式中：H3=H2-(h2+h3)
?1'——支架最低位置时，前排立柱倾角，°； l1——前后排立柱下铰点之距，m；
Q2——支架最低位置时，后连杆与水平面夹角 P2——支架最低位置时，掩护梁与水平面夹角 由立柱上柱窝计算得：l2=1.02m，h2=0.24m，x=0.33m；
由四连杆机构设计知：A=1.79m，G=2.75m，Q2=31.7°,P2=20.64°。
图2-12液压支架总体简图
①．立柱下柱窝中心至底座地面的距离
按比例类比ZZ4000/17/35型液压支架，取h3=280mm ②．前后排立柱最低位置时的倾角?1'，?2'
一般按支架在最低工作位置时，立柱最大倾角应小于30°来考虑，且
一般后排立柱的倾角?2'也应小于前排立柱的倾角?1'。 ③．确定前后排立柱间距l1
参考《矿山机械》，一般选取800-950mm，由绘图知l1=876.87mm ④．确定H3
H3=H2-(h2+h3)=2.4-(0.24+0.28)=1.88m
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代入公式2-16得x1=1.2166m，取整为：1216mm 支架总体简图如图2-12所示 2.3.4支架受力分析及立柱的负载 1.支架受力分析简化
为了设计计算方便，要对支架的外载荷和支架本身进行简化，现概述下： (1)把支架简化成一个平面杆系结构。为偏于安全，在计算时把外载荷视为集中载荷。
(2)金属结构件校直梁理论计算。
(3)顶梁、底座与顶底板被认为均匀接触，载荷沿支架长度方向按线性规律分布，沿支架宽度方向为均匀分布。
(4)通过分析和计算可知，掩护梁上歼石的作用力，只能使支护架实际支护阻力降低。所以在进行强度计算时忽略不计，使掩护梁偏于安全。 (5)立校和短校按最大工作阻力计算。
(6)产生作用在顶梁上的水平力的情况有两种，一是由于支架让压凹缩，顶梁前端点运动轨迹为近似双纽线，顶梁与顶板间产生相对位移，顶板给予顶梁水平摩擦力；另一种是由于顶板向采空区方向移动，使支架顶梁受到一个指向采空区的水平摩擦力。顶梁和顶板的静摩擦系数w一般取0.15---0.3。 (7)按不同支护高度时各部件最大受力值进行强度校核。 2.支撑掩护式支架的受力分析与计算 易得： cos?1?HHm'm2' （2-17）
2?a1首先取顶梁为分离体，如图2-14所示。写出内力xb，yb以及Fn作用点的位置x的表达式。
xb?fFn?Pasin?1?Pbsin?2 （2-18） yb?Fn?Pacos?1?Pbcos?2 （2-19）
x?fFnh7?Pacos?1L1?Pbcos?2L2?Pasin?1(h6?h7)?Pbsin?（h6?h7)2Fn（2-20）
式中，α1，α2角可由结构尺寸算出，即为α1=5°，α2=3°
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图2-13支撑掩护式支架整体受力
图2-14顶梁分离体受力
再取掩护梁为分离体，如图2-15所示，写出连杆受力F5，F6的表达式，求出
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Fn。 F6?xbtan?3?yb?W?sin??cos?tan?3?cos?4tan?3?sin?4 （2-21）
F5?F6cos?3?yb?Wcos?cos?3 (2-23)
Fn?C?? Pcos??Pcos??Psin??Psin?tan??W??a1b2a1b2?1?ftan??L??1（2-23）
图2-15掩护梁分离体受力
Fn求出后，代入式2-20，可求出x。
x?1Fn?PaL1cos?1?PbL2cos?2? （2-24）
再取底座为分离体，如图2-16所示，可求出底板对底座的支撑反力F1’及其作用点的位置x’：
F1?Pacos?1?Pbcos?2?F6sin?4?F5sin?3
''' （2-25）
x?'F5cos?3?h10?h11??F5sin?3L8?Pbcos?2L10?Pbsin?2?h11?h9??Pacos?1?L9?L10??Pasin?1?h11?h9??fF1h11 （2-26）
F1
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2.立柱的负载
立柱的负载在这里主要计算其实际支护阻力F1，F2，分两种情况。 前后排立柱的实际支护阻力F1、F2，由前面受力分析得出的公式2-23和2-24反求。即为：R?x?C?? Fcos??Fcos??Fsin??Fsin?tan??W??11221122?1?ftan??L??1R1?F1L1cos?1?F2L2cos?2?
式中：R——顶板对支架的载荷，本设计为9200KN; F1，F2——前后立柱的实际支护阻力；
F——顶梁与顶板之间的摩擦系数，一般取0.1—0.3，本设计取0.3； α1、α2——前后排立柱的倾角；
x——R作用线距离顶梁铰点的距离，X=1.117m; W——掩护梁上矸石的阻力。
①、矸石阻力的作用力的作用点的位置确定：x、y方向上矸石作用力就相当于均匀载荷，W的作用点就在掩护梁的1/2处。 ②、矸石阻力W的计算：
图2-16底座分离体受力
W=Wx2?Wy2 （2-27）
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