（毕业设计全套）液压支架掩护梁及四连杆机构设计（打包下载）

顶梁断面形状顶梁都为箱式结构，般由钢板焊接而成。

为加强结构的刚度，在上下盖板之间焊有加强筋板，构成封闭式棋盘型。

顶梁前端呈滑撬式或圆弧形，以减少移架阻力。

在顶梁下面焊有铸钢柱窝，柱窝两侧有孔，用钢丝绳或销轴把立柱和顶梁连接起来，支撑掩护式支架在顶梁后端有销孔，通过销轴与掩护梁上的销孔相连。

对于支撑掩护式支架，为了便于侧护板能自由伸缩，要在顶梁顶面上加焊块比侧护板稍厚的钢板，称为顶板，如图所示，同时增强了顶梁的结构强度。

图顶梁断面.顶梁主要尺寸的确定顶梁长度顶梁长度配套尺寸底座长度掩护梁与顶梁铰点至顶梁后端点之距梁面积式中顶梁长度，顶梁宽度，在本次设计中顶梁宽度为，代入公式得.支护面积式中支护面积，移架后顶梁前端点到煤壁的距离，般.支架间距支架中心距，般为.代入公式得.支架的理论支护阻力式中支架的理论支护阻力，支护面积支护强度支架在最高处的理论支护阻力为.顶板覆盖率式中顶板覆盖率顶梁面积支护面积代入式中得侧护板侧护板的选择顶梁和掩护梁的侧护板有两种侧固定另侧活动的侧护板，由于固定侧护板与梁体焊接在起，可节省原梁体的侧板，既节省材料又可加固梁体。

在设计时，根据左右工作面来确定左侧或右侧为活动侧护板。

般沿倾斜方向的上方为固定侧护板，下方为活动侧护板。

活动侧护板通过弹簧筒和侧推千斤顶与梁体连接，以保证活动侧护板与邻架的固定侧护板靠紧。

但当改换工作面开采方向时，活动侧护板便位于倾斜方向的上方，对调架防倒等带来不便，所以很少采用。

两侧皆为活动侧护板。

这种侧护板可以适应工作面开采方向变化的要求，有利于防倒和调架。

本设计取两侧皆为活动侧护板的类型。

侧护装置的作用消除相邻支架掩护梁和顶梁间的间间隙，防止冒落矸石进入支护空间作为支架移架的倾倒防止支架的倾倒调整支架间距侧护板的结构型式如图所示，这种型式克服了当顶板被冒落矸石压住时，影响侧护板伸缩的缺点，但支架承受偏载时，侧护板装置受力很大。

图侧护板的机构形式.侧护板尺寸的确定顶梁侧护板的侧向宽度，按支架升降高度和推移步距来确定。

即考虑到当架升起，另架降柱时，要保证相邻两架侧护板不脱离接触。

同时考虑到支架降柱后要前移，为防止顶梁后部侧护板脱离接触，顶梁侧护板后部要加宽，加宽的长度般为顶架后部起大于个步距，即大于。

掩护梁侧护板的侧面宽度，主要考虑移架步距，般比个步距大，即相当。

当架固定，另架前移时，两架之间能封闭，同时又考虑到降架前移时，原不动的掩护梁侧护板下部不致脱开。

所以，掩护梁侧护板下部要加宽。

顶梁和掩护梁侧护板的顶面宽度，与活动侧护板的行程有关。

由两台相邻支架的架间距离来确定。

顶梁和掩护梁侧护板的连接，在考虑动作灵活可靠的情况下，应尽量减少间隙，加强密封性。

.立柱立柱是支架的承载构件，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。

．立柱类型为双作用活塞式立柱，如图。

此种类型的立柱具有结构简单成本低等优点。

．立柱数为两根。

．立柱间距为.。

．支撑方式为四柱平行支在顶梁上。

般立柱轴线与顶梁的垂线夹角小于支架在最高位置时，由于夹角小，所以有效支撑能力大。

．立柱缸体内径.查标准表取代回原公式可求得.根据查表得活柱外径工作阻力额定工作压力.泵站压力立柱的初撑力与泵站额定工作压力立柱初撑力按下式进行计算式中泵站额定工作压力减去从泵站到支架沿城压力损失后的值。

