【正文】 。 (8) 以 A 點(diǎn)為圓心，以 倍的 L 為半徑作 圓，即為 前連桿的上鉸點(diǎn)。 (15) 并以 A’點(diǎn)為圓心，以 倍的 L 為半徑作圓，與 E’’A’相交于 B’點(diǎn)。39。E39。 由前面知， oP 601 ? ； ? ? ? ?eCPGQALBL ?????? 111 c o sc o s ? ? ? ?503 0 060c o s2 9 1 080c o s2 0 1 03 2 0 02 4 2 5 ???????? oo = 4169 mm 取 L = 4170 mm 液壓支架的性能參數(shù) 液壓支架的支護(hù)強(qiáng)度 支護(hù)強(qiáng)度： 510q KM ? ??? MPa 式中 K— 作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)，一般為 5～ 9。一般厚煤層支架的為移架力 300～ 400 kN ，取移架力為 400 kN ； 推溜力一般為 100～ 150 kN ，取推溜力為 150 kN 。 24000Dn Fp ?? 100004000 ?? ?? = MPa 缸筒材料采用 27SiMn 無(wú)縫鋼管 屈服極限： σ s= 835 2Nmm ； 安全系數(shù)：取 2?n ； 允用應(yīng)力： ? ? sn?? ? 2835? 417? 2Nmm 缸筒內(nèi)壁厚度： ? ?? ? ???????????? ppD ??? ??????????? ??? 17 1723 00 = mm 考慮到在液壓缸中處需要安裝導(dǎo)向套，選取缸筒內(nèi)壁厚度為 25?? mm 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 立柱的初撐力 立柱的初撐力： 21 34 10Dp Pb???? kN 式中 D — 缸體內(nèi)徑， D = 300 mm ； Pb — 泵站壓力， Pa = MPa 。而頂板冒落是有一定的過(guò)程的，一般可分為三個(gè)階段，開(kāi)始頂板處于無(wú)壓狀態(tài)，此時(shí)頂板叫完整，而且沒(méi)有下沉，稱為無(wú)壓狀態(tài)；但經(jīng)一定的時(shí)間后，頂板就會(huì)下沉，通常稱為老頂來(lái)壓，此時(shí)頂板并不破裂，而且這種下沉帶有一定的周期性，所以稱為老頂來(lái)壓狀態(tài)；如果不及時(shí)支護(hù)，頂板就會(huì)破裂而冒落，此時(shí)叫冒落狀態(tài)。 (6) 作用在頂梁上水平力的產(chǎn)生有兩種情況：一種是由于支架在承載讓壓時(shí)，由于頂梁前端運(yùn)動(dòng)軌跡為雙紐線，所以頂梁與底板有產(chǎn)生位移的趨勢(shì)，水平力為頂梁合力與靜摩擦系數(shù)的乘積，其方向與頂梁產(chǎn)生位移方向趨勢(shì)相反；另一種是由于頂板向 采空區(qū)方向移動(dòng)，使支架頂梁受一指向老塘的水平力，最大水平力值與上相通。1239。1 1 2 21 c o s c o sBBAS l p l pp ???? mm 式中 1l — 前立柱上柱窩到頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)的距離， 1 1571l ? mm ； 2l — 后立柱上柱窩到頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)的距離， 2 369l ? mm ； ? ?239。1 c o sc o ss i n 1 ? ??CCA fp ?? co ss in ?? ? ? ? ? ? ?1 5 0 0 0 c o s 6 6 2 5 0 0 0 c o s 2 6 2s i n 8 0 6 2 o o o ooo ?? ? ? ? ??? ? ?9 0 0 0 0 .3 s in 6 2 c o s 6 2oo ??? ? 4378?? kN 結(jié)果中的“－”號(hào)，表示后連桿的受力方向與圖中的方向相反，即后連桿受壓力作用。 表 3－ 2 機(jī)構(gòu)件的形心及慣性距 件 號(hào) 1 2 3 4 數(shù) 量 4 4 1 1 nF 2mm 10800 22300 9250 28980 ny mm 9 nJ 4mm 10? 10? 10? 10? 機(jī)構(gòu)件的形心距為： ()nnC nFYy F??? [ 1 0 8 0 0 1 8 9 . 5 2 2 3 0 0 1 8 9 . 5 9 2 5 0 3 4 8 . 5 2 8 9 8 0 9 ][ 1 0 8 0 0 2 2 3 0 0 9 2 5 0 2 8 9 8 0 ]1 3 6 . 8 m m? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? b．慣性矩 每個(gè)零件中心到截面形心的距離 ia 為： 11 y y? ? ? ? ? ? 22 13 6. 8 18 9. 5 52 .7ca y y? ? ? ? ? ? 