支架选型计算
大型管道支吊架计算选型及安装施工步骤图解
为管道重量的5倍。
此处，每个支架使用M12的膨胀螺栓12个，完全能够承受此种支架方DN400管道，每根管道长24米。DN400管道重量为92.5KG/M。故管道总重量为M=2*24*92.5=4440KG。
每根支架总长度为3米，与管道一次性固定3根支架。12.6#槽钢重量为12.4KG/M。
故支架总重量为M=3*3*12.4=111.6KG
支架与管道总重量为M=4440KG+111.6KG=4551.6KG
吊装过程采用4个葫芦同时均匀受力，此处每个葫芦承受的重量为4551.6/4=1137.9KG
葫芦采用3吨位的能够满足；
4成品支架展示
支架大样图及完成照片展示：
5施工保障措施
1、质量保障措施
(1)、所以进场材料全部进行验收，从材料源头开始控制质量，杜绝使用不合格产品。
(2)、所有焊工实名制管理，确保每道焊缝合格，对于焊缝全数检查。
(3)、支架所有焊缝采用专职焊工焊接，对于焊缝进行防腐处理。
2、成品保护措施
所有材料堆放于干燥、干净的场地，防止腐蚀。
将数据代入横担抗弯强度公式
即可知所验算材料型号是否符合受力要求。各种型号型钢计算结果如下表：
3螺栓及吊具选型
1、膨胀螺栓受力计算
膨胀螺栓设计参数如右表：
DN400无缝钢管重量表：
每个支架相当于承受两根4.8m DN400无缝钢管
总重量为M=230*4.8*2=2208Kg
故F=Mg=22080N=22KN
故其均布荷载为0.124N/mm；
槽钢横担的受力为两个集中应力和一个均布荷载的叠加。
集中应力受力分析图：
液压支架参数及选型计算
液压支架参数及选型计算1.负载能力：液压支架的负载能力是指其能够承受的最大工作负荷。
一般通过分析工作条件，确定支架在正常工作状态下所需的最大负荷，然后选择一个具有合适负载能力的液压支架。
2.最大工作压力：最大工作压力即液压支架所能承受的最大液压力。
在选型时，需要根据实际工作条件确定液压支架所需的最大工作压力，并选择一个能够满足该要求的液压支架。
3.工作速度：工作速度是指液压支架活塞的上升或下降速度。
一般来说，液压支架的工作速度需要根据工作要求来确定。
选择液压支架时，要确保其工作速度能够满足实际需求。
4.液压缸行程：液压缸行程是指液压支架活塞的行程长度。
在选型时，需要根据实际工作条件确定液压缸的行程长度，并选择一个具有合适行程长度的液压支架。
5.工作温度范围：工作温度范围是指液压支架能够正常工作的温度范围。
在选型时，要根据实际工作条件确定液压支架所需的工作温度范围，并选择一个能够满足该要求的液压支架。
6.液压油种类和容积：液压支架的液压系统通常需要使用液压油来传递能量。
在选型时，需要确定所需的液压油种类和容积，并选择一个具有合适容积和能够使用所需液压油的液压支架。
选型计算：在液压支架选型计算中，一般可使用以下公式来计算所需的参数：1.计算负载能力：负载能力=承受最大负荷（工作负荷）+安全系数2.计算最大工作压力：最大工作压力=最大液压力+安全系数3.计算活塞面积：活塞面积=承受最大负荷/最大工作压力4.计算活塞直径：活塞直径=2*√(活塞面积/π)通过以上方法可以得到液压支架的相关参数，以便于选择合适的液压支架。
需要注意的是，在选型过程中还要考虑实际应用中的其他因素，如压力损失、系统的稳定性等。
在计算过程中要根据实际需求选择合适的安全系数，并结合实际应用条件来确定最终的选型结果。
矿用综采放顶煤液压支架选型计算
已知：S=M=γ=K=Σh=M/(K-1)=α=°A=n 0=n=P 0=S=解：kN已知：M max =M min =R 1=m R 2=解：mm支架阻力的选择估算法首先考虑支撑冒落带岩层重量：估算法支架承受载荷可取6～8倍采高的岩石重量。
