经济型掩护式液压支架的设计

本科毕业设计（论文）通过答辩

(1) 前梁

前梁为一钢板焊接件，它可以向上摆动10°，向下摆动15°，从而改善了前梁与顶板的接触状况。

采高大于2.5m的支架，为了防止煤壁片帮和房子煤壁向人行道一侧片落，保护人的安全，一般要采用护帮装置。本支架采用四连杆回转式护帮装置，该装置由长杆、短杆、护帮板和前梁组成四连杆机构，能使护帮板回转180°，支护顶板时的支撑力能达到10～20kN。其缺点是结构比较复杂。考虑到所设计的为经济型液压支架为减轻结构重量决定不采用护帮装置。

(2) 主顶梁

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。

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立和顶梁接起来，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。

顶梁的断面形状如下图3－2所示

图 3－2 顶梁筋板焊接方式

具体设计尺寸见下图3－3

45

本科毕业设计（论文）通过答辩

图3－3

强度校核见下章。

3．2立柱

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：

① 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；

② 用单体支柱或圆木撑住顶梁； ③ 拆卸开口销、销轴、挡套和卡环；

④ 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；

⑤ 装上卡环、挡套和销轴及开口销。 缩短加长杆的方法：

① 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；

② 用单体支柱或圆木撑住梁顶； ③ 拆除开口销、销轴、挡套和卡环、

④ 伸出活柱，使加长杆缩进活柱套管，直到所需的高度； ⑤ 装上卡环、挡套、销轴和开口销。

46

本科毕业设计（论文）通过答辩

图 3--4 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；

3.2.1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)； F1?FC?qx[ 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2.37m

m－ 移架后顶梁前端至煤壁的距离，一般m=640mm 算得Fc =4.2m。

2qx－支护强度，查表选取后加以修正，为284 Mp。

nd－立柱数，为2根。

pa－安全阀调正压力,参考其他同类支架选取为40Mp. am－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Da＝149.7mm。参照国标(GB2348-80)选取标准指为160mm，同时活柱直径选取为150mm.

47

本科毕业设计（论文）通过答辩

3.2.2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’一泵站额定工作压力,按国内生产的乳化液泵站选取35Mp. 代入上式计算得P1=643kN. 安全阀压力与立核工作阻力的确定

安全阀压力参考其他同类支架选取为48Mp. 立柱工作阻力P2按下式进行计算

计算得P2=980 kN. 千斤顶

在ZY2000/14/26经济型液压支架上有推移千斤顶、护帮千斤顶、侧推千斤顶、前梁千斤顶、平衡千斤顶等。都是采用外供液固定活塞式千斤顶。

4.164.144.74.1024.354.114.124.54.64.154.84.94.174.134.14.4314.2

图3-5 平衡千斤顶结构图

1－缸体；2－活塞杆；3、5－距离套；4.1、4.7－导向环；4.2－活塞；4.3－保

护套；4.4－半圆环；4.5、4.6－卡环；4.8－钢丝卡环； 4.9、4.11、4.13、

4.14、4.16－密封圈；4.10、4.12－挡圈；4.15－防尘圈 4.17－接头

48