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0　绪论1

0.1 液压支架使用现状1

0.2　液压支架的发展趋势2

0.3　我国液压支架与国外液压支架存在的差距及今后的发展趋势3

1　液压支架的分类及使用范围4

1.1　液压支架的分类4

1.2 液压支架的适用范围5

2　液压支架的适用范围7

2.1 液压支架的整体结构7

2.1.1　支撑式液压支架的结构及液压系统7

2.1.2　掩护式液压支架的结构及液压系统8

2.1.3　支撑掩护式液压支架的结构及液压系统10

2.1.4　放顶煤液压支架的结构10

2.1.5　分层开采铺底网液压支架的结构和网卷布置方式16

2.1.6　采煤工作面端头的特点19

2.1.7　国内外一些端头支架的技术特征19

2.1.8　端头支架的结构19

2.2　液压支架各部件的结构23

2.2.1　支撑式液压支架的顶梁结构23

2.2.2　掩护式液压支架的顶梁结构23

2.2.3　支撑掩护式液压支架的顶梁结构24

2.2.4　顶梁结构的断面形状24

2.2.5　掩护梁的结构25

2.2.6　四连杆机构的结构25

2.2.7　侧护板的种类26

2.2.8　侧护板的结构型式26

2.2.9　底座的结构型式27

2.2.10　底座立柱柱窝上要开槽的原因29

2.2.11 顶梁和掩护梁侧护板上的侧推千斤顶和弹簧筒的组成29

2.2.12　顶梁侧护板面积小质量小，要用两个侧推千斤顶，而掩护梁侧护板面积大质量大，只用一个侧推千斤顶的原因29

2.2.13　防倒防滑装置的结构29

2.2.14　掩护梁和底座的连接型式29

2.2.15　四连杆机构的机构类型31

2.2.16　掩护式液压支架立柱支撑型式分类31

2.2.17　立柱的结构31

2.2.18　几种立柱的动作原理31

2.2.19　机械加长杆的结构原理31

2.2.20　立柱上、下端头设计成半球形的原因32

2.2.21　立柱的结构33

2.2.22　推移千斤顶的结构和动作原理37

2.2.23　平衡千斤顶的结构38

2.2.24　侧推千斤顶的结构和安装位置39

2.2.25　前梁千斤顶的结构41

2.2.26　护帮千斤顶的结构41

3　液压支架的工作原理42

3.1 液压支架的用途及适用原理42

3.1.1　液压支架的用途42

3.1.2　液压支架在工作面的工作情况42

3.1.3　液压支架的动作原理及它的特性曲线形式43

3.1.4　移架力大于推溜力的原因及实现方法44

3.2　液压支架部件的工作原理及要求44

3.2.1　作用在顶梁和底座上的摩擦力的产生原因及方向44

3.2.2　立柱在支架工作过程中的作用及对性能的要求44

3.2.3　安全阀的作用、结构和动作原理44

3.2.4　液控单向阀在立柱上和推移千斤顶上的工作原理45

3.2.5　液压支架四连杆机构的作用原理和几何特征45

3.2.6　液压支架四连杆机构的优缺点46

4　液压支架的选型48

4.1　液压支架的选型原则48

4.1.1　概述48

4.1.2　影响架型选择的因素48

4.1.3　液压支架的选型过程49

4.2　液压支架支撑力分布与承载的关系50

4.2.1 支撑式液压支架的支撑力分布与承载的关系及适用范围50

4.2.2　掩护式液压支架的支撑力分布与承载的关系及适用范围51

4.2.3　支撑掩护式液压支架的支撑力分布与承载的关系及适用范围52

5　液压支架的结构尺寸设计53

5.1 液压支架设计的基本要求和基本参数53

5.1.1　液压支架的设计目的53

5.1.2　设计时对液压支架的基本要求53

5.1.3　设计液压支架必需的基本参数53

5.2　液压支架的参数确定54

5.2.1 液压支架的高度确定54

5.2.2　支架的伸缩比和单位缸长行程的确定54

5.2.3　支架的间距确定54

5.2.4　底座长度的确定55

5.3　四连杆机构设计55

5.3.1　用几何作图法来设计四连杆机构55

5.3.2　附加力的有关因素及对液压支架受力的影响57

5.3.3　用优选法来设计四连杆机构60

5.3.4 四连杆机构与顶梁前端运动轨迹的关系，以及支架的工作段取那一段的原因70

5.3.5　掩护梁上铰点至顶梁顶面的距离和后连杆下铰点至底座底面的距离确定71

5.3.6　后连杆与掩护梁长度的比值的确定75

5.3.7　前、后连杆上铰点的距离与掩护梁长度的比值确定79

5.4　顶梁参数的确定80

5.4.1　支架工作方式对支架顶梁长度的影响80

5.4.2　顶梁长度计算的有关因素80

5.4.3　顶梁长度的计算80

5.5　立柱和千斤顶位置的确定81

5.5.1 支架立柱数的确定81

5.5.2　支架立柱的支撑方式和立柱间距的确定81

5.5.3　立柱柱窝位置的确定82

5.5.4　平衡千斤顶的位置和行程的确定85

5.5.5　侧推千斤顶的控制方式和位置的确定88

5.5.6　主要销轴间隙对支护性能的影响88

5.6　通风断面的验算89

5.7　顶板、支架受力各参数的确定89

5.7.1　顶板覆盖率的概念89

5.7.2　支撑式液压支架和掩护式液压支架承受水平力的方式89

5.7.3　煤层厚度、采高和支护高度三者之间的关系90

5.7.4　切顶能力的概念，掩护式液压支架比支撑式液压支架的切顶能力差的原因90

5.7.5　控顶距和空顶距的概念90

5.7.6　顶梁前端支撑能力的作用90

5.8　铲煤板、侧护板及前后连杆的设计90

5.8.1　铲煤板的作用90