以中等稳定1.4岩石碎胀系数，取821.2510折算法010P—支架承受的载荷，kN；S—支架支护的顶板面积，㎡；γ—顶板岩石视密度，t/m³；450410P=A×9.8S γMcos α=2744支架结构高度的选择M—采高，m；K—岩石碎胀系数，取1.25～1.5；α—煤层倾角，（°）。
Σh—冒落带岩石高度（直接顶厚度），m；S 1=k×M max ×R 1=0.04S 2=k×M max ×R 2=0.0642H min =M min -S 2-a=1.50.51.3862.2H min =M min -B=1.250.8R 1为前柱到煤壁的距离，m。
R 2为后柱到煤壁的距离，m。
1.96H max =M max -S 1=H max =M max +0.2=在实际使用中，通常所选用的支架的最大结构高度比最大采高大200㎜左最小结构高度应比最小采高小250～350㎜。
°′″㎜（？）k=㎜（？）a=mB=m 矿山机械教材参考公式等稳定、中等坚固的岩石为界，低者取6～8，高者取9～11倍。
数，取1.25～1.5。
折算法：P—支架最大工作阻力，kN/根；n0—单体支柱支护密度，根/㎡；P0—单体支柱平均最大工作阻力，kN/根；P=(n0P0S)/n=500n—液压支架柱数，根；S—液压支架的支护面积，㎡。
如能将初撑力提高到工作阻力的60％～70％，则较为理想。
0.040.064壁的距离，m。
0.25250～350㎜0㎜左右。
0.04考虑顶板级别的系数，对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ0.05支架卸载前移时间的可缩余量，当层H=m K=ρ=t/m³MPa 放顶煤支架的支护强度一般为0.5～0.7MPaq=KH ρ×10-2=0支架支护强度估算：5H—采高，m；ρ—顶板岩石密度，一般取为2.5t/m³K—顶板岩石厚度因数，一般取4～8；顶板条件较好、周期来压不明显时，Ⅱ、Ⅲ级顶板分别为0.04、0.025、0.015；，当层厚小于0.8m，a≥0.03m，层厚大于0.8m时，a≥0.04m，平均可取a=0.05m。
支架选型计算
支护设备选型（1）工作面顶板管理方式及支架型式国内外长壁工作面生产经验表明，液压支架是工作面装备中对生产能力影响最大的设备，因此必须把支架的可靠性放在首位，不但要稳定可靠，故障率低，而且使用寿命长。
近年来液压支架朝重型化发展，结构型式简单实用，支架工作阻力不断增大，一般为6000kN ～8000kN ，最大达到10000kN 。
根据3号煤层顶、底板条件及工作面采煤设备配套的要求，设计本矿井回采工作面采用全部冒落法管理顶板。
并结合工作面最大采高3.3m 和邻近矿井机械化开采的实践经验，初步确定选用ZY3300/11/23型掩护式液压支架。
1）支架支护强度支架的结构尺寸确定之后，与支架重量和成本关系最大的参数是支架的支护强度。
从理论上分析，合理的支护强度应正好与顶板压力相平衡。
支护强度过大，不仅增加支架重量和设备投资，而且给搬运、安装带来困难；过小则会造成顶板过早下沉、离层、冒落，使顶板破碎，造成顶板维护困难。
因此支护强度的大小应取决于工作面采场矿压的大小。
但由于目前对采场矿压的大小还不能进行准确的定量计算，主要以经验法或实测数据，来确定支架的支护强度。
支架支护强度采用下列经验公式计算：βαγcos 1）（-'⋅⋅≥K q H q式中：q ——液压支架的支护强度，MPa ； H ——采高，平均2.2m ；γ——顶板岩石视密度，一般取2.3t/m 3；K ——顶板岩石破碎膨胀系数，一般取1.25～1.5； α——工作面倾角，（°）；β——附加阻力系数，二排柱支架取1.6，单排柱支架取1.2；q '——顶板周期来压动载系数。
q '值可按以下情况选取：周期来压不明显顶板：q '取1.1；周期来压明显顶板：q '取1.3；周期来压强烈顶板：q '取1.5～1.7。
则：a q MP 31.02.16cos 13.13.13.22.2=⨯-⨯⨯≥）（2）支架工作阻力支架工作阻力P 应满足顶板支护强度要求，即支架工作阻力由支护强度和支护面积所决定。
