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1、目录摘要3前言5第一章 概述6 1.1 液压支架的工作原理6 1.2 液压支架的工作过程6 1.3 支架组成81.4 液压支架主要结构件及其作用8 1.5 液压系统及其控制元件12 1.6 支架的设计特点13第二章 液压支架的总体设计14 2.1主要原始设计参数142.2 液压支架的选型142.3 液压支架的各部件选择152.4液压支架主要零部件设计17第三章 液压支架的工况分析253.1立柱液压缸的工况分析25 3.2 推移千斤顶液压缸的工况分析253.3平衡千斤顶液压缸的工况分析26第四章 液压支架的液压系统图设计274.1液压执行元件的类型274.2液压回路设计27第五章 液压元件的选择
2、295.1乳化液泵站参数确定295.2阀类元件的选择315.3辅助元件的选择315.4 管道尺寸的确定32第六章 验算液压系统336.1压力损失的验算336.2系统温升的验算34第七章 工作图设计377.1液压支架的整体结构尺寸的设计377.2 液压支架的总体布置42第八章 支架的受力分析与强度计算498.1支架的受力分析498.2主要部件的强度校核508.3支护强度和底座接触比压538.4立柱强度验算54结论58致谢59参考书目60毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特
3、别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期：
4、 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学
5、位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完
6、成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格
7、 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格
8、不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日摘要综合机械化采煤具有产量大、效率高、成本
9、低、改善作业环境、减轻笨重的体力劳动等优点，是煤炭工业回采工作面生产技术的发展方向。随着机械化采煤技术的高速发展，各种类型的液压支架正在我国各局、矿推广使用，并已获得了很好的效果。但是，液压支架是一种新技术，为了更好的掌握液压支架的结构和性能特点，并能够综合运用所学过的知识，初步掌握工程技人员应具备的查阅、设计计算、制图和编写技术文件等基本技能，本人以掩护式液压支架液压系统的设计为对象进行了相关的设计。本设计主要针对液压支架的选型、布局、液压系统的负载、流量、功率、回路等的设计与计算以及多种标准件的选取以及液压支架各部件的选择计算等各方面展开工作，同时还对系统压力损失、发热、效率等性能进行了验
10、算。关键词：液压支架；机械化；煤炭工业；液压系统Abstract：Mechanized coalmining has its large output, high efficiency and low cost. It can improve the working environment and reduce the heavy manual labour. So integrating with all these advantages of mechanized coalmining is the development direction of production technolog
11、y of coal industry stope. With the high development of mechanized coalmining technology, various types of hydraulic supports are widely used in China, and it has been get very good results. However, hydraulic support is a new technology. In order to be better in mastering the structure and the perfo