33 13 6. 8 34 8. 5 21 1. 7ca y y? ? ? ? ? ? 44 13 6. 8 9 12 7. 8ca y y? ? ? ? ? 計(jì)算截面中心慣性距 ziJ ： 計(jì)算每個(gè)零件對(duì)截面形心的慣性矩 ziJ ： 3 32 2 7 411 1 1 22 8 25 ( 52 .7 ) 10 80 0 3. 03 10 m m12 12z LJ a F? ?? ? ? ? ? ? ? ? 3 32 2 7 422 2 2 34 3 25 ( 52 .7 ) 22 30 0 4 10 m m12 12z LJ a F? ?? ? ? ? ? ? ? ? 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 41 頁(yè) 3 32 2 8 433 3 3 37 0 25 ( 21 ) 92 50 5 10 m m12 12z LJ a F? ?? ? ? ? ? ? ? ? 3 32 2 8 444 4 4 16 10 18 12 7. 8 28 98 0 4. 74 10 m m12 12z LJ a F? ?? ? ? ? ? ? ? 1 2 3 4z z z z zJ J J J J? ? ? ? 7 7 8 83 . 0 3 1 0 6 . 2 4 1 0 4 . 1 5 1 0 4 . 7 4 1 0? ? ? ? ? ? ? ? 10?? c．計(jì) 算彎曲應(yīng)力 m a xm a x m a x692372 2 10 ( 343 18 136 .8 ) 9 10288 .7 N / m mzM yJ? ?? ? ???? d. 安全系數(shù) ? ?m a x 459 1 .5 92 8 8 .7snn??? ? ? ? 故：掩護(hù)梁強(qiáng)度安全通過(guò)。涌水量大，巖石變軟，降低了允許比壓 [P]— 允許比壓 ( MPa ) 幾種軟巖底板的允許比壓如表 31 所示 ，使用該液壓支架的底板為 的砂質(zhì)頁(yè)巖， 涌水量 V 3m/h 。C 的液壓缸缸筒，必須用 35， 45 號(hào)鋼，而且要調(diào)質(zhì)處理。 總之，缸筒是液壓缸的主要零件，它與缸蓋、缸底、油口等零件構(gòu)成密封容腔，用以容納壓力溶液，同 時(shí)它還是活塞的運(yùn)動(dòng) “ 軌道 ”。 缸體的技術(shù)要求： (1) 缸體采用 H H9 配合。不與其他零件焊接的缸筒，使用調(diào)質(zhì)的 45 號(hào)鋼。底板與支架底座的接觸面結(jié)構(gòu)如圖 38 所示。由于底板巖性不同，含水量不同等因素，使底板具有不同的抗壓強(qiáng)度，則在設(shè)計(jì)支架時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算底板的比壓。因上面已求出 AP 為9000kN ，距離鉸結(jié)點(diǎn) 1073mm 。1 c o sc o ss i n 1 ? ?s in c o sA D Dpf ???? ?? kN 式中 C? — 前連桿與水平線的交角， 62oC? ? ； D? — 后連桿與水平線的交角， 80oD? ? 。Bp — 兩根立柱的工作阻力， kN ； Bp = 39。 (7) 支架各部件受力，按不同支護(hù)高度時(shí)受力最大值進(jìn)行強(qiáng)度校核。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 32 頁(yè) (3) 支架受力 液壓支 架在工作面受力是由于頂板下沉，同時(shí)又有向采空區(qū)淺載移動(dòng)的趨勢(shì)，使頂梁受合力和底座受底板反力，其中頂板合力的垂直分力 F 由支架工作阻力來(lái)克服，所以我在計(jì)算支架的工作載荷時(shí)按支架的工作阻力來(lái)確定。 PaDp ??? 322 104? 32 ???? = 2550 kN 移架千斤頂?shù)某叽? 移架千斤頂采用單伸縮液壓缸 移架千斤頂?shù)母左w內(nèi)徑： 4000FD Pb?? mm 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 式中 F— 移架力， F＝ 400 kN ； Pb — 泵站壓力， 31Pb? MPa ； PaFD ?4000? 4004000 ??? = mm 取 缸徑 180 mm ； 柱徑 120 mm ； 推力 712 kN ； 拉力 kN 。 立柱間距指支撐式和支撐掩護(hù)式支架而言即前、后柱的間距。取最大截割高度， M = m ρ — 巖石密度，一般取 10??? ( 3kg m ) 510 ??? ?KMq 53 ?????? = (MPa ) 液壓支架的工作阻力 支架支撐頂板的有效工作阻力為 310R qFc?? kN 式中 Fc— 支架的支 護(hù)面積， 2m ? ?? ?F c L C B K? ? ? 