礦用液壓支架的設(shè)計(jì)

PAGEiv礦用液壓支架的設(shè)計(jì)摘要采煤綜合機(jī)械化，是加速我國煤炭工業(yè)發(fā)展，大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)煤炭工業(yè)現(xiàn)代化的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施。綜合機(jī)械化不僅產(chǎn)量大，效率高，成本低，而且能減輕笨重的體力勞動(dòng)，改善作業(yè)環(huán)境，是煤炭工業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向。液壓支架是綜合機(jī)械化采煤方法中最重要的設(shè)備之一。液壓支架主要由以下幾個(gè)基本部分組成：頂梁，掩護(hù)梁和四連桿機(jī)構(gòu)，側(cè)護(hù)板，底座，立柱，千斤頂。設(shè)計(jì)要遵從支護(hù)性能好、強(qiáng)度高、移架速度快、安全可靠等原則。在支撐掩護(hù)式的設(shè)計(jì)過程中，底座、液壓系統(tǒng)和立柱等結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)。本論文介紹了液壓支架的結(jié)構(gòu)，類型，工作原理，特點(diǎn)，目的及要求，對(duì)支撐掩護(hù)式液壓支架作了詳盡的分析和介紹，講述了這種支架的方案和用途。

關(guān)鍵詞：液壓支架立柱底座四連桿機(jī)構(gòu)DesignofhydraulicsupportofcoalmineAbstractThecomprehensivemechanizationofcoalminingistheaccelerationcoalindustrialdevelopmentofourcountry,raiseslaborproductivitysubstantially,realizesthemodernastrategicmeasureofcoalindustry.Synthesizemechanizationnotonlyoutputbig,efficiencyhaslowcosthighandcanalleviateheavyphysicallaborandimprovementschoolworkenvironment,isthetechnologyofcoalindustrydevelopdirection.Hydraulicsupportistheoneofcomprehensivemostimportantequipmentinthemechanizationmethodofcoalmining.Hydraulicsupportmajorfromsomefollowingbasicallypartialcompositions:Topbeam,screensbeamand4linkagemechanisms,sidefender,base,prop.Designtofollowprotectperformancegood,strengthisspeedhigh,moverapid,safelyreliableetc.principle.Inthedesigncoursethatthetypeofsupportscovertype,thedesignofcanopyandcavingshieldandpropsiskey.Thispaperhasintroducedrequirement,type,workingprinciple,characteristic,purposeandthestructureofhydraulicsupport,forscreeningtypehydraulicpressuresupporthavemadedetailedanalysisandintroduction,havenarrateduseandtheschemeofthiskindofsupport.Keyword:Hydraulicsupportcolumnfoundation4linkagemechanisms目錄摘要 iAbstract ii第一章概述 1第二章液壓支架類型、選型原則及支撐掩護(hù)式支架的工作原理 4第一節(jié)液壓支架的類型及基本特點(diǎn) 4一支撐式液壓支架 4二掩護(hù)式液壓支架 5三支撐掩護(hù)式液壓支架 6四特殊用途的液壓支架 6第二節(jié)液壓支架的選型 8一工作面支架 8二端頭支架 9第三節(jié)支撐掩護(hù)式液壓支架工作原理 9第三章液壓支架的整體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 11第一節(jié)設(shè)計(jì)目的，要求及必要的基本參數(shù) 11一設(shè)計(jì)目的 11二設(shè)計(jì)要求 11三設(shè)計(jì)液壓支架必需的基本參數(shù) 11四液壓支架設(shè)計(jì)的原始條件 12第二節(jié)液壓支架的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13一底座選擇與設(shè)計(jì) 13二頂梁的選擇與設(shè)計(jì) 13三推移裝置的選擇與設(shè)計(jì) 13四立柱的選擇與設(shè)計(jì) 13第三節(jié)液壓支架基本技術(shù)參數(shù)的確定 15一支護(hù)高度 15二支護(hù)面積 16三支護(hù)強(qiáng)度 16四底板平均接觸比壓 16五立柱主要參數(shù)確定 16六泵站壓力的確定 17第四節(jié)液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)的確定 18一四連桿機(jī)構(gòu)的作用 18二四連桿機(jī)構(gòu)的幾何作圖法 19三幾何作圖法作圖過程 21四四連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)選設(shè)計(jì)法 22第五節(jié)支架的主要結(jié)構(gòu)及其作用 23第六節(jié)液壓系統(tǒng) 24一液壓系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 24二液壓系統(tǒng)的基本要求 24第七節(jié)支架在設(shè)計(jì)中突出的特點(diǎn) 26第四章液壓支架的受力分析 27第一節(jié)液壓支架的受力分析與計(jì)算 27一對(duì)頂梁進(jìn)行受力分析 28二對(duì)掩護(hù)梁進(jìn)行受力分析 29三頂梁載荷分布 30四支護(hù)強(qiáng)度 31五支護(hù)效率 31第二節(jié)液壓支架受力的影響因數(shù) 32一立柱傾角對(duì)承載能力的影響 32二tanθ值對(duì)支架承載能力的影響 32三支架承載能力隨高度的變化 32四摩擦系數(shù)的影響 33第五章液壓支架的使用、維護(hù)及常見故障及其排除方法 34第一節(jié)支架的運(yùn)輸和工作面安裝 34一支架在地面和井下的運(yùn)輸 34二支架在工作面的安裝 34第二節(jié)支架的操作和維護(hù) 34一對(duì)支架操作維護(hù)的要求 34二支架的操作注意事項(xiàng) 35三支架的維護(hù)和管理 35四注意事項(xiàng)及警示 36第三節(jié)常見故障及其排除方法 36一結(jié)構(gòu)件和連接銷軸 36二系統(tǒng)及液壓元件 37三立柱 37四支架的操作中出現(xiàn)故障 37結(jié)束語 44參考文獻(xiàn) 45致謝 46畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書PAGE45第一章概述20世紀(jì)50年代中期，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一種用于變革煤炭開采工藝新技術(shù)，新裝備的綜合機(jī)械化采煤技術(shù)出現(xiàn)了。從1954年在英國誕生了第一個(gè)綜采工作面后，綜采技術(shù)就不斷得到發(fā)展和完善，在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，成為煤炭工業(yè)技術(shù)發(fā)展的方向。到1970年英國已裝備700個(gè)綜采工作面，德國已裝備400個(gè)綜采工作面，其綜采程度均達(dá)到90%以上。隨后綜采技術(shù)在日本、波蘭、法國、前蘇聯(lián)等主要4產(chǎn)煤國家得到進(jìn)一步的推廣應(yīng)用，同時(shí)也被向來以房柱式連續(xù)采煤機(jī)開采為主的美國、澳大利亞和南非等國家所采用。第一節(jié)國內(nèi)外液壓支架的發(fā)展?fàn)顩r作為綜采工作面關(guān)鍵設(shè)備的液壓支架，經(jīng)歷了幾個(gè)階段的發(fā)展過程。50年代英國研制的垛式支架和法國研制的節(jié)式支架代替了木支架、金屬摩擦支架、液壓支架，開辟了采煤工作面支護(hù)設(shè)備的技術(shù)革命；60年代前蘇聯(lián)研制并改進(jìn)的OMKT型掩護(hù)式支架（具有四連桿機(jī)構(gòu)），從根本上解決了支架梁端距變化大且不能承受水平力的問題，開辟了液壓支架設(shè)計(jì)的新時(shí)代；70年代主要是“立即支護(hù)”方式；80年代以來，為提高生產(chǎn)率和降低成本，在液壓性能和自動(dòng)化程度有了大幅度提高。