f—移架后顶梁前端点到煤壁的距离，取0.3m
故：Fc=1.5 ?（4.659+0.3）=7.44m
22.6.4 支架顶梁对支护面积的覆盖率
??BL?100% (2.25)
(L?C)(B?K1)式中：B—支架顶梁宽度，m；
L—支架顶梁长度，m；
C—梁端距，m；
K1—架间距，m；
一般中等稳定性顶板取75%~85%。
2.7 立柱及柱窝位置的确定 2.7.1立柱技术参数的确定
(1) 立柱的布置与支护方式：
本设计为支撑掩护式低位放顶煤液压支架，立柱共有4根，前排2根， 排2根，支护时，前后柱均向前倾斜，而且取倾斜角为4°。
立柱的间距是指前后排支柱的间距，为便于人员操作，立柱间距取1100mm。 (2) 立柱主要尺寸的确定： 立柱缸体内径按下式进行计算：
F1?Pa?A?cos4??2?Pa?A?cos8??2 (2.26)
F1 ＝Fc ?qx [kN]= 503.3kN/m2 ?7.023m2=3534.7kN （2.27)
式中：
F1—支架承受的理论支护阻力 (kN)；
A—立柱的横截面积；
pa—立柱内部乳化液的压强，泵站额定工作压力为32MPa
考虑到从泵站到支架的损失，取25.5MPa 把各个数据代入公式中得立柱横截面积：
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A?F12 =0.0349m (2.28)
Pa?(cos4??2?cos8??2)则立柱内径：
Da?40F1?19.9 cm (2.29)
?ndPacos?m北京煤矿机械厂缸径标准(Q/BM327—82)如下表2.1所示：
表2.1缸径标准
50 200 63 (210) 80 220 100 (230) 110 250 125 140 (145) 按标准选取立柱缸体内径为200mm 立柱壁厚：
PyD31.4?1.3?0.2==38.9mm (2.30) ??2?1052[?] 取整后为40mm
根据标准，立柱主要技术参数如下表2.2所示：
表2.2
缸体内径 活柱外径 工作阻力 额定工作压力 推荐选用钢材 钢材规格 (3) 立柱的初撑力与泵站额定工作压力
泵站额定工作压力为32MPa，因考虑到从泵站到支架的压力损失，根据一般的经验，取立柱初撑时柱内乳化液压强按Pa=25.5MPa来计算，则顶梁对顶板的初撑力：
F=25.5?10?0.0349?cos4?2+25.5?10?0.0349?cos8?2=3539kN 立柱初撑力按下式计算：
66200mm 190/185mm 1764kN 58.4MPa 245 ?26 200?24/194?25 F1?
?Da24Pa[kN] (2.31)
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6=25.5?10?0.0349=890 kN
(4) 安全阀的调定压力与立柱的实际工作压力
安全阀的调定值Pa由支架的理论支护阻力来确定：
Pa'?40FZ (2.32) 2?DaFZ?Fm (2.33) ??2?cos8?2?cos4 支架的理论支护阻力Fm由支架的支护强度和支护面积来决定，由以上数据可求得： Fm?qx?Fc=503.3kN/m?7.023m=3534.7kN
则 FZx?代入(2.32)式得：
223534.7?889.2kN
3.975FZxPa'?40?942.87?28.3 MPa (2.34)
?202 则安全阀的调定压力设定为29MPa，立柱的工作阻力
F2??Da24Pa'=29?106?0.0349=1012.1 kN (2.35)
2.7.2立柱柱窝位置的确定
前面已经设定出立柱下铰点之间的距离为825mm，再由前后立柱的倾角，可得出前后立柱上铰点之间的距离为1050mm，即L1?L2?1050mm。取顶梁为分离体，其受力如图2.4所示：
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图2.4 顶梁受力分析
对A点取距： 即 ?MA?0
fh1?P1cos8?(1830?L2)?P1sin8?(h2?h1)?P2cos4?L2
?P2sin4?(h2?h)?F1Lg3?0 (2.36)
式中：F1=3534.7KN f?F1w P1?P2?2?910.6?1821.2kN
h1?h2?220mm Lg=4382mm
把数据代入上式中可得：
F1?Lg/3?fh1?P1cos8??1830P1cos8??P2cos4??835mm (2.37)
L?1050?835?1885mm
根据前后立柱的倾角，便可确定立柱下柱窝的位置。
3 支架主要部件设计
3.1低位放顶煤支架主要部件的设计要求
低位放顶煤支架的设计要充分依据煤层的赋存条件，顶、底板状况，矿压大小，工作面倾角，及煤层厚度、煤层裂隙发育情况、硬度和开采方法等，这样在设计支架各个部件时，不仅要满足强度要求，还要总体性能好。
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低位放顶煤支架的主要结构有前梁(伸缩式或挑梁式)、顶梁、掩护梁、尾梁、前连杆、后连杆、底座推移装置、立柱及各种千斤顶、液压控制系统等组成。
各部件设计要满足总体配套的要求，就是应满足采煤机，双输送机和支架配套的空间要求．支架前部能及时支护，后部便于放顶煤；应有喷雾降尘装置，为防止煤的自感发火应安装必要的辅助装置。同时对支架本身应采用后四连杆机构，保证支架稳定，放煤增设摆动伸缩式尾梁，以调整工作空间和放煤口大小，改善掩护梁受力状况；应使顶粱(包括前梁)较长，以利于顶煤在矿压作用下能较好的被压碎。 部件设计的基本要求如下：
(1) 四连杆 四连杆机构应进行优化设计，使支架梁端距变化小，支架受力状态最佳，结构上既满足工作空间要求，又能承受足够的纵向、横向力及扭矩。
(2) 前梁 前梁无论是伸缩式或是挑梁式，都应能及时支护顶板。前梁由前梁千斤顶控制，可上、下摆动。与顶板保持良好的接触，维护机道上方顶板。伸缩梁靠伸缩千斤顶和前梁作相对滑移．用以及时支护新暴露的顶板。
(3) 顶梁 顶梁是支架主要承受顶板压力的部件，并起切顶作用。它可多次反复支撑顶煤，以利于放煤。顶梁装有侧护板，活动侧装有千斤顶和弹簧，防止架间漏煤、矸及调节支架间距。若四连杆机构与顶梁铰接，要有可靠的铰接支座。
(4) 掩护梁 它用于承受部分煤、矸载荷，防止其窜入后输送机的工作空间，保证支架、后输送机正常运行。根据不同的支架类型，掩护梁有伸缩插板式和在下端铰接一伸缩尾梁式，它装有侧护板，作用与顶梁侧护板相同。掩护梁受扭力和横向载荷力大，是十分重要的部件。
(5) 底座 其作用是将支架承受的顶板压力和侧向力传至底板。它既要有足够的强度和刚度，又应满足底板比压不超限。底座与底版的接触面积大，以减少底座对底版的接触比压，避免支架陷入底版。底座应有足够的地方来按设立柱，推移装置以及液压控制装置，同时还要求底座能把落入支架内的碎矸排放到老塘中。保证支架整体稳定性的关键是在底座上铰接四连杆机构，在底座中间设置有推移装置，侧面设置拉后输送机的千斤顶和推移杆。
(6) 推移装置 此机构关系到支架能否正常推移，由千斤顶和推移杆组成。推移杆结构有长推杆或是由两部分短推移杆组成。
(7) 液压控制系统及立柱、千斤顶 液压系统由各液压件、管路系统组成，它应保证立
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