矿用液压支架毕业设计说明书(5)

中国矿业大学毕业设计（论文）说明书

Hmin———支架最小高度(mm)； Mmax———最大采高(mm)； Mmin———最小采高(mm) Mmax＝KS1MC Mmin =KS2MC 式中

MC——— 煤层平均厚度；

KS1、KS2—煤层厚度上、下波动系数，一般取KS1＝1．1～1．3，KS2＝0．8～0．90。 对于中厚煤层支架，按下式确定支架高度，即： Hmax＝Mmax＋(200～300) mm Hmin＝Mmin－(300～400) mm 对于薄煤层支架，则按下式确定支架高度，即 Hmax＝Mmax＋(100～200) mm Hmin＝Mmin－(150～250) mm 本设计最大采高Mmax＝4500mm,取支架最大高度 Hmax＝4500＋200＝4700mm 本设计最小采高Mmin＝2800mm,取支架最小高度 Hmin＝2800－300＝2500mm 支架最大高度与最小高度之差为支架的调高范围。 支架的伸缩比指其最大高度与最小高度之比值。即： m= 代入有关数据，得 m=

支架的最大高度与最小高度之差为支架的调高范围。调高范围越大，支架适用范围越广，调高范围给支架结构设计造成困难，可靠性降低。支架最大高度和最小高度取值应符合表3－1，单位ｍ。

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Hmax Hmin4700=1.88 2500中国矿业大学毕业设计（论文）说明书

S2一考虑顶板下沉量与底板浮煤厚度，一般取S2=0.25—9.35m;

表3－1支撑掩护式液压支架高度系列表（单位m）

Hmax 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 Hmin 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Hmax 3.1 3.2 3.3 3.5 3.8 4.0 4.2 4.5 4.7 5.0 5.3 5.5 6.0 Hmin 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 3.2.2中心距和宽度的确定

支架中心距一般等于工作面一节溜槽长度。目前国内外液压支架中心距大部分采用1.5m。大采高支架为促高稳定性中心距可采用1.75m，轻型支架为适应中小煤矿工作面快速搬家的要求，中心距可采用1.25ｍ。

本次设计取支架的中心距为1.5m。

支架宽度是指顶梁的最小和最大宽度。宽度的确定应考虑支架的运输安装和调高要求。支架顶梁一般装有活动侧护板一般行程170～200mm。当支架中心距为1.5ｍ时，最小宽度一般1400～1430mm，最大宽度一般1570～1620mm。当支架中心距为1.75ｍ时，最小宽度一般1650～1680mm，最大宽度一般1850～1880mm。当支架中心距为1.25ｍ时，如果带有活动侧护板，最小宽度一般1150～1180mm，最大宽度一般1320～1350mm；如果不带活动侧护板，则宽度一般取1150～1200mm。

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本次设计取支架顶梁的最小宽度为1400㎜，最大宽度为1570㎜，亦即顶梁侧护板侧推千斤顶的行程取170㎜。

3.2.3支架间距

所谓支架间距，就是相邻两架中心间的距离，按如下公式计算： b = B + nC 式中

b—支架间距

B—每架支架顶梁总宽度 C—相邻支架顶梁间的间隙

n—每架所包含的组架或框架数，总体自移式支架n＝1，整体逐步式支架n＝2，节式组合迈步支架n＝支架节数。支架间距b主要根据支架形式，但目前主要根据刮板运输机油槽节长度及槽帮上千斤顶连接的位置来确定。目前我国刮板运输机油槽每节长度为1.5m,千斤顶连接位置在刮板槽中间，所以除节式和迈步式支架外，支架间距一般为1.5m。

3.2.4底座长度的确定

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，应考虑如下诸方面：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；便于人员操作和行走；保证支架的稳定性等。通常掩护式支架的底座长度取3.5倍的移架步距（一个移架步距为0.6m），即2.1m左右，支撑掩护式支架的底座长度取4倍的移架步距，即2.4m左右。在这里取底座长度为2.5m。

3.2.5顶梁长度的确定

根据支架工作方式和设备配套尺寸来确定顶梁长度。

1、支架工作方式对支架顶梁长度的影响

支架工作方式对支架顶梁长度有很大影响。先移架后推溜方式（又称及时支护方式）要求顶梁有较大长度；先推溜后移架方式（又称滞后支护方式）要求顶梁长度较小。这是因为采用先移架后

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推溜的工作方式时，支架要超前输送机一个步距，以便采煤机过后，支架能及时前移，支控新暴露的顶板，做到及时支护，因此，先移架后推溜时顶梁长度要比先推溜后移架时的顶梁长度要长一个步距，一般为600 mm 。这里，采用滞后支护方式。

2、顶梁长度的计算

掩护式支架顶梁长度计算

顶梁长度=[配套尺寸+底座长度+ A?cos]-[G?cos+300+e]+ （Q1）（P）1 掩护梁与顶梁铰点至顶梁后端点之距（mm） 式中

配套尺寸—参考原煤炭部煤炭科学研究院编制的综采设备配套图册确定； 底座长度—底座前端至后连杆下铰点之距 e —支架由高到低顶梁前端点最大变化距离；

Q1、P1—支架在最高位置时，分别为后连杆和掩护梁与水平面的夹角。

4506342800

经计算的支架顶梁长度为3000mm。

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3.3液压支架的设计要求

1、满足采煤工艺及地质条件的要求,要有足够的初承力和工作阻力,以便有效的控制顶板,保证其合理的下沉量。

2、要有足够的推溜力和移架力。推溜力一般为10吨左右,移架力按煤层厚度而定,薄煤层一般为10～15吨,中厚煤层一般为15～25吨,厚煤层一般为30～40吨。

3、防煤性能要好。 4、排煤性能要好。 5、要求有足够的通风端面。

6、从安全性考虑,要有足够宽的人行道。 7、调节范围要大,照明、通讯方便。

8、支架要求有足够的刚度,能够承受一定的不均衡载荷和冲击载荷。 9、支架稳定性好,底座最大比压小于规定值。 10、在满足强度条件下,尽可能减轻支架重量。 11、要易于拆卸,结构简单。 12、液压元件要可靠。

3.4支架的主要结构

该型液压支架的主要结构包含顶梁、掩护梁、四连杆机构、底座、立柱等，在此主要是掩护梁、四连杆机构和液压系统的设计。

3.4.1掩护梁的设计

掩护梁承受顶梁部分载荷和掩护梁背部载荷并通过立柱传递给底座。掩护梁和顶梁（包括活动侧护板）一起，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。本设计选用16Mn钢，其最大承载压强为280MPa~350 MPa，该型钢可焊性好，焊后无需热处理，应用最为普遍。

掩护梁为面板式箱形结构件，为焊接箱式结构。中间以四根主骨架为主体，在主骨中焊接四个连杆窝。在掩护梁梁两侧装有侧护板，通过梁身侧面伸出的侧推千斤顶轴和侧护板上的四个轴套配合，利用掩护梁背部的插槽和梁体侧面的销孔把侧护板固定在梁体的合适位置，起到保护掩护梁梁体，保证作业空间的作用。顶板采用的钢板厚度为30mm，筋板厚度为60mm。

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