如美國、澳大利亞的大部分長壁工作面都采用了電液控制技術(shù)，可對(duì)液壓支架的各種動(dòng)作功能進(jìn)行多種方式的程序控制和性能監(jiān)測(cè)。90%以上的美國長壁綜采工作面使用了電液控制兩柱掩護(hù)支架，其額定工作阻力最高可達(dá)9800kN，初撐比為0.7-0.85，移架循環(huán)時(shí)間大多小于10s。80年代以來,世界主要采煤國家一直圍繞減面提產(chǎn)、減人提效、降低成本、實(shí)現(xiàn)礦井集中生產(chǎn)做努力，他們積極開發(fā)和應(yīng)用新技術(shù)，致力于高性能、高可靠性的新一代重型液壓支架的研制。新型液壓支架普遍具有微型電機(jī)或電磁鐵驅(qū)動(dòng)的電液控制閥，推移千斤頂裝有位移傳感器，采煤機(jī)裝有紅外線傳感裝置，立柱缸徑超過400mm。為減少割煤時(shí)間，一般采用0.8～lm的截深。支架還采用屈服強(qiáng)度800～1000Mpa的鋼板，既有較高的強(qiáng)度、硬度和韌性，又具有良好的冷焊性能。隨著長壁工作面長度的不斷增加，為適應(yīng)快速移架的需要，國外還廣泛采用高壓大流量乳化液泵站，其額定壓力為40～50Mpa，額定流量400～500L/min，可實(shí)現(xiàn)工作面成組或成排快速移架，達(dá)到6～8s/架。美國是世界上最先進(jìn)的采煤國家，早在1990年就已采用額定壓力50MPa、額定流量478L/min的乳化液泵站，以實(shí)現(xiàn)支架快速推進(jìn)，移架速度達(dá)6～8s/架。美國的高產(chǎn)高效工作面采用兩柱掩護(hù)式支架，使用壽命8～10年，可用率高達(dá)95%～98%。[1]支架平均工作阻力6470KN（最大為9800KN），支架寬度普遍增大，中心距達(dá)到1.75m，并向2m發(fā)展，增大架寬有利于減少工作面架數(shù)、縮短移架時(shí)間、增加有效工作時(shí)間和提高單產(chǎn)。如洛斯公司20英里礦在250X5280m長壁綜采面用工作阻力為2×8565KN電液控制兩柱掩護(hù)式支架，1997年6月產(chǎn)商品煤90.43萬噸，成為世界上首次月產(chǎn)商品煤近百萬噸的工作面；1995年9月，糜鹿礦用工作阻力為8900KN電流控制的兩柱掩護(hù)式支架，月產(chǎn)煤達(dá)到60.11萬噸。美國綜采工作面最高日產(chǎn)超7萬噸，最高工效1336t/工。澳大利亞也基本上采用一井一面的高度集中化生產(chǎn)，使用兩柱掩護(hù)式支架，支架的平均工作阻力為7640KN。如尤蘭礦用電液控制的兩柱掩護(hù)式支架，在1995年8月8日創(chuàng)下澳大利亞有史以來日產(chǎn)3.41萬噸的最高記錄，班產(chǎn)一直保持在5000-6000t。英國也在大力發(fā)展兩柱掩護(hù)式支架，工作阻力有了很大提高，達(dá)到5000—6000KN。我國從1958年開始設(shè)計(jì)掩護(hù)式支架，從1964年開始由專門研究室全面開展架型及閥類的攻關(guān)，1970年在山西大同首次全工作面裝備了TZ-140型垛式液壓支架。至70年代中期，研制了QY型掩護(hù)支架和ZY35型支撐掩護(hù)支架。80年代以來，開發(fā)了適用于堅(jiān)硬頂板的大噸位TZ-720型支架，分層開采自動(dòng)鋪聯(lián)網(wǎng)支架、放頂煤液壓支架及大流量安全閥和操縱閥等。到目前為止，適于我國高產(chǎn)高效的國產(chǎn)液壓支架有20余種架型，其中用于緩傾斜中厚煤層和緩傾斜厚煤層的各占一半。適用于緩傾斜厚煤層高產(chǎn)高效的液壓支架分為機(jī)械化鋪聯(lián)網(wǎng)支架、一次采全高支架和放頂煤支架三大類。近年來，我國采煤綜合機(jī)械化的水平有所提高，隨著綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的不斷發(fā)展和新型大功率采煤機(jī)、工作面輸送機(jī)的出現(xiàn)，要求支架與之相配套，但若支架的控制系統(tǒng)不作相應(yīng)的改進(jìn)，是滿足不了這一要求的。到目前為止，我國國產(chǎn)液壓支架的控制方式仍然停留在跟機(jī)手把單向鄰架控制或本架控制水平。[2]這種控制方式，雖然具有控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、制造容易、造價(jià)較低和對(duì)煤層地質(zhì)條件變化適應(yīng)性較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但它存在嚴(yán)重缺點(diǎn)：工人勞動(dòng)條件差，安全性差；移架速度慢，影響采煤機(jī)效率的發(fā)揮；通風(fēng)條件差，支架故障率高；支架支護(hù)效能的發(fā)揮程度與操作人員的經(jīng)驗(yàn)多少和技能高低有密切關(guān)系。液壓支架實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制后，就可有效地克服上述缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)支架的電液控制，而且有多種控制方式可供選擇，人員可在較安全的地方集中對(duì)整個(gè)工作面的支架進(jìn)行遠(yuǎn)程控制或程序控制。現(xiàn)在國外的普通綜采工作面液壓支架已實(shí)現(xiàn)了微機(jī)紅外線電液自動(dòng)控制，可成組、成排地向前移架，額定供液壓力達(dá)到40MPa，流量300L/min～4150L/min，供液管徑100mm～120mm，移架速度超過了10組/min。而國產(chǎn)液壓支架還是中低壓小管徑供液，人工手動(dòng)操作?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)，前移一組支架大約需1min。最大的支架供液壓力不超過32Mpa，供液管徑25mm～30mm，流量在150L/min～200L/min。二柱掩護(hù)式液壓支架的工作阻力780t，架寬1.5m，采用PM4型紅外線電液控制系統(tǒng)，由采煤機(jī)微電腦遠(yuǎn)距離控制，支架立柱直徑超過400mm，移架速度10組/min。第二節(jié)國內(nèi)外液壓支架的差異1.液壓支架制造技術(shù)水平落后,在支架材料、加工工藝、性能和使用壽命等方面與世界先進(jìn)國家相比還有很大差距。(1)德國支架結(jié)構(gòu)件材料ST52,屈服極限500MPa,前蘇聯(lián)的更高。我國基本長期使用16Mn,屈服極限350MPa左右,近年來只有少數(shù)支架構(gòu)件的部分材料用高強(qiáng)度鋼板。(2)支架液壓系統(tǒng)的閥類使用的是乳化油,防銹蝕的要求很高,國外一直使用銅合金閥殼和高強(qiáng)度不銹鋼閥芯,我國是45鋼加表面防腐處理。(3)國外密封材料的壽命大于5年,我國只有2年左右。(4)國外的支柱和千斤頂缸體內(nèi)壁是復(fù)鍍,我國是不鍍,使立柱出現(xiàn)麻斑、劃傷、密封漏液等現(xiàn)象,影響支護(hù)效果。(5)美國的支架耐久性實(shí)驗(yàn)要求是>45000次,我國>7000次。以上這樣技術(shù)質(zhì)量水平的支架在國內(nèi)一般礦井勉強(qiáng)可以使用,但在國內(nèi)高產(chǎn)、高效工作面及國際上是沒有競(jìng)爭(zhēng)力的,綜采工程技術(shù)人員普遍認(rèn)為目前我國支架的工藝技術(shù)水平尚未達(dá)到1979年引進(jìn)的100套支架的技術(shù)水平,可想落后人家遠(yuǎn)不止30年。2．液壓支架控制系統(tǒng)的研究處于落后狀況,嚴(yán)重制約了支架移架速度的提高和綜采經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮西方主要產(chǎn)煤大國始終把支架控制系統(tǒng)作為提高整個(gè)綜采經(jīng)濟(jì)效益的重要方面來抓。20世紀(jì)60年代采用手動(dòng)直控操作系統(tǒng);20世紀(jì)70年代初即開始重視液壓支架液壓先導(dǎo)控制的研究;20世紀(jì)70年代中后期廣泛采用液壓多芯管先導(dǎo)控制系統(tǒng);20世紀(jì)80年代西方國家開始大力著手電液先導(dǎo)程序控制的研究和使用。因此,現(xiàn)在美、德、英、日等基本上全是可編程電液控制,波蘭除了電液控制以外,都是液壓多芯管先導(dǎo)控制。20世紀(jì)90年代開始,為了提高移架速度滿足工作面高產(chǎn)、高效發(fā)展的需求,我國在加大常規(guī)手控操縱閥的流量方面取得進(jìn)展,加上綜合措施,也實(shí)現(xiàn)了平均移架速度小于12sP架的成績。根據(jù)以上資料不難看出,在21世紀(jì)以煤炭集約化生產(chǎn)為特征的新時(shí)期。為了滿足高產(chǎn)高效綜采工作面的需要,必須抓緊研制和推廣電液系統(tǒng)。第三節(jié)液壓支架的發(fā)展趨勢(shì)隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,新技術(shù)、新方法、新材料的不斷應(yīng)用,微機(jī)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步普及,為液壓支架的發(fā)展提供了有利的條件。