12、rmance characteristics of hydraulic support, the author makes a relevant design with “the research of the tow-setted hydraulic shield support in coal mine”. According to this, it can help the author to grasp the basic skills on consulting, counting, mapping and compiling preliminarily, which should
13、be known by the engineers and technicians.This project is mainly aimed at the design and calculation of sample and layout on hydraulic support, and the load, flow, power and loops on hydraulic system. Then, in accordance with the selection of many standard parts .Calculation of the various component
14、s of hydraulic support selectionand others, the author sets off his work. At the same time, the performances of systematic loss, fever and efficiency are checked carefully.Key words: hydraulic support；mechanized；coal industry；hydraulic system前言作为当代的大学生，特别是象我们这样实践性很强的工科专业机械设计制造及其自动化的本科生，我想大家都深深理解这句话的
15、含义。我们毕业设计的意义也在如此。毕业设计是对我们大学四年所学知识的系统总结和综合运用，同时也是对我们分析问题和决绝问题的能力的检验。它是我们大学生活的最后一环，也是我们大学学习最为重要的一环。因此，认真的作好这次毕业设计，无论是对于我们步入社会，投身于生产一线；还是以后继续深造都有着非常重要的意义。我的毕业设计是关于掩护式液压支架的设计。液压支架是综合机械化采煤的关键设备，对于提高采煤效率，降低成本，改善作业环境，减少笨重的体力劳动具有举足轻重的作用。其中，掩护式液压支架是日本在引进英国垛式支架和苏联掩护式支架的基础上，结合我国特点于1968年首先研制成功的。它保留了垛式支架支撑力大，切顶性
16、能好，工作空间宽敞的优点，采用单排立柱支撑顶梁（或顶梁于掩护梁）的结构；具有防护性能好，结构稳定的长处，采用坚固的掩护梁以及侧护板将支架于老塘完全隔开，并用双纽线连杆机构联结掩护梁和支架底座。因此，加深掩护式液压支架的设计和研究具有深远的意义。第一章 概 述液压支架作为煤矿长壁综采工作面的关键设备，近年来得了迅速地发展，它与综采系统中的“三机”（ 刮板输送机、转载机、带式输送机）配合使用，是煤矿开采技术现代化的重要标志。液压支架是综采工作面主要设备之一，近10年来主要的发展趋势是向两柱掩护式和四柱支撑掩护式架型发展，架型结构进一步完善，设计方法更先进，参数向高工作阻力、大中心距(175m、2m
17、)发展，结构件材料越来越多地采用高强度钢材，支架的寿命和可靠性大大提高。在综合机械化采煤过程中，液压支架担当着极其重要的角色，其主要功能不仅用于支撑管理顶板，隔离采空区，维护采煤作业空间，并能自行前移，推进采煤工作面输送机和采煤机。因此，液压支架的性能和可靠性是决定综采成败的关键因素之一。另外，合理的选用采煤设备并结合先进的采煤工艺，可解决采煤工作面的采煤支护运输等生产环节之间的矛盾，可有效地提高工效增加成本减少损耗保护生产人员和设备的安全，以及减轻笨重的体力劳动，可为煤矿获得很高的经济效益。1.1 液压支架的工作原理液压支架是由乳化液泵站提供高压乳化液（这里采用水包油型乳化液）作为动力，由液