泵站额定工作压力即泵站产品目录中给定的值。

．安全阀压力与立柱工作阻力的确定安全阀的调整压力，按选定后的立柱刚体内径和支架承受的理论支护阻力来确定。

即式中的按下式计算式中支架在最高位置时立柱倾角。

求出后，再选定种动作压力与相近的标准安全阀，此安全阀的动作压力即为支架安全阀的调整压力。

立柱工作阻力按下式进行计算当泵站和安全阀都选定后，立柱的初撑力和工作阻力便已确定，液压支架的设计和使用经验表明，初撑力与工作阻力间应满足定关系，即。

过小，不能有效地支撑顶板，过大，易压碎顶板。

目前这个关系有增加的趋势，掩护式支架取.为宜。

立柱位置的确定立柱布置掩护式支架为二柱。

支撑方式掩护式支架为倾斜布置，这样可克服部分水平力，并能增大跳高范围。

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，可使调高范围增加。

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.。

立柱柱窝位置的确定掩护式支架柱窝位置的确定掩护式液压支架立柱上下柱窝位置的确定，对液压支架能否正常工作，极为重要。

为此，在设计时，必须根据顶板载荷分布和底板条件，先确定支架顶梁的支撑力分布和底座对底板的比压分布，使支架能适应工作面条件的要求，从此来确定立柱上，下柱窝的位置。

立柱上柱窝位置的确定液压支架立柱上柱窝位置的确定原则，从理论上分析，要使顶梁支撑力分布与顶梁载荷分布致。

但顶板载荷分布复杂，分布规律因支架顶梁与顶板的接触情况而异。

为了简化计算，假定顶梁与顶板均匀接触，载荷沿顶梁长度方向按线性规律变化，沿支架宽度方向分布。

把支架的空间杆系结构简化成平面杆系结构。

同时为偏于安全，可以认为顶梁前端载荷为零，载荷沿顶梁长度方向想后越来越大呈三角形分布，并按集中载荷计算，所以，支架支撑力分布也为三角形，以此计算立柱上柱窝位置。

此时认为支架顶梁承受集中载荷在顶梁初，取顶梁为分离体，受力情况如图所示图顶梁受力分析.对点取矩式中立柱上柱窝至顶梁和掩护梁铰点之距支架支护阻力，支架最大支护强度支护面积顶梁长度不包括顶梁与掩护梁铰点至顶梁后端之距立柱工作阻力之和顶梁和掩护梁铰点至顶梁顶面之距立柱上柱窝中心至顶梁顶面之距立柱在最高位置时的倾角度解已知代入上面的式中，即千斤顶技术参数确定推移千斤顶推移千斤顶的缸径与推移方式有关。

直接推移方式千斤顶的缸体内径式中推移千斤顶的推力般取框架推移方式千斤顶的缸体内径式中推移千斤顶的移架力在薄煤层中中厚煤层中厚煤层中。

浮动活塞式推移千斤顶的缸体内径按下两式联立求得式中活塞杆直径本设计选用直接推移方式的千斤顶，由以上计算出来的推移千斤顶的刚体内径，再按表按标准取其他尺寸杆径泵压.推力拉力推移千斤顶的行程与推移步距有关，当推移步距为时，推移千斤顶的行程为，按标准取。

.掩护梁和四连杆机构掩护梁掩护梁是支架的掩护构件，它有承受冒落矸石的载荷和顶板通过顶梁传递的水平载荷引起的弯矩，掩护梁的用途，掩护梁承受顶梁部分载荷和掩护梁背部载荷并通过前后连杆传递给底座。

掩护梁承受对支架的水平作用力及偏载扭矩。

掩护梁和顶梁包括活动侧护板起，构成了支架完善的支撑和掩护体，完善了支架的掩护和挡矸性能，掩护梁的结构为钢板焊接的箱式结构，在掩护梁上端与顶梁铰接，下部焊有与前后连杆铰接的耳座。