[3]目前,液壓支架正向以下幾個(gè)方面發(fā)展:(1)液壓支架的結(jié)構(gòu)形式正朝著簡(jiǎn)單實(shí)用方向發(fā)展,如液壓支架的架型明顯地向兩柱掩護(hù)式支架和四柱支撐式掩護(hù)式支架發(fā)展。(2)在已有支架設(shè)計(jì)與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將有限元和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)相結(jié)合,研究支架的智能化設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)與參數(shù)的優(yōu)化,進(jìn)一步提高支架的科學(xué)性、可靠性以及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化性。其中在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:①提高液壓支架的設(shè)計(jì)強(qiáng)度,加大支架的工作阻力,加大支架的設(shè)計(jì)強(qiáng)度系數(shù),還有選材等方面;②如何提高支架的移架速度;③改進(jìn)支架個(gè)別部件結(jié)構(gòu),加大聯(lián)結(jié)件強(qiáng)度。(3)改進(jìn)制造工藝,保證制造質(zhì)量;對(duì)支架的閥類,從材料、熱處理、加工條件和密封件入手,制定更嚴(yán)格的質(zhì)量和抗腐蝕標(biāo)準(zhǔn)。(4)對(duì)不穩(wěn)定頂板、松軟底板、地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜等特殊條件,加大投入,研制大量的特殊支架,以適用不同的開采條件。(5)新型元件與材質(zhì),可減輕支架重量,提高支架性能和使用壽命。(6)結(jié)構(gòu)上尋求克服四連桿的新型架型。(7)快速支架電液控制系統(tǒng)的研制和投入,研究支架的遙控、程控控制和性能自動(dòng)監(jiān)控,為回采工作面的半自動(dòng)化與自動(dòng)化創(chuàng)造條件。第二章液壓支架類型、選型原則及支撐掩護(hù)式支架的工作原理第一節(jié)液壓支架的類型及基本特點(diǎn)迄今為止，全國使用的液壓支架已有幾百種型號(hào)，但其基本型式是相同或相似的。對(duì)液壓支架型式的分類應(yīng)把握其本質(zhì)特征，按照不同的分類原則進(jìn)行分類。這些分類原則互相聯(lián)系又存在矛盾，同一個(gè)支架按照不同的分類原則可劃分在不同類，把這些不同分類結(jié)果，按照一定的主次關(guān)系聯(lián)系起來，就能較全面的反映該支架的基本特征。液壓支架可按適用的煤層厚度、傾角和支架的控制方式來進(jìn)行分類，但這些分類法均未反應(yīng)出液壓支架的基本特征。因此，目前國內(nèi)外均按架型結(jié)構(gòu)與圍巖關(guān)系，將液壓支架分為支撐式、掩護(hù)式、支撐掩護(hù)式三大類。一支撐式液壓支架(a)節(jié)式支架(b)垛式支架圖2--1支撐式液壓支架1.基本特點(diǎn)支撐式支架是早期發(fā)展的液壓支架架型。其中又分為節(jié)式支架(圖2a)和垛式支架(圖2b)。這種支架的基本特點(diǎn)是:(1)立柱靠簡(jiǎn)單的復(fù)位裝置垂直支撐于支架的頂梁與底座之間，支撐效率高。(2)支架是一個(gè)不穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，基本不能承受頂板的水平力，支架的穩(wěn)定性差。(3)設(shè)有完善的掩護(hù)防漏研裝置。(4)支撐力的集中作用點(diǎn)離煤壁較遠(yuǎn)，支架切頂力強(qiáng)。(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，成本低。2.適應(yīng)范圍(1)采高小于2m-2.5m(2)直接頂穩(wěn)定(3類)或堅(jiān)硬(4類)，老頂來壓明顯(II級(jí))或強(qiáng)烈(III級(jí))。(3)工作面傾角l<10°左右;(4)目前垛式支架僅少量用于緩傾斜薄煤層中。節(jié)式支架已基本淘汰，應(yīng)用很少。二掩護(hù)式液壓支架(a)支頂型掩護(hù)式（b)支掩型掩護(hù)式圖2—2掩護(hù)式液壓支架1.基本特點(diǎn)(1)單排立柱支撐。支架支撐力集中作用點(diǎn)離煤壁較近，加之平衡千斤頂?shù)淖饔茫瑢?duì)端面頂板的支撐力較大，可以有效防止端面頂板的早期離層和破壞。(2)控頂距小。頂梁較短，對(duì)頂板的反復(fù)支撐次數(shù)少，減少了對(duì)直接頂板的破壞。(3)具有掩護(hù)梁、連桿等機(jī)構(gòu)，可以承受頂板的水平力，支架穩(wěn)定性好。(4)擋研掩護(hù)性能好。一般都有掩護(hù)梁、活動(dòng)側(cè)護(hù)板等擋研掩護(hù)部件，能可靠地使工作面和采空區(qū)隔離，阻止竄研。(5)平衡式頂梁，即工作時(shí)以支撐點(diǎn)(支掩式掩護(hù)支架即頂梁與掩護(hù)梁鉸接點(diǎn)，支頂式則為立柱與頂梁的鉸點(diǎn))附近一個(gè)窄小的范圍為中心，必須保持前后支撐力矩的平衡來維持頂梁的正常工作狀況。這個(gè)窄小的范圍一般稱為受載平衡區(qū)。(6)立柱一般呈傾斜布置，支掩式支架的立柱支在掩護(hù)梁上，支撐效率較低。但是，支架的調(diào)高范圍化較大。(7)支架切頂能力一般較小，尤其是支掩型掩護(hù)支架。但是，支頂型掩護(hù)支架的切頂能力較高。(8)由于控頂距等原因，支掩型掩護(hù)支架的通風(fēng)斷面較小，而支頂型支架則較大。2.適用范圍(1)直接頂不穩(wěn)定((1類)和中等穩(wěn)定(2類)的直接頂為主，也用于穩(wěn)定(3類)頂板。插腿支掩式比較適用于不穩(wěn)定頂板。(2)老頂:主要用于老頂來壓不明顯(I級(jí))和較明顯(II級(jí))的頂板。(3)底板:插腿支掩式最適于松軟底板，其他型式要看支架具體結(jié)構(gòu)。一般支頂支掩式適應(yīng)軟底板也較好。(4)按通風(fēng)斷面的大小，適應(yīng)沼氣含量的能力也是以插腿支掩式較小，而支項(xiàng)掩護(hù)式較大。(5)目前我國研制的掩護(hù)式液壓支架最低高度為0.55m，最大高度達(dá)5m.(6)傾角:實(shí)際應(yīng)用已可達(dá)35“煤層傾角，新設(shè)計(jì)支架適應(yīng)傾角已達(dá)550。三支撐掩護(hù)式液壓支架(a)支頂型支撐掩護(hù)式(b)混合型支撐掩護(hù)式圖2--3支撐掩護(hù)式液壓支架1.基本特點(diǎn)(1)通常為兩排立柱(少數(shù)為三排)垂直或傾斜支撐。支架支撐力的集中作用區(qū)(或稱力平衡區(qū))離煤壁較遠(yuǎn)，總支撐力高，切頂能力強(qiáng)。(2)具有掩護(hù)梁、連桿等穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，可以承受頂板水平力，支架穩(wěn)定性好。(3)擋研、掩護(hù)性能好。一般都有掩護(hù)梁、活動(dòng)側(cè)護(hù)板等擋研掩護(hù)部件，能可靠地使工作面與采空區(qū)隔離，阻止竄研。(4)控頂距較大，頂梁較長，對(duì)頂板的反復(fù)支撐次數(shù)相對(duì)較多，易使直接頂破壞，作業(yè)空間和通風(fēng)斷面較大。2.適用范圍(1)直接頂:以中等穩(wěn)定(2類)以上頂板為主；(2)老頂:主要適應(yīng)于來壓明顯(II級(jí)以上)，直至來壓極強(qiáng)烈(IV級(jí))老頂；(3)對(duì)底板的適應(yīng)性比較好；(4)通風(fēng)斷面大，適于高瓦斯礦井；(5)目前我國研制的支撐掩護(hù)式支架最低高度為0.7m，最大高度達(dá)4.7m.X型支撐掩護(hù)式支架適用于薄或中厚煤層；(6)一般，用于“<25”的工作面。采取防倒防滑措施后，還可擴(kuò)大適用范圍。通?？砂词褂脳l件，選用前述的三種標(biāo)準(zhǔn)液壓支架。四特殊用途的液壓支架1.放頂煤液壓支架（圖2--4）（a）單擺桿式（b）單鉸接式圖2--4放頂煤液壓支架放頂煤綜采法是近20年興起的特厚煤層機(jī)械化開采的新技術(shù)。放頂煤液壓支架是這種綜采法的主要配套設(shè)備之一。通過多年的實(shí)踐，越來越多的國家采用了這種技術(shù)，并且認(rèn)為在適宜的條件下，是解決厚及特厚煤層開采的一種經(jīng)濟(jì)，有效的方法。我國厚及特厚煤層儲(chǔ)量非常豐富，自80年代初我國開始研制放頂煤液壓支架，先后在窯街、沈陽、遼源等局使用成功。目前，這種綜采法不僅用于緩傾斜煤層，還成功地用于急傾斜特厚煤層的水平分層開采。2004年盤江礦區(qū)已成功使用放頂煤液壓支架。1)基本特點(diǎn):(1)一般采用整體性、穩(wěn)定性及掩護(hù)性較好的支撐掩護(hù)式和掩護(hù)式液壓支架。(2)有較寬敞、便于控制的放煤口以及松動(dòng)、破碎煤塊的輔助裝置。(3)支架受上部頂板和頂煤放落時(shí)的動(dòng)載影響較大，因此要求支架縱向和側(cè)向穩(wěn)定性較高。(4)支架調(diào)高范圍要求不嚴(yán)。