2m 式中 L— 支架頂梁長(zhǎng)度， L = m ； C— 梁端距， C = m ； B— 支架頂梁寬度， B = m ； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) K— 架間距， K = m 。FE39。39。即 B、 B’、 B’’三個(gè)點(diǎn)為液壓支架在三個(gè)位置時(shí)的前連桿的上鉸點(diǎn)。假設(shè)在液壓支架升降過(guò)程中， E’點(diǎn)近似在此直線上滑動(dòng)。 (2) 過(guò) O 點(diǎn)作水平線 H－ H 線與底座相平行。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，只要按支架在工作段，支架由高到低，在掩護(hù)梁上前連桿上鉸點(diǎn)所作的運(yùn)動(dòng)軌跡上，任找?guī)c(diǎn)，把掩護(hù)梁上前連桿上鉸點(diǎn)連線的垂直平分線所交的點(diǎn)為前連桿的下鉸點(diǎn)，這樣四連桿機(jī)構(gòu)就可以確定了 四連桿機(jī)構(gòu)的幾何作圖法 首先用解析法確定掩護(hù)梁和后 連桿的長(zhǎng)度，如圖 2－ 3 所示。 (2) 支 架在最高位置時(shí)和最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的夾角 P和后連桿與底平面的夾角 Q，如圖 2－ 1所示，應(yīng)滿足以下要求： 支架在最高位置時(shí)， P≤ 52o ～ 62o ， Q≤ 75o ～ 85o ；支架在最低位置時(shí)，考慮矸石便于下滑，以防矸石停留在掩護(hù)梁上，根據(jù)物理學(xué)摩擦理論可知， tanPf? ,如果按鋼和 矸石的摩擦系數(shù)為 ? ,即： tan ? ,求得 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) ? ；為了安全可靠在最低工作位置時(shí)，應(yīng)使 P≥ 25176。因此，取中心距為 。 (3) 研究新型元件與材質(zhì)，以減輕支架重量，提高支架的性能和使用壽命。 (4) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)有了較大發(fā)展。由于地下開(kāi)采條件 的復(fù)雜性和多樣性，因此，盡管國(guó)內(nèi)外對(duì)液壓支架己經(jīng)過(guò)了近半個(gè)世紀(jì)的研究和應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)十種不同的結(jié)構(gòu)架型，但至今為止，也僅能在緩傾斜中厚以下煤層中獲得了較為成功的應(yīng)用，對(duì)于傾斜、急傾斜或厚煤層中的液壓支架尚處在研究和試驗(yàn)階段。我們不能依賴?yán)蠈?shí)進(jìn)口 ， 我們要自己研制，否則和我國(guó)產(chǎn)煤大國(guó)的地位也是極不相稱的。對(duì)于有沖擊載荷的頂板，如不采取頂板處理措施，立柱應(yīng)安設(shè)置一大一小兩個(gè)安全閥以確保支架的安全 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) (5) 考慮沖擊載荷影響，支架結(jié)構(gòu)件安全系數(shù)應(yīng)提高，至少應(yīng)比通常支架安全系數(shù)提高 20%。因此，對(duì)堅(jiān)硬頂板液壓支架設(shè)計(jì)的要求是： (1) 根據(jù)直接頂和基本頂?shù)膸r性、分類級(jí)別、截高及配套設(shè)備，確定支護(hù)強(qiáng)度和工作阻力，支架要有足夠切頂能力。 (3) 瓦斯等級(jí) 根據(jù)瓦斯等級(jí) ，按保安規(guī)程規(guī)定，驗(yàn)算通風(fēng)斷面。 (7) 調(diào)高范圍要大，照明和通訊方便。由于液壓支架的類型很多，因此其設(shè)計(jì)工作量也是大的，由此可見(jiàn)，研制和開(kāi)發(fā)新型液壓支架是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。 對(duì)于液壓支架的操縱控制系統(tǒng)傳動(dòng)裝置，應(yīng)具有以下基本要求：采用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，設(shè)備外形尺寸小，能遠(yuǎn)距離的傳送大的能量；能承受較大載荷；沒(méi)有復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；在爆炸危險(xiǎn)和含塵的空氣里保證安全工作；動(dòng)作迅速； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 操作調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單；過(guò)載及損壞保護(hù)簡(jiǎn)單。 （ 4