18、压操作系统，控制系统，液压油缸和金属构件组成。来自泵站的高压乳化液，经主进液管送到工作面，并与每架支架的进液截止阀相连导入支架，再经过组合操纵阀配液到各液压缸，以完成支架所需的各项动作。从支架回流的低压乳化液通过组合操纵阀与回液截止阀由主回液管路流回泵站乳化液箱，供循环使用。支架的承载原理是：液压支架支撑在综采工作面的顶底板之间支撑顶板。顶板压力作用在顶梁上，并通过顶梁和底座间立柱将压力传递底板。为保证支架结构件的强度及撑在支架顶安全，在立柱的下腔装有安全阀。当顶板压力超过立柱安全阀限定压力时，安全阀开启释放出立柱中的液体进行让压，当顶板压力下降到立柱工作阻力时，安全阀关闭进行保压承载。1.2
19、 液压支架的工作过程液压支架对顶的作用过程主要取决于流体静力学原理工作的立柱工作过程。现以图1-1所示的典型立柱控制系统来说明支架的工作过程。支架操作的基本功作过程为：急增阻阶段，缓增阻阶段，恒阻阶段，无作用阶段四个阶段。 图1-1 立柱控制系统-立柱 安全阀 液控单向阀 操纵阀P高压管路 O回液管（1）泵压撑顶，支架对顶板急增阻阶段操纵阀手把置于A位，从泵站来的压力液经高压管路P，打开液控单向阀3进入立柱下腔，立柱上腔与回液管O连通，因而活柱伸出使支架升起接顶，对顶板产生支撑力。支架接顶后，泵压使下腔内的液体压强迅速上升，支架对顶板支撑力急剧增加。这就是支架对顶板的急增阻阶段。（2）闭锁承载
20、，支架对顶板缓增阻阶段操纵阀手把放回零位后，立柱下腔内的压力液被液控单向阀闭锁，不能流出，从而使支架保持对顶板的支撑状态。随着顶板逐渐下沉，立柱下腔内的液体受到进一步压缩，压强逐渐增高，使直接对顶板产生更大的支撑力，力图阻止或延缓顶板下沉，一般情况下，顶板下沉比较缓慢，支架对顶板的支撑力增长也就相应缓慢，所以这个阶段被称为支架对顶板缓增阻阶段。（3）溢流承载，支架对顶恒阻阶段顶板继续下沉，立柱下腔内的压强继续升高，当达到立柱安全阀的调定值时，安全阀便开启溢流，使立柱下腔内的压强保持定植，从而支架对顶板的支撑力不变，即支架处于对顶板恒阻阶段。（4）解锁降柱，支架与顶板无作用阶段采煤机截煤后，欲将
21、支架移到新的位置，首先把操纵阀手把置于B让从泵站来的压力液进入立柱上腔，同时作用于液控单向阀的顶杆活塞，迫使液控单向阀开启，解除对立柱下腔液体的闭锁，允许其回到回液管。这时，活柱缩回，支架降落离开顶板，支架对顶板无压力。在这一阶段如要保证顶梁平行下降需协调操纵平衡千斤顶操纵阀。1.3 支架组成液压支架主要由金属结构件、油缸和液压控制元件三大部分组成。（1）金属结构件主要有顶梁、掩护梁、前连杆、后连杆、底座、侧护板等。（2）油缸主要有立柱、推移千斤顶、平衡千斤顶、侧护千斤顶等。（3）液压控制元件主要有液压控制阀、操纵阀、双向锁、安全阀、截止阀等及液压辅助元件等。1.4 液压支架主要结构件及其作用
22、1.4.1 顶梁顶梁采用整体顶梁直接与顶板接触，支撑顶板负荷，是支架的主要承载部件之一，由钢板焊接而成的箱形结构，以满足强度和刚度要求。结构如图1-2所示：图12 顶梁其主要作用是：（l）承接顶板岩石及煤的载荷；（2）反复支撑顶煤，可对比较坚硬的顶煤起破碎作用；（3）隔离顶板，为回采工作面提供足够的安全空间。 本支架采用刚性顶梁结构，强度高，对顶板维护较好；另外，在顶梁前部还布置有起吊耳，可方便吊挂较小的机件。1.4.2 掩护梁掩护梁结构如图1-3所示：图13 掩护梁1煤尘控制装置 2侧护板 3前连杆耳座4后连杆耳座 5侧推千斤顶掩护梁分别与顶梁和前、后连杆连接，其主要作用有：(1) 承受上部