為使操作、行人等比較方便，支架高度一般為2-3m.2)適用范圍(1)煤層厚度一般為5m-12m左右、或者厚度變化較大。(2)煤質(zhì)比較松軟，或節(jié)理發(fā)育，容易在礦壓作用下冒落的煤層。(3)對(duì)于松軟和易碎裂煤層，厚度為5-8m左右時(shí);可選用掩護(hù)式支架，采用天窗式結(jié)構(gòu)，如單輸送機(jī)放頂煤支架;對(duì)于厚度較大，煤質(zhì)較硬，但節(jié)理發(fā)育，易碎裂的煤層，可用支撐掩護(hù)式支架，采用插板式或天窗插板式等結(jié)構(gòu)。2.鋪網(wǎng)液壓支架鋪設(shè)金屬網(wǎng)分層假頂是分層綜采的重要工序。在專門的鋪網(wǎng)支架研制使用之前大多采用一般液壓支架，或稍加修改的支架，并在支架的前部鋪頂網(wǎng)。這種方法操作繁瑣且與采煤工序干擾，影響工作面產(chǎn)量和效率，而且鋪設(shè)的網(wǎng)經(jīng)過支架頂梁，掩護(hù)梁后才與底板重合，容易扯網(wǎng)或砸壞，影響鋪設(shè)質(zhì)量[4]。鋪網(wǎng)支架除具有一般綜采工作面支架所具有的功能之外還有以下三個(gè)特點(diǎn):(1)提供獨(dú)立的鋪網(wǎng)作業(yè)空間；(2)能自動(dòng)將金屬網(wǎng)鋪設(shè)于底板；(3)用機(jī)械或用手工方式連網(wǎng)。鋪網(wǎng)液壓支架用的金屬網(wǎng)有經(jīng)緯網(wǎng)與菱形網(wǎng)。實(shí)踐表明，兩種網(wǎng)相比菱形金屬網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是在相同材料消耗情況卜菱形網(wǎng)承力大，強(qiáng)度高，承力平均值比經(jīng)緯網(wǎng)高31％;菱形網(wǎng)抗沖擊能力好于經(jīng)緯網(wǎng);卷網(wǎng)和展網(wǎng)時(shí)，菱形網(wǎng)比經(jīng)緯網(wǎng)容易，特別是網(wǎng)絲較粗時(shí);菱形網(wǎng)自鎖能力強(qiáng)，一但局部破網(wǎng)，破口轉(zhuǎn)變?nèi)韵嗷ス绰?lián):編網(wǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度低，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化編網(wǎng)。3.大傾角液壓支架當(dāng)工作面傾角增大到35°--55°左右時(shí)，除了工作面設(shè)備和支架本身的防倒防滑問題變得嚴(yán)重以外，工作面煤壁不穩(wěn)定性及端面頂板的及時(shí)維持問題、煤炭運(yùn)輸與人行空間的安全隔離問題、操作人員的行走和安全保護(hù)等問題，要求支架只有不同于一般緩傾斜煤層支架的特殊性能和結(jié)構(gòu)。這些要求主要是:(1)可靠的防倒防滑裝置。支架在大傾角下工作，除自身不能發(fā)生倒架和下滑以外，工作面輸送機(jī)的錨固和下滑以后的上調(diào)，也必須以支架作依托，因此支架本身的防倒防滑裝置必須可靠。(2)為作業(yè)人員行走，應(yīng)設(shè)置有扶手的人梯，并有擋護(hù)裝置防止上部飛塊滾落傷人。(3)支架應(yīng)設(shè)有保護(hù)擋板，將人行空間與采煤機(jī)道隔離。在煤壁與保護(hù)擋板之間形成溜煤通道。保護(hù)擋板也可開啟，以便處理支架前部和煤壁處的事故。(4)支架應(yīng)有好的橫向穩(wěn)定性。(5)支架應(yīng)設(shè)有超前支護(hù)的伸縮梁，對(duì)端面頂板有較大的支撐力。(6)工作面支架應(yīng)有可靠的導(dǎo)向和調(diào)架裝置和機(jī)構(gòu)(即三點(diǎn)式導(dǎo)向)，保證支架在降架前移時(shí)平穩(wěn)導(dǎo)向無整卡，并能可靠的扶正和調(diào)整支架的位置。(7)加大活動(dòng)側(cè)護(hù)板的寬度和高度，增加支架在降移情況下側(cè)護(hù)板的重合量，改善支架的密封和調(diào)整性能。(8)為增加煤壁穩(wěn)定性，有時(shí)工作面需偽斜布置(工作面上端超前)。支架應(yīng)適應(yīng)在俯偽斜工作面使用的需要。[5]由于支架仍與走向方向平行，支架的中心距要比正常時(shí)(多為1.5m)縮小，因此要求支架的固定寬度要變窄，而活動(dòng)側(cè)護(hù)板的伸縮行程要大。(9)為解決輸送機(jī)下滑頻繁問題，要求防滑裝置不僅能錨固輸送機(jī)，而且還能組合動(dòng)作，需要時(shí)將輸送機(jī)向傾斜上方牽引。(10)支架應(yīng)有足夠的初撐力。在液壓系統(tǒng)中應(yīng)采取初撐力保證閥，提高泵站工作壓力或加大立柱缸徑等措施。一般要求初撐力達(dá)到額定阻力的75%-82%以上。4.端頭液壓支架工作面端頭位于工作面和順槽的連接處，是行人、運(yùn)輸和通風(fēng)的必經(jīng)之地，多種設(shè)備的會(huì)集處，也是工作面支護(hù)和巷道支護(hù)的交叉地帶。端頭處條件復(fù)雜，位置重要。目前國內(nèi)研制的端頭支架主要用在下端頭，主要功能是維護(hù)好巷道和回采工作面交叉口處的頂板，協(xié)調(diào)該處排頭支架、工作面輸送機(jī)、順槽轉(zhuǎn)載機(jī)等設(shè)備之間的位置和配套關(guān)系;除端頭支架能自移以外，要為轉(zhuǎn)載機(jī)和輸送機(jī)機(jī)頭的移動(dòng)提供動(dòng)力，支架本身應(yīng)有防倒，調(diào)架或適應(yīng)工作面傾角變化的能力，能適應(yīng)左右工作面，換向方便，前梁伸入巷道，起一定的超前支護(hù)作用。第二節(jié)液壓支架的選型一工作面支架工作面支架用量最大，主要有支撐式、掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式三種形式。它的選型的主要依據(jù)有:工作面頂板的地質(zhì)條件，一般按老頂周期來壓不同把老頂分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)等級(jí);按直接頂?shù)姆€(wěn)定性不同，把其分為4類，應(yīng)根據(jù)工作面頂板的老頂級(jí)別，直接頂類別和底板的不同組合情況參照表2選擇架型。同時(shí)還要考慮以下因素:(1)煤層厚度(采高):對(duì)層厚H<1.3m的薄煤層應(yīng)優(yōu)先選用伸縮比較大的支撐掩護(hù)式支架和掩護(hù)式支架;對(duì)層厚H>2.5-2.8m的厚煤層應(yīng)優(yōu)先選用掩護(hù)性好，抗側(cè)向力強(qiáng)的支撐掩護(hù)式支架;若為僻頂分層開采，則應(yīng)選用掩護(hù)式支架。(2)煤層傾角:主要影響支架的工作穩(wěn)定性，在大傾角煤層工作的支架應(yīng)防止發(fā)生傾倒和下滑。當(dāng)煤層傾角。>10^-15。時(shí)最好是選用頂梁及掩護(hù)梁帶有側(cè)護(hù)板的掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架;若采用支撐式支架，必須帶有調(diào)架裝置以能及時(shí)調(diào)整支架的位置。當(dāng)煤層傾角>18°時(shí)，各種架型均帶有防倒和防滑裝置。(3)瓦斯含量:瓦斯涌出量大的工作面應(yīng)優(yōu)先選用支撐式和支撐掩護(hù)式支架，并應(yīng)驗(yàn)算通風(fēng)斷面能否滿足通風(fēng)量的要求。(4)特殊要求:除基本架型以外，還有為滿足特殊開采需要而專門設(shè)計(jì)的特種支架可供選用。如在煤層傾角a>35“-55”時(shí)，應(yīng)選用大傾角支架，對(duì)頂板松軟(破碎)、煤質(zhì)松軟(f<1)、底板松軟(aS<1.5MPa)的“三軟”煤層，應(yīng)選用專門設(shè)計(jì)的“三軟”支架。反之，可選用“三硬”支架。對(duì)于窄機(jī)身采煤機(jī)的工作面，可配套使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、價(jià)格低的經(jīng)濟(jì)型支架;對(duì)于厚煤層分層開采，可采用帶有鋪連網(wǎng)裝置的掩護(hù)式支架;對(duì)厚煤層放頂煤開采，可選用支撐掩護(hù)式放頂煤支架。(5)設(shè)備成本:應(yīng)優(yōu)先選用價(jià)格較便宜的架型，以降低工作面設(shè)備成本。在支撐式和支撐掩護(hù)式支架都能使用的工作面，應(yīng)優(yōu)先選用支撐式支架;在掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式支架都能使用的工作面，應(yīng)優(yōu)先選用掩護(hù)式支架。二端頭支架工作面端頭支架安裝在工作面和順槽的交接處，要求具有較大的支護(hù)空間，便于人員、設(shè)備進(jìn)出和設(shè)備的安裝，也有支撐式和支撐掩護(hù)式2種型式可供選用。(1)支撐式該種支架的頂梁長，支撐力大，可維護(hù)較大的工作空間，但無錨固能力。多用于順槽斷面較大，設(shè)備功率大，頂板穩(wěn)定或堅(jiān)硬的工作面。(2)支撐掩護(hù)式該種支架由主副架組成，移架靈活，可用于頂板穩(wěn)定，底板起伏較大，設(shè)備功率較小的工作面。