液压支架选型计算
液压支架选型计算
液压支架系统选型计算
概述
液压支架系统的使用可以改善安装和检修操作的安全性和效率，大大
缩短了设备的维护时间，同时也可以提供更大的负载容量和稳定性。
液压
支架系统选型要考虑的主要因素包括:现场构造条件、支架系统的工作模式、压力等级和负载重量等等。
首先，在确定使用液压支架系统之前，应先考虑现场的构造条件：是
否有足够的安装空间；是否有足够的液压油源；是否有足够的机械材料、
液压元件；是否可以设置足够的液压支架油缸；是否可以安装足够的安全
措施等等。
其次，要为液压支架系统的工作模式做出选择：如是否需要同步支撑，是否需要两个油缸连接，是否需要手动或自动控制，是否需要加重液压支架，是否需要转换支架模式等等。
第三，液压支架系统的压力等级及负载重量要根据实际应用场景而定，一般情况下，负载重量越大，压力等级越高，液压支架系统应力值就应该
越大，同时必须考虑工作温度等因素，为了保证液压支架系统的稳定性，
一般压力系统的压力不宜低于3MPa，同时应尽量选择高压支架系统，以
满足更高的负载要求。
管道井立管支架选型计算e
萧山万象汇管道井立管支架选型计算
1、拟在一层、四层设承重支架，支架未12#槽钢。
横担跨距为2250mm。
2、管井内为4根DN200立管，查得四根立管总重为8040KG。
3、校核槽钢强度：
1、首先查得12#槽钢的一些根本参数〔单位长度重g、截面模量W〕，查?机械设计手册?g=123kg/cm，W=cm³
2、查普通槽钢的容许应力b〔即限制工字钢材料最大只能承受多大的力，这个是国家规定的〕，因为普通槽钢是Q235型号的碳素钢，结构容许应力
[b]=1400kg/cm²
3、列出承受弯矩最大计算公式：M=1/8GL²-1/8gL²，〔L=225cm，G：计算最大均布荷载，g：单位长度重〕
4、因为M/W=b，所以：W×b=M=1/8L²〔G-g)：那么：G-g=×1400×8/225²=kg/cm
G=23=kg/cm=1382kg/m，这是容许在米范围内均匀放1382kg/m的重量
所以管井内的四根12#槽钢能承载的重量为：1382××4=12438＞8040。
所选槽钢能满足承重要求。
液压支架选型计算
液压支架选型计算（1）按现行较通用的岩石容重法公式：γ⋅⋅=-1p K M d z k q ＝2575.1135.14.11⋅⋅-＝1425KN/m 2 式中：q z ---支架的动载支护强度，KN/m 2；K d ---动载系数，一般取 1.5-2.0(Ⅱ级以上老顶条件)；取1.75M---一次采厚(平均14.4m ，按80％回收率计算)取11.4m ； K p ---冒落矸石碎胀系数，取1.35；γ---顶板岩石平均容重，取25KN/m 3；P = q z (L K +L D )B ＝1425×（0.46＋5.415）×1.75＝14650 KN式中：P---支架工作阻力，KN ；L K ---端面距，取0.46m ；L D ---顶梁长度，取5.415m ；B---支架宽度，取1.75m ；放顶煤支架的工作阻力按照综采计算结果的80％考虑。
（2） 岩层结构法：q z =k(γ1h 1+γ2H)= 1.75×（14.4×10.58+25×13.47）=856 KN/m 2式中 H —对支架有直接影响的岩层厚度；mH=(L+ h 1/tan α)tan θ=（5.915＋10.58/ tan88°）×tan65°=13.47m ；L---有效控顶距(m)；5.915 m ；h 1---顶煤厚度(m)；10.58 m ；α---顶煤断裂角(°)；一般为70°-120°θ---顶板断裂角(°)；一般为60°-65°γ1---顶煤的容重，取14.3KN /m 3；γ2---顶板岩石的容重，取25 KN /m 3；q z ---支架的动载支护强度；k---动载备用系数，(Ⅱ级以上老顶一般取1.5-2.0)取1.75； P= q z (L k +L D )B/ηs ＝856×（0.46＋5.415）×1.75/0.75＝11734KN式中 P —支架的工作阻力(KN)；L k —梁端距0.46m ；L D—顶梁长度5.415m；B—支架中心距1.75m；ηs—支架的支护效率75％；根据以上方法进行计算，最后确定比较合理的工作阻力15000KN。