23、顶板传给的水平分力和侧向力，增强支架的抗扭性能；(2) 掩护梁与前后连杆、底座形成四连杆机构，保证支架的稳定性；(3) 阻挡后部落煤，维护工作空间。1.4.3 底座底座是将顶板承受的压力通过立柱传递到底板并稳定支架的主要结构件。该支架设计为整体刚性底座，底座接底面积大，有利于减小对底板的比压。该型底座的缺点是在推移机构外易积存浮煤碎矸，要求及时清理。底座结构如图1-4所示，其主要作用是：(1) 将上方载荷传递给底板，为立柱、推移装置及其他辅助装置提供安装空间；(2) 给工作人员创造良好的工作环境；(3) 保证支架的稳定性。图14 底座1推移千斤顶耳座 2立柱销孔 3前连杆销孔4后连杆销孔 5侧
24、板1.4.4 前后连杆前、后连杆分别与掩护梁和底座铰接，共同形成四连杆机构，前连杆采用铸钢件，铸件中不得有气孔、砂眼、夹杂等，以免降低强度，嫌少使用寿命。铸后要进行淬火和高温回火，以降低硬度，增加强度和韧性。对于后连杆，由于不仅受到冒落矸石的载荷，还要承受顶板的水平推力，所以要求它有较大的强度，这里采用整体式。前后连杆的结构如图15，图16。图15 前连杆图16 后连杆1连杆 2侧护板 3弹簧导向装置 4千斤顶螺钉 5压缩弹簧 6、8销 7、9弹簧销 10千斤顶 其主要作用是：（l） 使支架在调高范围内，顶板平稳地升降，并使顶梁前端与煤壁的距离(梁端距)变化尽可能小，更好地支护顶板。（2） 承
25、受顶板的水平分力和侧向力，使立柱不受侧向力。本支架采用正四连杆机构，为使冒落矸石不从连杆处涌入支架内，后连杆为整体式，前连杆为分体式。均为钢板焊接的箱形结构，这种结构有较强的抗拉、抗压和抗扭性能。1.4.5 推移机构推移框架的结构如图1-7所示：图17 推移框架支架的推移机构包括推杆、连接头、推移千斤顶和销轴等，主要作用是推移输送机和拉移支架。推移连杆的一端通过连接头与输送机相连，另一端通过推移千斤顶与底座相连，推移连杆除承受推拉力外，还承受一定的侧向力防止底座的下滑1.5 液压系统及其控制元件支架液压系统由乳化液泵站、主进、主回液胶管、各种液压元件、立柱及各种千斤顶等组成。支架操纵方式采用邻
26、架操作控制，使用快速接头拆装方便，性能可靠。由乳化液泵站输出的高压乳化液经主进液管 支架进液截止阀过滤器操纵阀立柱或各千斤顶架液截止阀 主回液胶管乳化液泵站。 1.6 支架的设计特点结合首采工作面及矿区此类地质构造条件下，使用ZY2400/17/30二柱掩护式支架的成功经验，本架型有如下特点：（1）支架型式为：带机械加长的两柱掩护式薄煤层液压支架；（2）对支架总体结构参数优化，梁端距变化应小；顶梁前部较薄强度、刚度应充分保证；（3）支架的四连杆结构设计要从考虑梁端距变化量控制着手，并能与其它构件形成刚性好、强度高、稳定性好的整体结构；（4）整体顶梁和掩护梁带单侧活动长侧护板，能实现对护顶的严密
27、调整；（5）封底底座，减小底座比压、增大底座刚度、强度；（6）采用双纽线连杆机构联结掩护梁和支架底座，以增加支撑力，增强支架的稳定性。第二章 液压支架的总体设计2.1主要原始设计参数架型 ：ZY2000/16/28液压支架顶板条件：老顶级，直接顶I类工作阻力：2000kN支架高度：1.62.8m推溜力：100kN拉架力：150kN泵站压力：32Mpa（计算所得）适应煤层倾角：15度2.2 液压支架的选型2.2.1 不同结构类型的液压支架比较根据以往液压支架设计的经验总结，考虑到不同架型和机构的支架围岩力学相互作用、支撑力矩、底板比压等特点，可以对掩护式与支撑掩护式结构进行比较。（1）液压支架的
28、力学特征综述（见表2-1）表 21不同结构液压支架的力学特征比较支架型式结构特征主要力学特性掩护式支掩式二支柱掩护式支架承载力较小，底板比压均匀，主动水平力较大支顶式 二柱支顶掩护式支架承载力大，稳定性好，底座尖端比压较大，对顶板的主动水平力较大，前端支撑力大支撑掩护式支顶支掩四柱（或三柱）稳定性好，抗水平力强，比压均匀，但支柱能力利用率低支顶式四柱X型顶梁合力调节范围大，伸缩比大，承载力高2.2.2液压支架的架形选择原则液压支架架形的选择，主要取决于液压支架的力学性能是否适用矿井的顶底板条件和其它地质条件。在同时允许选用几种架形时，应优先选用价格便宜的支架，支承式支架最便宜，其次为掩护式。支
29、承式支架适合于稳定顶板。掩护式支架适合于中等稳定和一般破碎的顶板。支承掩护式支架适合于周期来压强烈，中等稳定和稳定顶板。在综采工作面支架选型时，还应注意下述原则：(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。2.3 液压支架的各部件的选择2.3.1 顶梁形式的选择支架常用顶梁形式有三种：整体顶梁、铰接顶梁和楔形结构顶梁。铰接顶梁的前段称为前梁，后段称