第三節(jié)支撐掩護(hù)式液壓支架工作原理液壓支架的前探梁和頂梁是箱體焊接結(jié)構(gòu),支撐著工作面頂板,起著防止漏矸冒頂?shù)淖饔谩Ｇ疤搅呵Ы镯敳倏v著前探梁向上和向下擺動(dòng),可以較好適應(yīng)頂板的起伏不平,改善其接頂性能。四根立柱(雙作用單伸縮油缸)支撐在頂梁與底座之間,立柱與頂梁、底座接觸處為球面鉸,可以改善立柱受力。為了適當(dāng)增大支架的支撐高度,擴(kuò)大適用范圍,根據(jù)需要可在立柱上端加接機(jī)械加長桿。掩護(hù)梁是由鋼板焊接而成的箱型結(jié)構(gòu),下端通過前、后連桿與底座鉸接成四連桿機(jī)構(gòu),[6]起著穩(wěn)定支架重心和防止采空區(qū)巖石涌入工作面的作用,既能保證支架前梁頂端與煤壁的間距基本恒定,又承擔(dān)了支架在工作過程中的水平分力,以保證支架的工作穩(wěn)定性;底座是鋼板焊接的箱型結(jié)構(gòu),它與底板直接接觸,將立柱傳來的頂板壓力傳遞給底板。底座的后部與前后連桿鉸接,前端焊接有安裝推移千斤頂?shù)穆?lián)結(jié)耳,推移千斤頂?shù)牧硪欢伺c工作面運(yùn)輸機(jī)連接,通過推移千斤頂?shù)纳炜s,實(shí)現(xiàn)推溜和移架行走動(dòng)作。乳化液泵站是液壓支架的心臟,是乳化液泵、乳化液箱和其他附屬設(shè)備的總稱；液壓膠管構(gòu)成支架的“動(dòng)脈”和“靜脈”；操縱閥、安全閥和液控單向閥按規(guī)定的采煤工藝要求實(shí)現(xiàn)各部件的動(dòng)作,以滿足綜合機(jī)械化采煤的需要。液壓支架是以乳化液泵站的高壓液體為動(dòng)力，通過液控系統(tǒng)，按要求使支架及附屬裝置完成支撐、降柱、移架、推移輸送機(jī)以及防護(hù)等動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)支護(hù)工作機(jī)械化。其中卸載、降柱、推移和升柱是液壓支架的主要操作工序，而支架之間的相對(duì)移動(dòng)、支架及部件在空間里保持規(guī)定的位置和前梁伸縮等為輔助操作工序。這些輔助工序可與其中一種主要工序同時(shí)進(jìn)行，或者單獨(dú)進(jìn)行。但調(diào)整支架應(yīng)在降柱后升柱前進(jìn)行，即在移架前后或移架過程中進(jìn)行。液壓支架支撐過程中，在操縱閥關(guān)閉前后(或供液系統(tǒng)關(guān)閉前后)，工作面頂板與支架頂梁的主被動(dòng)關(guān)系發(fā)生了變化。因此支架的支撐過程可分為主動(dòng)支撐(初撐階段)和被動(dòng)支撐階段(承載階段)兩種工況。在液壓支架降柱開始時(shí)，隨著封閉高壓腔的液控單向閥快速開啟，經(jīng)常出現(xiàn)瞬態(tài)的液壓沖擊。故支架的降柱過程可分為卸載沖擊和正常降柱兩種工況。由于卸載降柱、推移和支撐操作工序?qū)χЪ艿囊萍芩俣?、支護(hù)狀態(tài)和支撐性能起著決定性作用。所以在研究支架動(dòng)特性時(shí)，把卸載沖擊、正常降柱、移架、推移輸送機(jī)、主動(dòng)支撐和被動(dòng)支撐作為獨(dú)立的基本工況。支架液壓系統(tǒng)屬于液壓傳動(dòng)中的泵-缸系統(tǒng)，其系統(tǒng)原理圖如下圖所示。ZZ7200/23/38液壓支架液壓系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)的工作原理:當(dāng)三位四通閥右位接通，乳化液通過三位四通閥，再經(jīng)過液控單向閥進(jìn)入液壓缸的底部，使液壓缸的活塞伸出，而液壓缸上部的乳化液經(jīng)三位四通閥回到油箱。當(dāng)三位四通閥的左位接通，[7]乳化液通過三位四通閥進(jìn)入液壓缸的上部，使液壓缸的活塞下降。液控單向閥在乳化液的壓力下打開，使液壓缸下部的乳化液通過液控單向閥回到油箱。當(dāng)三位四通閥在中位時(shí)，三位四通閥把進(jìn)液管路隔開，液壓缸不進(jìn)乳化液，而液壓缸下部的乳化液由液控單向閥的作用下不回液，液壓缸不運(yùn)動(dòng)。第三章液壓支架的整體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)第一節(jié)設(shè)計(jì)目的，要求及必要的基本參數(shù)一設(shè)計(jì)目的ZZ7200/23/38型支撐掩護(hù)式液壓支架是一種的“高起點(diǎn)、高質(zhì)量、高可靠性”的新型巷道支架。該支架主要使用在采區(qū)內(nèi)、工作面前方停采線處預(yù)置的切槽巷道內(nèi)，與兩側(cè)順槽方向一致、按1.5米中心距逐架布置在切槽巷道內(nèi)，支撐和管理該切槽巷道的頂板。該支架只起支護(hù)頂板作用，不需要推溜、移架和側(cè)護(hù)等功能。當(dāng)采區(qū)采完、工作面內(nèi)支架推移到本支架所在的切槽巷道準(zhǔn)備拆工作面支架時(shí)，依靠本支架對(duì)周圍頂板的支護(hù)管理、維護(hù)出一個(gè)安全拆工作面支架的工作區(qū)域，確保工作人員的安全。沒有本支架之前，[8]預(yù)置拆架的切槽巷道只能靠假設(shè)頂棚或鋪網(wǎng)錨桿支護(hù)巷道頂板，費(fèi)時(shí)費(fèi)力、工作效率低且成本高。本支架的應(yīng)用對(duì)增加采煤工作面產(chǎn)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、減輕工人的體力勞動(dòng)和保證安全生產(chǎn)起著非常重要的作用。該架型已在神華和晉城等礦井使用，對(duì)全面提升現(xiàn)代化礦井的綜合機(jī)械化水平、提高生產(chǎn)率、保障礦井生產(chǎn)人員的操作安全等方面，效能尤為明顯。因此，巷道液壓支架的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。二設(shè)計(jì)要求(1)為了滿足采煤工藝及地質(zhì)條件的要求,液壓支架要有足夠的初承力和工作阻力,以便有效的控制頂板,保證其合理的下沉量。(2)要求液壓支架能保證采煤工作面有足夠的通風(fēng)斷面，從而保證人員呼吸、稀釋有害氣體等安全方面的要求。(3)為了工作面液壓支架在本支架下的拆卸的需要,要有足夠?qū)挼目臻g。(4)調(diào)節(jié)范圍要大,照明和通訊方便。(5)支架要求有足夠的剛度,能夠承受一定的不均衡載荷和沖擊載荷。(6)支架穩(wěn)定性要好,底座最大比壓小于規(guī)定值。(7)在滿足強(qiáng)度條件下,盡可能減輕支架重量。(8)要易于拆卸，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單。(9)液壓元件要可靠。三設(shè)計(jì)液壓支架必需的基本參數(shù)(1)頂板條件根據(jù)老頂和直接頂?shù)姆诸?，?duì)支架進(jìn)行選型。(2)最大和最小采高根據(jù)最大和最小采高，確定支架的最大和最小高度，以及支架的支護(hù)強(qiáng)度。(3)瓦斯等級(jí)根據(jù)瓦斯等級(jí)，按保安規(guī)程規(guī)定，驗(yàn)算通風(fēng)斷面。(4)底板巖性能及小時(shí)涌水量根據(jù)底巖性和小時(shí)涌水量驗(yàn)算底板比壓。(5)工作面煤壁條件根據(jù)工作面煤壁條件，決定是否用護(hù)幫裝置。(6)煤層傾角根據(jù)煤層傾角，決定是否選用防滑裝置(7)井向罐籠尺寸根據(jù)井向罐籠尺寸，考慮支架的運(yùn)輸外形尺寸。(8)配套尺寸根據(jù)配套尺寸及支護(hù)方式來計(jì)算頂梁長度。四液壓支架設(shè)計(jì)的原始條件老頂Ⅰ、Ⅱ級(jí)直接頂1、2類巷道高度2.6-3.5m表3-1適應(yīng)不同類級(jí)頂板的架型和支護(hù)強(qiáng)度老頂級(jí)別ⅠⅡⅢⅣ直接頂類別12312312344架型掩護(hù)式掩護(hù)式支撐式掩護(hù)式掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式支撐式支撐掩護(hù)式支撐掩護(hù)式支撐或支撐掩護(hù)式支撐或支撐掩護(hù)式采高＜2.5m時(shí)用支撐式采高＞2.5m時(shí)用支撐掩護(hù)式支護(hù)強(qiáng)度KN/M支架采高m12941.3×2941.6×294＞2×294應(yīng)結(jié)合深孔爆破，軟化頂板等措施處理采空區(qū)2343（245）1.3×343(245)1.6×343＞2×3433441(343)1.3×441(343)1.6×441＞2×4414539(441)1.3×539(441)1.6×539＞2×539第二節(jié)液壓支架的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一底座選擇與設(shè)計(jì)液壓支架底座最常用的形式有3種，即整體剛性底座、底分式剛性底座和鉸接分體底座。在本次設(shè)計(jì)中我們采用整體剛性底座，在其中擋前部一般有一高度為50~100mm的小箱體結(jié)構(gòu)，中檔后部上方為箱形結(jié)構(gòu)，推移千斤頂一般安裝在箱形體下面，整體剛性底座立柱柱窩前一般要設(shè)計(jì)一過橋，以提高底座的整體剛性和抗扭能力，整體剛性底座的整體剛度和強(qiáng)度很好，底座面積大，從而有利于減小對(duì)底板的比壓。