采煤工作面支架选型计算
采煤工作面支架选型计算
综采能否实现安全高效关键在于架型选择是否合理。
15号煤层首采区选用综采放顶煤液压支架。
1、支护设备强度确定
根据矿压理论，工作面支架承受的最大压力为6-8倍采高的顶板岩石的重量，现取8倍采高的顶板岩石重量计算：
F=8×h×L控×b×γ×g=8×2.5×5.154×1.5×2.7×9.8=4091KN
式中：F——工作面上覆8倍采高岩石所需支撑阻力；
γ——上覆岩层平均容重，2.7t/m3；
h——工作面采高，2.5m；
L控——工作面最大控顶距，5.154m；
b——支架宽度，1.5m；
g——重力换算单位，取9.8 m/s2。
设计选用ZF6800/17/32D型支架（预留智能化端口），工作阻力6800KN。
根据以上计算，可满足回采工作面顶板支护要求。
ZF6800/17/32D液压支架技术特征见下表。
液压支架技术特征表
矿井15号煤层回采工作面顺槽超前支护超前20m 支护采用ZQL2×3200/19/38型超前支架。
回采工作面端头及顺槽超前支护20m范围内，巷道高度不得低于2m。
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支护设备选型
（1）工作面顶板管理方式及支架型式
国内外长壁工作面生产经验表明，液压支架是工作面装备中对生产能力影响最大的设备，因此必须把支架的可靠性放在首位，不但要稳定可靠，故障率低，而且使用寿命长。
近年来液压支架朝重型化发展，结构型式简单实用，支架工作阻力不断增大，一般为6000kN ～8000kN ，最大达到10000kN 。
根据3号煤层顶、底板条件及工作面采煤设备配套的要求，设计本矿井回采工作面采用全部冒落法管理顶板。
并结合工作面最大采高3.3m 和邻近矿井机械化开采的实践经验，初步确定选用ZY3300/11/23型掩护式液压支架。
1）支架支护强度
支架的结构尺寸确定之后，与支架重量和成本关系最大的参数是支架的支护强度。
从理论上分析，合理的支护强度应正好与顶板压力相平衡。
支护强度过大，不仅增加支架重量和设备投资，而且给搬运、安装带来困难；过小则会造成顶板过早下沉、离层、冒落，使顶板破碎，造成顶板维护困难。
因此支护强度的大小应取决于工作面采场矿压的大小。
但由于目前对采场矿压的大小还不能进行准确的定量计算，主要以经验法或实测数据，来确定支架的支护强度。
支架支护强度采用下列经验公式计算：
βαγcos 1）（-'⋅⋅≥K q H q
式中：
q ——液压支架的支护强度，MPa ； H ——采高，平均2.2m ；
γ——顶板岩石视密度，一般取2.3t/m 3
；
K ——顶板岩石破碎膨胀系数，一般取1.25～1.5； α——工作面倾角，（°）；
β——附加阻力系数，二排柱支架取1.6，单排柱支架取1.2；
q '——顶板周期来压动载系数。
q '值可按以下情况选取：周期来
压不明显顶板：q '取1.1；周期来压明显顶板：q '取1.3；周期来压强烈顶板：q '取1.5～1.7。
则：a q MP 31.02.16
cos 13.13
.13.22.2=⨯-⨯⨯≥
）（
2）支架工作阻力
支架工作阻力P 应满足顶板支护强度要求，即支架工作阻力由支护强度和支护面积所决定。
310P ⨯⨯=F q
式中：
F ——支架的支护面积，经计算得8.2m 2。
则：N 2542102.831.0P 3k =⨯⨯=
对支撑式支架，支架立柱的总工作阻力等于支架工作阻力。
