支护和控制顶板，必须设计出不同类型和不同结构尺寸的液压支架。因此，液压支架的设计工作是很重要的。由于液压支架的类型很多，因此其设计工作量也是很大的。由此可见，研制和开发新型液压支架是必不可少的个环节。液压支架的使用现状液压支架的设计制造和使用，从年英国研制成功了液压支架发展到现在，已经基本成熟，已经基本成熟，它已经形成了能另适用各种不同煤矿地质条件的各类液压支架。从液压支架的形式来看，有支撑式液压支架发展到掩护式液压支架和支撑掩护式液压支架从支架的质量来看，有轻型液压支架和重型液压支架从支撑高度来看，有薄煤层液压支架中厚煤层分层和厚煤层液压支架，其中厚煤层液压支架鼬分厚煤层次采全高液压支架厚煤层分层开采液压支架和放顶煤液压支架从用途来看，有端头液压支架和中间液压支架。所以从液压支架的现状开看，液压支架已经发展到个完整的液压支架体系。从液压支架的设计来看，由过去的手工设计发展到全部计算机程序设计。总之，随着时代的发展的进步，液压支架设计制造和使用，将越来越完善安全可靠。国内外液压支架的差距及今后的发展趋势我国液压支架经过多年的发展，尽管取得了显著成绩，在双高矿井建设中出现过日产万吨甚至班产万吨的记录，但总体水平与世界先进采煤国家仍存在定差距。在支架架型功能上我国与国外相差无几，但有些地方特别是特厚煤层用的放顶煤支架铺网支架两硬煤层的强力支架端头支架还有独到之处，但国产液压支架技术含量偏低，电液控制阀可靠性差，所以钢材的耐压能力般为，最好的屈服极限才，液压系统压力在以下，流量在以内，供液管直径，回液管直径，最快移架速度为架，工作阻力更是相对较低。我国科学工作者经过多年的发展和努力，液压支架的设计制造水平在不断提高，特别是在缓倾斜中厚煤层的液压支架方面积累了相当丰富的经验，架型已基本趋于成熟完善，在品种和质量方面与国际先进水平相比，差距越来越小。但在控制元件和控制系统方面，与先进国家的产品相比还有较大的差距。所以，今后除硬继续针对我国国情的煤层具体条件，开发些新架型新品种外，还应在设计支架控制系统和提高支架的工作可靠性方面下功夫。今后，我国的液压支架的设计将朝技术含量大钢板强度高移架速度快和电液控制阀的方向发展，对有破碎带和断层的工作面将加大支架的移架里，尽量采用整体可靠推杆和抬底座机构，并减少千斤顶的数量。另外，将普遍采用额定压力为额定流量为的高压大流量乳化泵站，以适应快速移架的需要系统采用环形或双向供液，以保证支架有足够的压力达到初撑力，以保证支架接顶位置准确。两柱掩护式支架的比重将大大增加，缸的直径将增至，端头支架轻放多用途支架将被广泛使用。液压支架的应用和意义随着工业技术的不断发展，国民经济对煤炭需要量的日益增加，煤矿开采，特别是采煤工作面的生产技术面貌发生了巨大的变化。自年英国装备了世界上第个液压支架工作面开始，采煤技术实现了综合机械化。综合机械化。就是工作面采煤运输和支护三大主要生产环节都是现机械化。也就是说，采用滚筒式或刨削式等采煤机械落煤与装煤工作面重型可弯曲运输机，以及与之适应的顺槽转载机和可伸缩皮带运输机等运煤自移式液压支架支护和管理顶板。这几种设备相互配合，组成了综合机械化采煤设备。液压支架是以高压液体为动力，由若干液压元件油缸和阀件与些金属结构件组合而成的种支撑和控制顶板的采煤工作面设备，能实现支撑降落移架和推移运输机等整套工序。液压支架技术上先进，经济上合理，安全上可靠，当前世界各国都在不断地提高采煤工作面的综合机械化水平。我国于年开始研制液压支架，到目前已经取得可较好的效果。年以来，从西德英国苏联和波兰等国引进了许多不同类型的液压支架。实践证明，液压支架具有强度高支护性能好移设速度快安全可靠等优点，能使采煤工作面达到高产量高回采率和高工效，能大大减轻劳动强度，降低成本和掘进率，实现安全生产。液压支架的组成和分类液压支架的组成液压支架是综采工作面支护设备，它的主要作用是支护采场顶板，维护安全作业空间，推移工作面采运设备。液压支架的种类很多，但其基本功能是相同的。液压支架按其结构特点和与围岩的作用关系般分为三大类，即支撑式掩护式图和支撑掩护式图根据支架各部件的功能和作用，其组成可分为个部分承载结构件，如顶梁掩护梁底座连杆尾梁等。其主要功能是承受和传递顶板和垮落岩石的载荷。液压油缸，包括立柱和各类千斤顶。其主要功能是实现支架的各种动作，产生液压动力。控制元部件，包括液压系统操纵阀单向阀安全阀等各类阀，以及管路液压电控元件等。其主要功能是操作控制支架各液压油缸动作及保证所需的工作特性。