由前面的設(shè)計(jì)，我們可以了解和理解一下尺寸;底座長2180mm，寬1400mm，前后連桿鉸合處的垂直中心距為426mm，水平中心距為545mm后連桿的離地中心距為950mm，兩立柱的中心距為895mm，巷道液壓支架的底座長度不需要根據(jù)移架步距確定，綜合所有因數(shù)我們?nèi)〉鬃L2180mm。二頂梁的選擇與設(shè)計(jì)頂梁直接與頂板接觸，支撐頂板，是支架的主要承載部件之一，支架常用的頂梁形勢(shì)有3種：即整體頂梁、鉸接頂梁和楔形結(jié)構(gòu)頂梁。本設(shè)計(jì)中我們采用整體頂梁，整體頂梁有效地支護(hù)機(jī)道上方的頂板，[9]防止工作面片幫冒頂。頂梁長5100mm，寬為1460mm。頂梁后與掩護(hù)梁鉸接，鉸接處到頂梁的距離為350mm。兩立柱中心距為1120mm。三推移裝置的選擇與設(shè)計(jì)推移裝置有推移桿、推移千斤頂和連接頭等主要零部件組成，其中推移桿是決定推移裝置的形式和性能的關(guān)鍵部件。推移桿的常用形勢(shì)有正拉式短推桿和倒拉式長推桿兩種。正拉式短推桿是由鋼板組焊而成的箱形結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、重量輕，因而被廣泛采用，但對(duì)煤、矸的處理更加不易，而且還存在理論上的缺陷。目前的推移機(jī)構(gòu)多采用倒拉式長推桿整體式或兩節(jié)短推桿鉸接式結(jié)構(gòu)，其拉架力大。推桿都采用鋼板焊接而成的箱體結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度非常好。長推桿整體式推移裝置在工作面傾角大的情況下，有利于防止輸送機(jī)支架的下滑，但在工作面難以更換；鉸接式長推桿推移裝置可以在上、下、左、右四個(gè)方向擺動(dòng)，兼有短推桿和雙推移桿的雙種特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用鉸接式短推桿機(jī)構(gòu)。四立柱的選擇與設(shè)計(jì)立柱是支架的最重要的承壓部件，在支架正常工作時(shí)，一般處于高壓受力狀態(tài)，他的工作性能直接影響整個(gè)支架的工作狀態(tài)，因此設(shè)計(jì)時(shí)，要求具有合理的工作組力和可靠的工作性能外，還必須有足夠的抗壓、抗彎強(qiáng)度，良好的密封性能，并能適應(yīng)支架的要求。其中單作用又分為活塞式支活柱式、雙作用分為單伸縮、單伸縮帶機(jī)械加長桿，雙伸縮、三伸縮等。該立柱為一單伸縮雙作用油缸，為了適應(yīng)頂?shù)装宓淖兓透纳破涫芰顩r，立柱兩端均采用球面結(jié)構(gòu)，以便更好地承受頂板壓力。圖3—1雙作用單伸縮立柱1．立柱布置1)立柱數(shù)目前過內(nèi)支撐式支架立柱數(shù)為2～6根，常用為4根；掩護(hù)式支架為2柱；支撐掩護(hù)式支架為4柱。2)支撐方式支撐式支架立柱為垂直布置。掩護(hù)式支架為傾斜布置，這樣可克服一部分水平力，并能增大調(diào)高范圍。一般立柱軸線與頂梁的垂線夾角小于30o（支架在最低位置時(shí)），由于角度較大，可使調(diào)高范圍增加。同時(shí)由于頂梁較短，立柱傾角加大可以使頂梁柱窩位置前移，使頂梁前端支護(hù)能力增大。支撐掩護(hù)式支架，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求呈傾斜或直立布置，一般立柱軸線與頂梁垂線夾角小于10o（支架在最高位置時(shí)），由于夾角較小，有效支撐能力較大。3)立柱間距立柱間距指支撐式和支撐掩護(hù)式支架而言即前、后柱的間距。立柱間距的選擇原則為有利于操作、行人和部件合理布置。支撐式和支撐掩護(hù)式支架的立柱間距為1～1.5m。4)立柱類型立柱按動(dòng)作方式，分為單作用和雙作用；按結(jié)構(gòu)分類，分為活塞式和活柱式；按伸縮方式分為單身縮和雙伸縮，如圖3-2所示abcdef圖3-2立柱類型單作用活塞式；b—單作用柱塞式；c—雙作用活塞式；d、e、f—雙伸式第三節(jié)液壓支架基本技術(shù)參數(shù)的確定一支護(hù)高度支架高度確定原則，應(yīng)根據(jù)所采煤層的厚度，采區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)條件的變化等因素來確定，其最大與最小高度為：＋S1(mm)(3-1)（mm）(3-2)式中：支架最大高度mm支架最小高度mm巷道最大高度=3600mm巷道最小高度=2500mmS1考慮偽項(xiàng)煤冒落時(shí)，仍有可靠支撐力所需要的支撐高度，一般采取200-300mm，S1取200mm，S2頂板最大下沉量是，一般取100～200mm，S2取200mm，a移架時(shí)支架的最小可縮量，一般取50mm，δ浮矸石、俘煤厚度，一般取50mm，由式3-1可得3600＋200=3800mm由式3-2可得2500－100－50－50=2300mm所以取：=3800mm=2300mm二支護(hù)面積支架得支護(hù)面積按如下進(jìn)行計(jì)算Fc=B(L+m)其中：Fc--支護(hù)面積（㎡）B—頂梁寬度（m）L--頂梁長度（m）m--移架后頂梁前端至煤壁的距離，一般m=284mm則Fc＝1460×（5100＋284）＝7.86㎡三支護(hù)強(qiáng)度本次設(shè)計(jì)中支撐掩護(hù)式支架的支護(hù)強(qiáng)度可用插入法求得，[10]按下式計(jì)算：（3-3）式中：—支架名義支護(hù)強(qiáng)度。（KN/m2）—采高所對(duì)應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度，見表3—1—采高所對(duì)應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度，見表3—1—對(duì)應(yīng)的采高(m),見表3—1—對(duì)應(yīng)的采高(m),見表3—1—支架的結(jié)構(gòu)高度，在，之間。對(duì)應(yīng)最大結(jié)構(gòu)高度=3.8m時(shí)=3m=705.6KN/m2=4m=862.4KN/m2將各數(shù)據(jù)代入式（3-3）得采高最大時(shí)支架支護(hù)強(qiáng)度=705.6＋(862.4-705.6)=831.4KN/m2四底板平均接觸比壓平均比壓按下式計(jì)算=()式中：平均比壓（）P：支架工作阻力（N）:底座長度（mm）：底座當(dāng)量寬度（mm）五立柱主要參數(shù)確定1．立柱缸體內(nèi)徑和活塞外徑a.立柱缸體內(nèi)徑的確定（3-4）式中：D—立柱缸體內(nèi)徑mmF1—支架承受的理論支護(hù)阻力KNn—每架支架立柱數(shù)Pa—安全閥的正壓力，Pa=40mpa—立柱最大傾角（度）代入公式（3-4）得Dd==248mm查表取整為250mm。2．立柱初撐力和工作阻力a.初撐力（3-5）式中：—立柱初撐力KN—泵站壓力=31.5(Mpa)代入公式（3-5）得=3.14/4×2502×31.5=6185（KN）b.立柱工作阻力=π/4×Da2×Pa（3-6）式中：—立柱工作阻力，KNPa—安全閥調(diào)整壓力，取Pa=36.7Mpa，代入公式（3-6）得=3.14/4×2502×36.7=1789(KN)六泵站壓力的確定泵站壓力的確定按照立柱和千斤頂?shù)墓ぷ鲏毫π枰_定為：P=31.5MPa由上述計(jì)算得ZZ7200/23/38液壓支架的主要參數(shù)：ZZ7200/23/38型液壓支架高度2300~3800mm中心距1500mm寬度1460mm初撐力6185KN工作阻力7200KN支護(hù)強(qiáng)度0.8~0.85MPa底板前端比壓1.87~1.95MPa適應(yīng)采高1900~3600mm泵站壓力31.5MPa支架重量17600Kg操作方式手動(dòng)快速本架控制立柱缸徑/柱徑250/230mm行程1500mm初撐力1545KN工作阻力1800KN第四節(jié)液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)的確定一四連桿機(jī)構(gòu)的作用四連桿機(jī)構(gòu)是掩護(hù)式支架和支撐掩護(hù)式支架的最重要的部件之一。其作用概括起來主要有兩個(gè)：一是支架由高到低變化時(shí)，借助四連桿機(jī)構(gòu)的頂梁前端的運(yùn)動(dòng)軌跡呈近似雙紐線，從而使支架頂梁前端點(diǎn)于煤壁間距離的變化大大減少，提高了管理頂板的性能；二是使支架能承受較大的水平力。下面通過四連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作過程的幾何特征進(jìn)一步闡述其作用。[11]這些幾何特征是四連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作過程的必然結(jié)果。1）支架高度在最大和最小范圍內(nèi)變化時(shí)，如圖3—3所示，頂梁端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的最大寬度e應(yīng)小于或等于70mm，最好在30mm以下。2）支架在最高位置和最低位置時(shí),頂梁與掩護(hù)梁的夾角P后連桿與底平面的夾角Q，如圖3-3所示,應(yīng)滿足如下要求:支架在最高位置時(shí),P=520～620,Q=750～850;支架在最底位置時(shí),為有利矸石下滑,防止矸石停留在掩護(hù)梁上,根據(jù)物理學(xué)摩擦理論可知,要求tanP＞W(wǎng),如果鋼和矸石的摩擦系數(shù)W=0.3,則P=16.70.