控制阀。支架的工作阻力是支架的个重要参数，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。即式.式中支架的支护面积，.液压支架的类型和结构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。支撑式支架支撑式支架是出现最早的种架型，按其结构和动作方式的不同，支撑式支架又分为垛式支架和节式支架两种结构型式。垛式支架每架为整体，与输送机联接并互为支点整体前移。节式支架由个框节组成，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是顶梁较长，其长度多在左右而且立柱多，般根，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是支撑力大，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。由上可知，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。掩护式支架掩护式支架的结构特点是有个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，除少数掩护式支架根立柱外，般都是排根立柱。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，般为.左右。掩护式支架的支护性能是支撑力较小，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。支撑掩护式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，个别情况下，也有后排立柱支撑在掩护梁上而前排立柱支撑在顶梁上。特种液压支架特种液压支架是为满足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种基本架型。.对液压支架的基本要求.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。.液压支架要有足够的推溜力和移架力。推溜力般为左右移架力按煤层厚度而定，薄煤层般为，中厚煤层般为，厚煤层般为。.防矸性能要好。.排矸性能要好。.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。.为了操作和生产的需要，要有足够宽的人行道。.调高范围要大，照明和通讯方便。.支架的稳定性要好，底座最大比压要小于规定植。.要求支架有足够的刚度，能够承受定的不均匀载荷和冲击载荷。.在满足强度条件下，尽可能减轻支架重量。.要易于拆卸，结构要简单。.液压元件要可靠。.支架的选型设计设计的原始条件煤层厚度米顶设条件老顶级直接顶级，底板平整，无影响支架通过的断层。工作面配套设备采煤机.，刮板输送机。煤层倾斜角小于度，支护强度底板抗压强度泵站压力安全阀调定压力。支架的支护性能与外载荷由液压支架的工作状态知，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