5.8.2　侧护板结构尺寸设计方法，哪一侧固定，哪一侧活动的原因90

5.8.3　前连杆用单杆，后连杆用整体式的原因90

5.9　例推千斤顶、底座结构考虑的因素………………………………………………5.9.1 浮动活塞推移千斤顶油缸的固定位置91

5.9.2 比较三种连接推移装置的排矸能力91

5.9.3　底座结构考虑的因素91

5.10　支架代号和支架部件颜色91

5.10.1　解释QY-240-18/25的代号意义91

5.10.2　液压支架部件表面涂朱红色的原因91

6　液压支架的受力分析92

6.1 为设计计算方便，对支架的外载荷和支架本身简化的途径92

6.2　液压支架支护技术参数的确定92

6.2.1　支护面积的确定92

6.2.2　支护强度的计算92

6.2.3　立柱的技术参数确定93

6.2.4　立柱的初撑力和泵站额定工作压力的确定95

6.2.5　安全阀压力和立柱工作压力的确定95

6.2.6　推移千斤顶的技术参数的确定95

6.2.7　平衡千斤顶的技术参数的确定96

6.3　液压支架受力分析与计算98

6.3.1　具有悬臂前探梁的刚性顶梁支撑式液压支架的受力分析和计算98

6.3.2　铰接式顶梁支撑式液压支架的受力分析和计算99

6.3.3　平衡式顶梁掩护式液压支架的受力分析和计算99

6.3.4　铰接式顶梁掩护式液压支架的受力分析和计算101

6.3.5　支撑掩护式液压支架的受力分析和计算103

6.3.6　顶梁载荷的分布105

6.3.7　实际支护强度的计算106

6.3.8　底座接触比压的计算106

6.3.9　支护效率的计算107

6.4　液压支架受力的影响因素108

6.4.1　支护高度对支架受力的影响108

6.4.2　摩擦系数对支架受力的影响109

6.4.3　平衡千斤顶的推、拉力对支架受力的影响109

6.4.4　矸石作用力对支架受力的影响110

6.4.5　tanθ值对支架受力的影响110

6.4.6　摩擦力方向对支架受力的影响110

6.5 液压支架受力计算的计算机程序设计110

6.5.1　掩护式液压支架受力的计算机计算110

6.5.2　支撑掩护式液压支架受力的计算机计算119

6.6　液压支架型式试验计算125

6.6.1　进行液压支架型式试验的原因125

6.6.2　进行强度试验的方法125

6.6.3　各种加载方式的垫块位置和尺寸126

6.6.4　加载试验的方式及目的129

6.6.5　支撑式液压支架的加载试验的受力计算129

6.6.6　掩护式液压支架的加载试验的受力计算132

6.6.7　支撑掩护式液压支架的加载试验的受力计算136

7　液压支架的强度设计141

7.1 液压支架在强度设计时的强度条件141

7.2　液压支架的强度校核142

7.2.1　顶梁强度的校核142

7.2.2　掩护梁的最大弯矩计算145

7.2.3　耳板的强度校核147

7.2.4　销轴的强度校核148

7.2.5　平衡千斤顶耳座及耳座焊接强度的校核149

7.2.6　支架结构件焊接强度的计算150

7.2.7　立柱强度的验算151

7.2.8　短柱的强度校核161

7.3　抗扭强度计算161

7.3.1　顶梁的受扭计算161

7.3.2　掩护梁的扭矩计算164

7.3.3　前、后连杆的扭矩计算164

7.3.4　底座的受扭计算166

7.3.5　顶梁和掩护梁的抗扭强度计算166

7.3.6　连杆和底座的抗扭强度计算170

7.4　掩护梁强度的安全系数170

7.4.1　掩护梁强度安全系数定为1.3的不合理性170

8　薄煤层液压支架设计175

8.1 国内外薄煤层液压支架的基本架型175

8.2　薄煤层支架结构尺寸设计176

8.3　薄煤层液压支架的操作系统分类及选型176

8.4　薄煤层支架的结构设计177

9　厚煤层液压支架设计179

9.1　厚煤层液压支架的类型179

9.2　一次采全高液压支架设计179

9.2.1　一次采全高厚煤层液压支架的结构特点179

9.2.2　一次采全高厚煤层液压支架结构尺寸的设计179

9.2.3　一次采全高厚煤层液压支架的结构设计180

9.3　放顶煤液压支架设计181

9.3.1　放顶煤液压支架的分类181

9.3.2　放顶煤液压支架的选型和适用条件181

10　端头支架设计183

10.1 端头支架设计前的原始条件183

10.2　对端头支架的要求183

10.3　端头支架的结构设计183

10.4　端头支架主要参数的确定184

11　液压支架的液压系统设计185

11.1 液压支架传动装置的基本要求185

11.2　液压支架的传动特点185

11.3　立柱和千斤顶的液压系统185

11.3.1　立柱控制回路的种类185

11.3.2　千斤顶系统的种类187

12　液压支架的安装与使用190

12.1　在移架过程中，输送机避免产生后退现象190

12.2　采煤机在工作时，保证支架和输送机之间不发生位移的措施190

12.3　单伸缩立柱的机械加长杆在工作面的调节190

12.4　左、右工作面改变时，侧护板的改装191

12.5　液压支架在工作中常见的破坏形式及易损部件191

12.6　底座焊接时，前、后连杆销轴孔保证同轴度的方式191

12.7　移架时“啃底”的原因191

12.8　移架时采用邻架操作和本架操作的优缺点及邻架操作时人站立地点的选择191

12.9　移架速度及计算191

12.10　成组支架电液程序控制的工作方式194

附录196

参考文献207

后记208