而Q角主要考慮后連桿底部距底板要有一頂距離,防止支架后部冒落巖石卡住后連桿，使支架不能下降，一般去Q=250～300，在特殊情況下需要角度較小時(shí)，可提高后連桿下絞點(diǎn)的高度。3）從圖3-3可知掩護(hù)梁與頂梁絞點(diǎn)e’和瞬時(shí)中心O之間的連線與水平的夾角Q。設(shè)計(jì)時(shí)，要使Q角滿足tanQ的范圍，其原因是Ｑ角直接影響支架承受附加力的數(shù)值大小。圖3-3四連桿機(jī)構(gòu)幾何特征4）頂梁前端點(diǎn)暈運(yùn)動(dòng)軌跡雙鈕線向前凸的一段為支架最佳工作段，如圖3-3所示的h段。其原因是頂板來壓時(shí)，立柱讓下縮，使頂梁有向前移的趨勢(shì)，可防止巖石向后移動(dòng)，又可以使作用在頂梁上的摩擦力指向采空區(qū)。同時(shí)底板阻止底座向后移，使整個(gè)支架產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，從而增加了頂梁前端的支護(hù)力，防止頂梁前端上方頂板冒落，并且使底座前端比壓減少，防止啃底，有利移架。水平力的合力也相應(yīng)減少，所以減輕了掩護(hù)梁外負(fù)載。從以上分析得知，為使支架受力合理和工作可靠，在設(shè)計(jì)四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，應(yīng)盡量使e值減少。當(dāng)已知掩護(hù)梁和后連桿的長度后，在設(shè)計(jì)時(shí)只要把掩護(hù)梁和后連桿簡(jiǎn)化成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，如圖3-4所示（實(shí)際上液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)屬雙搖桿機(jī)構(gòu)）圖3-4掩護(hù)梁和后連桿構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)二四連桿機(jī)構(gòu)的幾何作圖法四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾何作圖法按如下步驟進(jìn)行。1）確定掩護(hù)梁上絞點(diǎn)至頂梁面之距和后連桿下絞點(diǎn)至底座底面之距。一般按同類型支架用類比來確定，關(guān)于這兩個(gè)尺寸的大小對(duì)支架受力的影響，后面進(jìn)行專門研究。2）掩護(hù)梁和后連桿長度的確定用解析法來確定掩護(hù)梁和后連桿的長度，如圖3-5所示。圖3-5掩護(hù)梁和后連桿計(jì)算圖設(shè)：G掩護(hù)梁長度（mm）A后連桿長度（mm）L2--e’點(diǎn)垂直線到后連桿下鉸點(diǎn)之距（mm）H1—支架最大計(jì)算高度，由下式求得H1=H大－220－150=3800－220－150=3430（mm）其中：220（mm）是后連桿下鉸點(diǎn)與底平面之距；150（mm）是掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)與頂梁上平面之距—支架最小計(jì)算高度。由下式求得=-220－160=2300－220－150=1930（mm）其中：P1—支架最高位置時(shí)，掩護(hù)梁與頂梁夾角(度)P2—支架最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與頂梁夾角(度)Q1—支架最高位置時(shí)，后連桿與底平面夾角（度）Q2—支架最低位置時(shí)，后連桿與底平面夾角（度）從幾何關(guān)系可以列出如下兩式：G.cosP1-A.cosQ1=L(3-7)G.cosP2-A.cosQ2=L(3-8)將以上兩式聯(lián)立可得：(3-9)說明：支架計(jì)算高度為支架高度減去掩護(hù)梁上絞點(diǎn)至頂梁頂面之距和后連桿下絞點(diǎn)至底座底面之距[12]。按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征要求，選定P1,Q1,P2,Q2代入（2-6）式，可以求得A/G的比值，由于支架型式不同，一般A/G的比值按以下范圍來取。對(duì)于支撐掩護(hù)式支支架，A/G值應(yīng)滿足如下范圍：A/G=0.61～0.82支架在最高位置時(shí)有：（3-10）因此掩護(hù)梁長度為：（3-11）后連桿長度為：A=G(A/G)（3-12）根據(jù)A/G的比值和（3-10）式可以求得掩護(hù)梁的長度G和后連桿長度A，經(jīng)過取整后，再重新算出P1,Q1,P2,Q2的角度，這幾個(gè)參數(shù)就確定了。三幾何作圖法作圖過程用幾何作圖法確定四連桿機(jī)構(gòu)的各部尺寸，具體作法如圖3-6所示。具體作圖步驟如下：1)確定后連桿下鉸點(diǎn)O點(diǎn)的位置，使它比底座面略高200～250mm（或類比同類型支架確定）2)過O點(diǎn)作與底座面平行的水平線H—H線。3)過O點(diǎn)作與H—H線的夾角為Q1的斜線。4)在此斜線截取線段，長度等于A,a點(diǎn)為支架在最高位置時(shí)后連桿與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)。5)過a點(diǎn)作與H—H線有交角P1的斜線，以a點(diǎn)為圓心，以G點(diǎn)為半徑作弧交些斜線一點(diǎn)e′此點(diǎn)為掩護(hù)梁與頂梁的鉸點(diǎn)。6)過e′點(diǎn)作H—H線的平行線F—F，則F—F線與H—H線的距離為H1，為液壓支架的最高位置時(shí)的計(jì)算高度。7)以a點(diǎn)為圓心，以（0.22～0.3）G長度為半徑作弧，在掩護(hù)梁上交一點(diǎn)b,為前連桿上鉸點(diǎn)的位置。8)過O點(diǎn)作與H—H線夾角為Q2的斜線。9)在此斜線上截取線段〞.〞的長度等于A，a〞點(diǎn)為支架降到最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。10)過a〞點(diǎn)作與H—H線有交角P2的斜線，以a〞點(diǎn)為圓心，以G為半徑作弧交些斜線一點(diǎn)e〞，此點(diǎn)為支架在最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)。11)以a〞為圓心以（0.22～0.3）G長度為半徑作弧，在掩護(hù)梁上交一點(diǎn)b〞，為支架在最低位置時(shí)前連桿上鉸點(diǎn)的位置。12)取〞線之間一點(diǎn)e〞為液壓支架降到此高度時(shí)掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)。13)以O(shè)為圓心，為半徑圓弧。14)以e〞點(diǎn)為圓心，掩護(hù)梁長ˊ為半徑作弧，交前圓弧上一點(diǎn)aˊ，以點(diǎn)為液壓支架降到中間某一位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。15)以ˊ連線，并以aˊ點(diǎn)為圓心，ab長為半徑作弧，交〞上一點(diǎn)bˊ點(diǎn)。則b，bˊ,b〞三點(diǎn)為液壓支架在三個(gè)位置時(shí)，前連桿上鉸點(diǎn)。16)由b，bˊ,b〞三點(diǎn)確定的圓心C，為前連桿下鉸點(diǎn)位置。17)過C點(diǎn)H－H線作垂線，交點(diǎn)d，則線段,,,,和為液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)。18)按以上初步求出的四連桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸，再用幾何作圖法畫出液壓支架掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)eˊ的運(yùn)動(dòng)軌跡，只要逐步變化四連桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸，便可以畫出不同的曲線，再按四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征進(jìn)行校核，最終選出較優(yōu)的四連桿機(jī)構(gòu)尺寸。圖3-6液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)的幾何作圖法按以上作圖步驟，作四組不同的連桿機(jī)構(gòu)幾何分析圖分別求出相關(guān)的參數(shù)和尺寸。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，可以把硬紙按1：10或1;5的比例剪成掩護(hù)梁和前、后連桿三個(gè)板塊，再根據(jù)前連桿下鉸點(diǎn)C點(diǎn)的位置，前、后連桿長度，曲線最大寬度，曲線的形狀以及θ角的要求，不斷調(diào)整三個(gè)板快的位置，一直找到合適的幾何尺寸為止。四四連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)選設(shè)計(jì)法掩護(hù)式與支撐掩護(hù)式液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)尺寸，直接影響著液壓支架的工作性能和受力狀況。