发布时间 : 星期四 文章机械毕业设计979经济型掩护式液压支架的设计更新完毕开始阅读8f17429305087632311212f8
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在综采工作面支架选型时，还应注意下述四点原则：
(1) 对于不稳定和中等稳定顶板，应优先选用二柱掩护式支架。但在底板极松软条件下，必须严格验算并限制支架底座尖端比压，不得超过底板容许比压即极限载荷强度。在此条件下，通常应避免使用重型支架。
(2) 对于非常稳定和稳定的难垮落顶板和周期来压强烈和十分强烈的顶板，应优先考虑选取四柱支撑掩护式支架。
(3) 众所周知，三点决定一个平面，由于顶板不平，四柱式支架中总有一根支柱对顶板的实际支撑力很低，因而二柱式掩护支架支撑能力利用率高于四柱式。即二柱式支架对顶板的实际支撑力高于同样名义额定阻力的四柱式支架，特别是对机道上方顶板的支护强度。
（4）在不稳定顶板条件下使用四柱式支架应注意对机道上方的顶板控制，包括增加前任阻力及可伸缩前梁等。
2.2.3 影响架形选择的因素
液压支架的选型受到矿井的煤层、地质、技术和设备条件的限制，因此，以上因素都会影响到支架的选型。
液压支架架型的选择首先要适合于顶板条件。一般情况下可根据顶板的级别，由表3-1-5 见《综采技术手册》（上册）中直接选出架型。
（1）煤层厚度
① 当煤层厚度超过2.5m，顶板有侧向推力和水平推力时，应选用抗扭能力强的支架，一般不用支承式支架,而采用掩护式或支撑掩护式液压支架。
② 当煤层厚度达到2.5m～2.8m以上时，需选择带有护帮装置的掩护式或支承掩护式支架。
③ 煤层厚度变化大时，应选择调高范围较大的掩护式，带有机械加长杆或双伸缩立柱的支架。
④ 假顶分层开采，应选用掩护式支架。 （2）煤层倾角
① 煤层倾角<10?时，支架可不设防倒滑装置。
② 倾角在10°～15（支撑式支架取下限，掩护式支架和支撑式支架取上限）以上时，应选用带有防滑装置的支架。
③ 倾角>18°时，应选用同时带防滑防倒装置的支架。
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（3）底板强度
① 验算比压，应使支架底座对底板的比压不超过底板允许比压。 ② 为使移架容易，设计时要使支架底座前部比后部的比压小。 (4) 瓦斯含量
对瓦斯涌出量大的工作面，应符合保安规程的要求，并选用通风端面较大的支承式或支承掩护式支架。
(5) 煤层硬度
当煤层为软煤层时，支架最大采高一般≤2.5m；中硬煤层时，支架最大采高一般≤3.5m；硬煤层时，支架最大采高<5m。
(6) 地质构造
断层十分发育，煤层变化过大，顶板的允许暴露面积在5～8㎡以下和时间在20min以上时，暂不宜使用综采。
(7) 设备成本
同时允许选用几种架型时，优先选用价格便且的支架。支撑式支架最便宜，其次
是掩护式，最贵为支撑掩护式支架。
2.3 液压支架的整体结构尺寸的设计
2.3.1 支架的高度和伸缩比
（1）根据所设计的支架架型为ZY2000/14/26型,最大和最小结构高度分别为: Hmax=2.6m ,Hmin=1.4m. (2) 支架伸缩比
支架的伸缩比指最大与最小支架高度之比值即： m?2.6Hmax?1.857 =
1.4Hmin液压支架的使用寿命较长，并可能被安装不同采高的采煤工作西，所以，支架应具仑较大的伸缩比。在采用双伸缩立柱时，垛式支架的伸缩比为1.9；支撑掩护式支架为2.5；掩护式支架可达3。一般范围是1．5全2．5，煤层较薄时选大值。但考虑尽量减轻支架重量，降低造价，可搞系列化，加强支架对顶底板的适应性，降低伸缩比，尽量采用单伸缩油缸或带机械加长杆来增加调高范围。由于伸缩比
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m>1.6,故应选双伸缩立柱或带机械加长杆的单伸缩立柱。考虑到伸缩比不太大，以及设备成本拟选择机械加长杆的单伸缩立柱。
2.3.2 支架间距
支架间距B要根据支架型式来确定，但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，因此主要根据输送机溜槽每节长度及槽帮上千斤顶连接块的位置来确定，我国刮板输送机溜槽每节长度为1．5m，千斤顶连接块的位置在溜槽中长的中间，所以除节式相迈步式支架外，支架架间距一般为1．5m。
2.3.3 底座长度
底座是将顶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是3．5倍的移架步距(一个移架步距为o．6m)，即2．1m左右。故初选底座长度为2.1m。
2.4 四连杆机构的作用和四连杆机构设计
2.4.1 四连杆机构的作用
具有四连杆机构的液压支架从问世以来，经过长期的实践考验，显示出巨大优越性，并从根本上克服了支撑式支架稳定性和力学持性的缺陷，成为液压支架技术发展史上的一个重要里程碑。
四连杆机构是现代液压支架的主要稳定机构，其主要作用是保证支架的纵向和横向稳定性；承受和传递外载；保持支架的整体刚度。因此，对液压支架的研究常常离不开对四连杆机构的研究和认识。下面通过对液压支架的运动过程进一步分析四连杆机构的特性和作用。支架升降时顶梁的运动轨迹是由四连杆机构决定的，即由顶梁与掩护梁交点E的轨迹所决定。根据机构运动学分析，E点的运动轨迹一般为一条双纽线，如图2－1所示。合理设计四连杆参数，即可控制E点的运动轨迹，
改善支架支
护性能，减少连杆受力。
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图 2－1 支架四连杆机构的运动轨迹
支架在最大高度和最小高度范围内运动时，E点的运动轨迹呈3种形式：双向摆动(ABCD段)、单向向后摆动(BC段)和单向向前摆动(AB段和CD段)。选择不同的四连杆参数．可以使E点轨迹处于上述3种曲线段。支架工作时，受到顶板载荷的作用，有下缩趋势。当E点轨迹处于AB段时，顶梁相对于顶板有向煤壁移动的趋势，顶板对顶粱的摩擦力指向采空区侧。当E点轨迹处于BC段时，顶梁相对于顶板有向采空区移动的趋势，此时顶板对顶梁的摩擦力指向煤壁。当顶板运动趋势超过支架运动趋势时，顶梁与顶板间的摩擦力方向将取决于顶板的运动趋势。
从顶板管理方面分析，顶梁向煤壁方向移动比顶梁向采空区方向移动有利。前者对于保持粱端顶板处于挤压状态有利，而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，E点轨迹处于AB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E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，一般应控制梁端摆动幅度ΔxE≤30~70mm。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。
2.4.2 四连杆机构定位尺寸和极限参数的确定
在设计四连杆机构时，要根据四连杆机构的几何特性来确定。其四连杆机构的几何特性如下：
(1) 支架从最高高度降到最低高度时，如下图所示顶梁端点运动轨迹的最大宽
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