30、为主梁，一般简称顶梁。1. 整体顶梁整体顶梁的特点是：结构简单、可靠性好；顶梁对顶板载荷的平衡能力较强；前端支撑力较大；可以设置全长侧护板，有利于提高顶板覆盖率，改善支护效果，减少架间漏矸。为改善接顶效果和补偿焊接变形，整体顶梁前端（800100mm）, 一般上翘13。2. 铰接式顶梁铰接式顶梁在前梁千斤顶的推拉下，前梁可以上下摆动，对不平顶板的适应性较强。运输时可以将前梁放下与顶梁垂直，以减少运输尺寸。前梁千斤顶必须有足够的支撑力的联接强度。前梁上不宜设置侧护板。为了顺利移架，前梁间一般要留有100500mm间隙，从而增加了破碎顶板漏矸的可能性。3. 楔形顶梁楔形结构梁楔形梁和后梁通过销轴铰
31、接，而千斤顶铰接于顶梁上。楔形结构梁利用构件间摩擦自锁原理，通过楔块与楔形梁和顶梁之间的摩擦作用，使楔形梁、楔块和后梁在受载时保持为一个 整体，如同整体刚性顶梁，这样，该梁宜具有整体刚性顶梁前端支护力大的优点。由于楔形梁与后梁为铰接结构，当操作楔形梁千斤顶伸出或缩回时带动楔形块前后移动，从而使楔形梁绕铰轴上下摆动，其摆动范围取决于楔形块的行程和楔角的大小。由于摆动范围较铰接顶梁小，因而该梁不具有铰接顶梁的灵活性。此外，在运输时楔形梁可以放到下垂位置，缩短了运输尺寸，从而方便运输和安装。现根据常用液压支架顶梁形式各自特点，本设计采用整体顶梁。2.3.2支架侧护板形式的选择架侧护板装置一般由侧护板
32、、弹簧筒、侧护板千斤顶、导向杆和连接销轴等组成。支架常用的活侧护板的形式有三种, 即直角式单侧活动式侧护板，直角式双侧可活动侧护板和折页式单侧活动侧护板。1. 直角式单侧活动侧护板直角式单侧活动侧护板一侧为固定侧护板，一侧为活动侧护板。固定侧护板即是梁的边筋板，可以增加梁体强度，减轻支架重量。直角式单侧活动侧护板适用于工作面倾角较小（15度以下）的缓倾斜煤层或水平煤层，具有挡矸密封性好和导向性好的特点。2. 直角双侧可调的活动侧护板 直角双侧可调的活动侧护板可以根据工作面倾角方向，调整一侧固定，另一侧活动，适应性强，可以用于各种支架。3. 折页式活动侧护板折页式活动侧护板，的主要特点是结构简单
33、，千斤顶可以布置在梁体的外侧，便于拆装和维修。但挡矸、密封性差，易形成矸石漏泄，且移架时导向性差。主要用于顶板比较稳定或坚硬条件的支撑掩护式支架，且只能安装于顶梁。顶梁侧护板高度一般选取250mm500mm，薄煤层支架取下限，大采高支架取上限。掩护梁侧护板的后连杆高度一般根据支架最大高度时，侧护板水平尺寸等于移架步距加100200mm搭接量的尺寸确定。支架的侧板易损坏，其主要的损坏形式有：1. 侧护板导向杆耳座与弹簧筒耳座易脱落；2. 导向杆和弹簧筒弯曲变形；3. 侧护板的侧板弯曲变形；4. 侧护板和上板焊缝开裂。为此，要求侧护板的耳座结构采用嵌入式，并使导向杆和弹簧筒能插入侧板内。另外，可在
34、上板的侧板间焊加强筋， 现根据常用侧护板形式各自特点，本设计选用直角式单侧活动侧护板。2.3.3 底座形式的选择支架底座常用形式3种，即整体刚性底座、底分式刚性底座和铰接分体底座。1. 整体刚性底座整体刚性底座中挡前部一般有一高度50100mm小箱形结构，中挡后部上方为箱形结构、推移千斤顶一般安装在箱形体之下。整体刚性底座立柱柱窝前一般要设计一过桥，以提高底座的整体刚性和抗扭能力。整体刚性底座的整体刚度和强度好，底座接底面积大，有利于减小对底 板的比压，但中挡推移机构处易积存浮煤碎矸，清理较困难，一般用于软底板条件下工作面支架。 2. 底分式刚性底座底分式刚性底座底板是中分式的，中档推移机构直
35、接落在煤层底板上，前立柱柱窝前有过桥，中档后部上方为箱形结构。由于底分式刚性底座中档底板分体，推移装置处的浮煤、碎矸可以随支架移架从后端排到采空区，不需要人工清理，适应高产高效要求，但是减少了底座接底面积，增大了对顶板的比压。目前高产高效工作面液压支架一般均采用分体刚性底座。3. 铰接分体式底座铰接分体式底座分为左右相对独立的两部分，从中挡处铰接，左右底座在垂直方向可以相对错动，无刚性约束。这种底座对底板不平的适应性好，减少了底座的扭转和偏载载荷，但是支架的整体刚性有所降低。波兰支架采用铰接分体底座的较多，我国ZY3600/17/35K支架等也是采用这种铰接分体式底座。目前这种底座结构以较少采