[13]為此，如何優(yōu)選設(shè)計(jì)四連桿機(jī)構(gòu)尺寸的意義重大。1）目標(biāo)函數(shù)的確定根據(jù)附加力對(duì)支架受力影響的分析，為減少附加力，必須使tanθ有較小值。同時(shí)，為有效地支控頂板，要求支架由高到低變化時(shí)，頂梁前端點(diǎn)與煤壁距離的變化要小。而支架在某一高度時(shí)的θ角，恰好是頂梁前端點(diǎn)的雙紐線軌跡上切線與頂梁垂線間的夾角。所以，只要令支架由高度到低變化時(shí)，頂梁前端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡近似成直線為目標(biāo)函為輸，這兩項(xiàng)要求都能滿足。2）約束條件是根據(jù)tanθ值的要求和支架的結(jié)構(gòu)尺寸關(guān)系定出來的a)前后連桿的比值范圍。根據(jù)現(xiàn)有支架調(diào)查統(tǒng)計(jì)，前后連桿的比值C/A=0.9～1.2范圍b)前連桿機(jī)構(gòu)高度不宜過大，一般應(yīng)使D＜H1/5c)前后連桿下鉸點(diǎn)的水平距離E的長度，一般應(yīng)使E＜H1/4.5d)對(duì)掩護(hù)式支架應(yīng)tanθ＜0.2第五節(jié)支架的主要結(jié)構(gòu)及其作用ZZ7200/23/38型支撐掩護(hù)式液壓支架主要由金屬建構(gòu)件、液壓元件及直屬零件三大部分組成。金屬建構(gòu)件主要有：頂梁、掩護(hù)梁、前、后連桿、底座等。液壓元件主要有：立柱、液壓控制元件（換向閥、單向閥、安全閥等）、液壓輔助元件（膠管、彎頭、三通等）等。直屬元件主要有：各種銷軸等。1.頂梁頂梁直接與頂板接觸，支撐頂板，是支架的主要承載部件之一，其主要作用包括：1)承載頂板巖石及煤的載荷2)反復(fù)支撐頂煤，可對(duì)比較堅(jiān)硬的頂煤起破碎作用3)為回采工作面提供足夠的安全空間該支架頂梁為整體式結(jié)構(gòu)，可以有效地支護(hù)機(jī)道上方的頂板，防止工作面片幫冒頂。頂梁采用鋼板拼焊箱形變斷面結(jié)構(gòu)。2.掩護(hù)梁掩護(hù)梁上部與頂梁鉸接，下部與前后連桿相連，經(jīng)前后連桿與底座連為一個(gè)整體，是支架的主要連接部件，其主要作用包括：1)承受頂板給與的水平分力和側(cè)向力，增加支架的抗扭性能。2)掩護(hù)梁與前后連桿、底座形成四連桿機(jī)構(gòu)，保證梁端距變化不大。本支架的掩護(hù)梁為整體箱形變斷面結(jié)構(gòu)，用鋼板拼焊而成，為保證掩護(hù)梁有足夠的強(qiáng)度，在它與頂梁、前后連桿連接部位都焊有加強(qiáng)板，在相應(yīng)的危險(xiǎn)斷面和危險(xiǎn)焊縫處也都有加強(qiáng)板。3.底座底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)定支架的部件，除了滿足一定的剛度和強(qiáng)度外，還要求對(duì)底板起伏不平的適應(yīng)能力要強(qiáng)，對(duì)底板接觸比壓要小，其主要作用包括：1)為立柱、液壓控制裝置及其他輔助裝置形成安裝空間2)為工作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境3)具有一定的排矸擋矸作用4)保證支架的穩(wěn)定性底座的結(jié)構(gòu)為整體式，是用鋼板焊接成的箱式結(jié)構(gòu)，整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高，不易變形，與底板接觸面積大，比壓小。4.前后連桿前、后連桿上下分別與掩護(hù)梁與底座鉸接，共同形成四連桿機(jī)構(gòu)，其主要作用包括：1）使支架在調(diào)高范圍內(nèi)，頂梁前端與煤壁的距離（梁端距）變化盡可能小，更好地支護(hù)頂板。2）承受頂板的水平分力和側(cè)向力，使立柱不受側(cè)向力。本支架前連桿為整體單耳連桿，下連桿為整體雙耳連桿，均為鋼板焊接的箱形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)不但有很強(qiáng)的抗拉抗壓性，而且有一定的抗扭能力。5.立柱立柱把頂梁和底座連接起來，承受頂板的載荷，是支架的主要承載部件，要求有足夠的強(qiáng)度，工作可靠，使用壽命長。本支架立柱為單伸縮立柱，是有缸體、活柱、導(dǎo)向套、加長桿、及各種密封件組成。立柱初承力通常是指立柱大腔在泵站壓力下的支撐能力。初承力的大小，直接影響支架的支護(hù)性能，合理地選擇支架的初承力，可以減緩頂板的下沉，對(duì)頂板有利。本支架的立柱缸徑為ф250，初承力1545KN。立柱的工作阻力，是指在外載荷作用下，立柱大缸下腔壓力增壓，當(dāng)壓力超過控制立柱的安全閥調(diào)定壓力時(shí)，安全閥泄液，立柱開始卸載，此時(shí)立柱所承受的能力即為工作阻力。立柱的工作阻力為1800KN。立柱的降柱力是指立柱上腔注入高壓液而獲得的回縮能力。立柱的降柱力為237KN。第六節(jié)液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)是利用泵站的高壓乳化液來控制立柱、千斤頂和閥等元件，實(shí)現(xiàn)支架的支護(hù)性能和各種動(dòng)作。一液壓系統(tǒng)的主要特點(diǎn)本液壓系統(tǒng)主要由立柱、各種閥和高壓膠管及管路附件等組成，其主要特點(diǎn)如下：1.采用大流量系統(tǒng)。立柱操縱閥流量為400L，架間主供液管均為Φ25，主回液管均為Φ38，主管路至操縱閥進(jìn)、回液管為Φ16，立柱上腔膠管為Φ10、下腔膠管為Φ16。2.支架采用的乳化液，是是由乳化油水配制而成的，乳化油的配比濃度為5%，使用乳化油應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a)定期檢查濃度，濃度過高增加成本；濃度太低可能造成液壓元件腐蝕，影響液壓元件的密封。b)防止污染，定期（一個(gè)月左右）清理泵站乳化液箱。c)乳化液的PH值須在7~9范圍內(nèi)。d)防凍：乳化液的凝固點(diǎn)在-3度左右，與水一樣乳化液也具有凍結(jié)膨脹性，乳化液受凍后，體積穩(wěn)定性受影響。因此，乳化液地面配制和運(yùn)輸過程中注意防凍。e)乳化油必須滿足“MT76-83?液壓支架用乳化油?”標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定，即：乳化油按對(duì)水質(zhì)硬度的適應(yīng)性選取相應(yīng)的牌號(hào)（見下表）牌號(hào)M-5M-10M-15M-T適應(yīng)水質(zhì)硬度(毫克當(dāng)量/升)≤5>5,≤10>10,≤15≤15f)配制液壓支架用乳化液的水質(zhì)應(yīng)符合下列條件:無色、無臭、無懸物和機(jī)械雜質(zhì)；PH值在6~9范圍內(nèi)；氯離子含量不大于5.7毫克當(dāng)量/升;硫酸根離子的含量不大于8.3毫克當(dāng)量/升。二液壓系統(tǒng)的基本要求對(duì)于液壓支架的傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有以下基本要求：1、采用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，設(shè)備外形尺寸比較小，能遠(yuǎn)距離的傳遞大的能量；2、能承受較大的載荷；沒有復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；3、再有爆炸危險(xiǎn)和含塵的空氣里保證工作安全；4、動(dòng)作迅速；5、操作、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單；6、過載及損壞保護(hù)簡(jiǎn)單；針對(duì)我們本次設(shè)計(jì)的液壓支架，其液壓系統(tǒng)有以下兩部分系統(tǒng)組成：即立柱系統(tǒng)和千斤頂系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)圖：ZZ7200/23/38液壓支架的液壓系統(tǒng)圖第七節(jié)支架在設(shè)計(jì)中突出的特點(diǎn)支架在設(shè)計(jì)中突出了以下特點(diǎn)：1.支架工作阻力大，對(duì)頂板的支撐效果好；2.采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定支架的總體參數(shù)和主要部件的結(jié)構(gòu)尺寸，并利用計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)進(jìn)行受力分析和強(qiáng)度校核，以提高支架的可靠性；3.本支架四連桿參數(shù)經(jīng)過計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，受力較小，空頂距變化較??；4.頂梁為整頂梁相對(duì)較長，支架通風(fēng)斷面大，操作空間大；5.支架底座為整體式剛性底座，底座比壓小，強(qiáng)度高；6.液壓系統(tǒng)采用400升大流量操