对于掩护式和支撑掩护式支架，由于受到立柱倾角的影响，支架工作阻力小于支架立柱的总工作阻力。
工作阻力与支架立柱的总工作阻力的比值，称为支架的支撑效率η。
所以支架立柱的总工作阻力p 总为：
η
p
p =
总
式中：η——掩护式支架取η=80%。
则：N 31558
.02524
k p ==
总 （2）支架初撑力
初撑力的大小是相对于支架的工作阻力而言，并与顶板的性质有关。
液压支架的初撑力，对支架维护顶板的性能方面，要比工作阻力（支护强度）起着更加显著的作用。
有足够初撑力的支架，一开始就能和顶板压力取得平衡，可最大限度地减小顶板下沉；初撑力偏低，要等顶板下沉时才能增阻，会增大顶板的下沉量；初撑力过大，会使
顶板反复受拉导致直接顶蠕动，造成直接顶早剥离，使顶板管理困难。
所以支架初撑力选择的合理与否，是非常重要的。
目前在坚硬、中硬和破碎的顶板条件下，多趋向于采用较高的初撑力。
现在支架的设计中初撑力已高达工作阻力（支护强度）的90％以上。
根据有关资料介绍，初撑力与支护强度的比例关系，以顶板的的稳定性不同，一般在60～85％区内选取为宜。
在确定初撑力时，可按以下原则考虑：对于不稳定和中等稳定顶板，为了维护机道上方的顶板，应取较高的初撑力，约为工作作阻力的80%；对于稳定顶板，初撑力不易过大，一般不低于工作阻力的60%，对于周期来压强烈的顶板，为了避免大面积垮落对工作面的动载威胁，应取较高的初撑力，约为工作阻力的75%。
根据3号煤层顶板稳定性情况，顶板为石灰岩，底板为泥岩，属中等稳定顶板，因此，初撑力取工作阻力的80%，即为2524kN。
（3）移架阻力及推溜力
移架阻力与支架结构、吨位、支撑高度、顶板状况是否带压移架等因素有关，通常根据煤层的厚度来考虑，即采高愈大，移架阻力愈大。
一般薄煤层支架的移架力为100～150kN；中厚煤层支架为150～300 kN；厚煤层支架为300～400 kN。
推溜力一般为100～150 kN。
（4）支架结构高度的选择
支架结构高度一般指支架的最大和最小结构高度，它必须适应煤层采厚变化所要求的最大和最小支撑高度。
最小高度过大，可能会出现压架现象；最大支撑高度过小，可能会造成丢煤，浪费资源，或支架顶空现象。
支架的最大和最小支撑高度，应根据煤层厚度的变化合理选择，片面地认为调高范围越大越好，过大地加大调高范围将增加设备重量及制造成本。
支架高度可由下式计算：
max H =大h -1S +0.2
min H =小h -2S -a -c
式中：
max H ——支架最大结构高度，m ；
min H ——支架最小结构高度，m ； 大h ——煤层最大采高，m ；
小h ——煤层最小采高，m ；
1S ——支架前柱上方顶板下沉量，一般取0.1m ；
2S ——支架后柱上方顶板下沉量，一般取0.2m ； a ——支架前移时可缩余量，一般取不小于
0.05m ；
c ——支架与顶底板间的浮煤，破矸厚度一般取0.1m 。
则：max H =3.3-0.1+0.2=3.4m ；min H =2.15-0.2-0.05-0.1=1.8m ； 根据一些生产的实际经验，为防止伪顶冒落而引起支架顶空现象和一些难于预见的因素，最大结构高度max H 要在计算的基础上，再考虑增加0.1～0.3m 的富裕量，因此，最大结构高度为3.8m 。
确定支架的最低高度时还应考虑到井下的允许运输高度。
支架的伸缩比：
1.28
.18
.3H H K min max ===
s s K 值的大小反映了支架对煤层厚度变化的适应能力，其值越大，
说明支架适应煤层厚度变化的能力越强。
采用单伸缩立柱，s K 值一般为1.6左右。
若进一步提高伸缩比，需采用带机械加长杆的立柱或双伸缩立柱，其s K 值一般为2.5左右。
薄煤层支架可达3。
（5）支架选型
根据支护强度和支架结构高度等参数的计算， 3号煤层采煤工作面选用ZY3600/11/23型掩护式液压支架，液压支架的技术参数见表5-1-5。
表5-1-5支架技术参数。