掩护式液压支架结构图支撑掩护式液压支架结构辅助装置，如推移装置护帮或挑梁装置伸缩梁或插板装置活动侧护板同理可得顶梁的载荷分布在把顶梁所受顶板的载荷求出后，就可以进步计算出载荷在顶梁上面的分布情况。由于顶板与顶梁接触情况不同，载荷实际分布很复杂。为了计算方便，假设顶梁与顶板均匀接触且载荷为线性分布。设顶梁长为，顶板的集中载荷为，其作用点距顶梁端为。图顶梁三角形载荷分布图顶梁梯形载荷分布则时，载荷分布为三角形。如图所示。顶梁前端比压为，顶梁后端比压为当时，载荷呈梯形分布。如图所示顶梁前端比压为顶梁后端比压为由于小于所以载荷分布为三角形。则顶梁前段比压为，顶梁后端比压为顶梁的支护强度支架的结构设计结束，其结构尺寸已定。再经受力分析，其外载荷也已确定。于是可求出支架实际支护强度如下式式中顶梁长度，顶梁宽度，顶梁前端至煤壁的距离，代入公式得液压支架底座的受力分析与计算取底座为分离体进行受力分析取底座为分离体进行受力分析，如图所示，可求出底板对底座的支撑反力及作用点的位置如下图底座分离体受力受力分析可得带入数据得式中底座集中力大小，。底座集中力距底座后端距离，立柱下铰点距底座下平面之距，前连杆下铰点距底座下平面之距，后连杆下铰点距底座下平面之距，立柱下铰点与底座后端之距，前后连杆下铰点水平距离，底座接触比压计算顶板对支架的巨大载荷经由整台支架传到底板，在支架底座与底板接触处将具有定的比压。由于底板岩性不同含水量不同凹凸不平底座下有碎矸等因素，使底板具有不同的抗压强度。底座对底板的比压值应小于底板的抗压强度否则底座会陷入底板，造成移架困难，顶底板移近量增大，支架失稳以及支撑力降低等现象。底座对底板的平均比压按下式计算式中底座对底板平均比压,底座长度，底座当量宽度，底座对底板合力，与底座对底座合力成作用力与反作用力，将已知数据代入公式得第章液压支架的强度校核校核的材料选择和基本要求在液压支架的研制，试验过程中，各构件的强度计算是极为必要的。由于液压支架的结构特点，外载荷特点以及使用条件的特殊性，在强度计算中的强度条件也有其特殊性。当然强度条件要以现阶段液压支架所选用的材料制造工艺以及失效形式等为依据，随着时间的推移，如果上述诸点有变，强度条件也必须作相应的调整。我国液压支架强度计算中的强度条件强度校核均以材料的屈服极限计算安全系数。结构件销轴活塞杆的屈服极限及强度条件个别结构件通常用等普通合金结构钢。并由具有标准厚度的钢板焊接而成。采用钢。主要销轴均采用等合金结构钢，现用。活柱杆均采用号钢，取屈服极限。结构件销轴和活塞杆的强度条件为刚体材料采用无缝钢管，取抗拉强度，强度条件为式中刚体许用应力。焊条抗拉强度条件为式中按焊条类型来定。许用挤压应力。表安全系数前梁顶梁底座掩护梁前连杆安全系数后连杆主要轴刚体焊缝活塞杆顶梁的强度校核顶梁的受力情况分析假设前梁失去作用，主顶梁受集中载荷，由上面求出为，距离铰接点,最大弯矩为主顶梁做成等断面箱式结构，在最大弯矩处的断面如下图所示图图最大弯矩断面图顶梁的强度校核计算形心位置各板件计算数据如下表所示结构件的形心位置为表件号数量惯性矩弯曲应力安全系数钢板材料选取，掩护梁的强度校核掩护梁的受力情况分析由前面已经求出在掩护梁上前后连杆的销轴处受力为和。最大弯矩发生在前连杆处，其值为最大弯矩处的断面表示如下图所示图掩护梁的强度校核计算形心位置图前连杆处断面图各板件记算数据如下表所示表件号数量结构件的形心位置惯性矩弯曲应力安全系数钢板材料选取，底座的强度校核底座的受力情况分析立柱的压力以及前后连杆的拉力或压力在前面已经算出。最大弯矩发生在前柱窝处，最大弯矩为最大弯矩处截面如下图所示底座的强度校核计算形心位置各板件的计算数据列于下表表序号数量结构件形心的位置图底座最大弯矩截面图惯性矩弯曲应力安全系数钢板材料选取，前后连杆的强度校核前连杆的强度校核计算由以上受力分析可知，前连杆是二力杆，只受拉力作用面积式中,分别为截面宽和高拉应力安全系数所以前连杆合格。后连杆的强度校核计算同前连杆样，后连杆也只受个拉力作用，。面积式中,分别为截面宽和高拉应力安全系数所以后连杆合格。销轴和耳座的强度校核耳座的强度校核计算支架所有连接处的耳座，要受到拉伸或挤压的作用，所以要进行拉伸和挤压的强度校核。耳板在挤压的作用下的应力按下式计算,挤式中作用在销轴上的合力，偏载系数，般取耳板数量耳板厚度耳板受挤压的投影面积。挤压安全系数为挤挤挤式中取。耳板受拉的危险截面为销轴直径处，其拉力为拉式中耳板宽度安全系数为拉式中