36、用。根据常用底座的各自特点，本设计中选用整体刚性底座。2.3.4 推移装置的形式选择推移装置由推移杆、推移千斤顶和接头等主要零部件组成，其中推移杆是决定推移装置形式和性能的关键部件。推移杆的常用形式有正拉式短推移杆和倒拉式长推移杆两种。1. 短推移杆短推移杆一般结构是由钢板组焊接而成的箱形结构件，结构简单可靠，重量轻，被广泛采用。2. 长推移杆长推移杆常用形式有框架式、整体箱式和铰结式。一般框架式长推移杆结构它由前后两段组成，前段为箱式结构，后段为双杆式结构和导向块。当推移千斤顶缸径超过140mm时，双杆式结构难以保证，可靠性下降。框架式长推移杆适用于中型以下的支架。整体箱式长推移杆，一般是由
37、钢板组焊接而成，的整体箱式结构件，它的结构简单、可靠性好、防止支架和输送机下滑的性能好，但在工作面难以更换。因此，必须保证其足够大的安全系数。整体箱式长推多杆在种高效工作面 使用，未发现损坏。 铰接式长推移杆一般由前后两段箱式构件组成，中间通过十字连接头铰接，可以上、下、左、右摆动。它解决了整体箱式长推移杆不便更换的缺点，兼有短推移杆和长推移杆的双重特点。本设计中选用短框架推移机构。2.4 液压支架主要零部件的设计2.4.1支架顶梁设计参照设计资料选ZY2000/16/28液压支架顶梁为整体式顶梁，顶梁用于支撑维护控顶区的顶板，承受顶板压力，将顶板载荷通过立柱、掩护梁、前后连杆经底座传到底板。
38、各类顶梁都为箱式结构，一般由钢板焊接而成。为加强结构的刚度，在上下盖板之间还焊有加强筋板，构成封闭式棋盘形。顶梁前端早滑撬式或圆弧形，以减少移架阻力。式支架庸端焊有拧帘权，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接起来，掩护式支架和支撑掩护式支架顶梁后端有销孔，通过销轴与掩护梁上的销孔相连。顶梁的断面形状具体设计尺寸见下图2-1图21 断面形状图 2.4.2立柱的结构设计该立柱为一单伸缩双作用油缸，为了适应顶底板的变化和改善其受力状况，立柱两端均采用球面结构，以便更好地承受顶板压力。为了补充立柱液压行程的不足，加设有机械加长段。在煤层厚度变化不大的工作面，可在安装时一次将
39、加长杆调节到所需要的高度，在回采工作中可不再调节加长杆的长度。加长杆的调节长度为750mm，分6挡，每挡125mm。加长杆的拉出办法： 根据采高的要求首先确定加长杆所需伸出的长度，然后把操纵阀打到升柱位置，伸出长度稍大于所需长度； 用单体支柱或圆木撑住顶梁； 拆卸开口销、销轴、挡套和卡环； 把操纵阀打到降柱的位置，使立柱下降，加长杆即可伸出，直到所需要的高度； 装上卡环、挡套和销轴及开口销。缩短加长杆的方法： 决定了缩短加长杆的数值以后，调节活柱高度，使加长杆的销轴中心高于导向套顶端的距离； 用单体支柱或圆木撑住梁顶； 拆除开口销、销轴、挡套和卡环、 伸出活柱，使加长杆缩进活柱套管，直到所需的
40、高度； 装上卡环、挡套、销轴和开口销。 图22 带机械加长的双作用单伸缩立柱1机械加长段 2卡环 3挡套 4开口销 5活柱 6 缸体 7活塞2.4.3立柱参数的确定立柱缸体内径按下式进行计算：式中 Da立柱缸体内径(cm)， Fl支架承受的理论工作阻力 (kN)； kN Fc-支护面积（）支架得支护面积按如下进行计算 Fc =B(L + m) B顶梁宽度，为1.4m。L顶梁长度，为2.37mm移架后顶梁前端至煤壁的距离，一般m=640mm算得Fc =4.2。支护强度，查表选取后加以修正，为284 Mp。 立柱数，为2根。安全阀调正压力,参考其他同类支架选取为40Mp.立柱最大倾角，前面计算为31度。把以上数据代入公式求出立柱缸体内径Da149.7mm。参照国标(GB2348-80)选取标准指为160mm，同时活柱直径选取为150mm.2.4.4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：Pb一