有的支架在掩护梁上焊有立柱柱窝。

活动侧护板装在掩护梁的两侧。

从侧面看掩护梁，其形状有直线型折线型图掩护梁结构型式.掩护梁的侧面形状选直线式的。

四连杆机构四连杆有两种结构型式。

前后连杆选用单杆式结构。

前连杆是单杆后连杆是整体式的结构式。

图单杆式连杆.本设计取前后连杆是单杆式结构，如图后连杆的强度校核取顶梁为分离体，如图所示，各力对取矩，可求出的作用位置为图顶梁分离体受力.式中平衡千斤顶的推拉力，立柱下铰点到底面的距离。

图顶梁和掩护梁分离体.再对顶梁和掩护梁为分离体如图所示，各力对取矩，写出含有的的表达式，此表达式与联立，可解出为图掩护梁分离体受力.由图写出方向和方向的力系平衡方程，再由此解出顶梁与掩护梁铰点的内力和再取掩护梁为分离体，如图所示。

写出力系的方向和方向平衡方程，解出为.后连杆截面积取.，材料取号钢，取屈服极限安全系数.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要求外，还要求对底板起伏不平的适应性要强，对底板接触比压要小，要有足够的空间能安装立柱液压控制装置推移装置和其它辅助装置，要便于人员操作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等。

底座的作用及用途底座在支架工作过程中起着将顶板压力传递到底板并稳固支架的作用。

用途是为支架的其他结构件和工作机构提供安设的基础。

与前后连杆和掩护梁起组成四连杆机构。

将立柱和前后连杆传递的顶板压力传递给底板。

底座的结构型式整体式整体式底座是用钢板焊接成的箱式结构，整体性强，稳定性强，强度高，不易变形，与底板接触面积大，比压小。

如图所示的底座用于支撑式支架，箱体高度大，便于安装复位装置。

如图所示的底座高度低，占用空间小，般用于掩护式或支撑掩护式支架。

对分式为使底座在定范围内适应底板起伏不平的变化，通常把底座制成前后或左右对分式，如图所示，分为前后两个底座箱的对分式，两者通过销轴与弹簧钢板铰接而成。

图为左右两个底座箱的对分式，两者用过桥弹簧钢板和销轴等连接。

底靴式底靴式底座的特点是每根立柱支承在个底靴上，立柱之间用弹簧钢板连接，立柱与底靴之间用销轴连接，如图所示.它的结构轻便，动作灵活，对底板的不平整适应性强。

但刚性差，与底板接触面积小，稳定性差，般用于节式支架上。

对以上三种形式的底座进行比较，本次设计选取的底座型式为整体式，如图图底座的结构型式.本次设计支架所采用的整体式底座前端都做成滑撬形，以减少支架的移动阻力，同时底座后部重量大于前端，避免移架时底座啃底，底座与立柱间连接处用铸纲球棉面柱窝接触，以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。

在底座中间后部去掉块，减少底座后部与底板的接触面积，增加底座后部比压，同时有利排矸。

整体式底座是用钢板焊接成的箱式结构，整体性强，稳定性好，强度高，不易变形，与底板接触面积大，比压小等优点，还有底座高度低占用空间小等优点底座主要尺寸的确定底座长度通过比较，取底座长度为.底座宽度通过比较，取底座宽度为.参考文献陈庆禄朱银昌.煤矿液压支架设计监测试验使用与维护内蒙古科学技术出版社唐大放冯晓宁杨现卿.机械设计工程学中国矿业大学出版社王永岩.理论力学煤炭工业出版社隗金文王慧.液压传动东北大学出版社华大年华志宏吕静平.连杆机构设计上海科学技术出版社吴宗泽.机械设计实用手册化学工业出版社朱孝禄.中国机械设计大典江西科学技术出版社袁晓光.液压支架现状及发展趋势大同电子科技研究所陶驰东主编.采掘机械.北京机械工业出版社