【正文】 記得一開始老師親自去借實(shí)驗(yàn)室鑰匙，帶著我去參觀液壓支架，并且督促我拍照，后來在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我才知道這些照片是多么的重要。每個(gè)零件對(duì)截面形心的慣性矩為： （6—16）將數(shù)據(jù)代入（6—16）得：所以，⑸彎曲應(yīng)力和安全系數(shù)的計(jì)算將數(shù)據(jù)代入得：式中：—材料屈服極限，Q550，=550MPa。 底座的強(qiáng)度校核、剪力圖和彎矩圖，如圖65所示；；；；；；.。以上各式中：——各板截面形心至aa面距離，；——各板截面面積，；——各板厚度。2 結(jié)構(gòu)件、銷軸、活塞桿的屈服極限及強(qiáng)度條件： （1） 各結(jié)構(gòu)件通常采用15MnVN等普通低合金結(jié)構(gòu)鋼，并由具有保證厚度的鋼板焊接而成，按手冊(cè)中的屈服極限取值。表42液壓支架主要技術(shù)參數(shù)表設(shè)備(部件)名稱項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)附注支 架 整 體 性 能支架高度mm1600～3000支架寬度mm1420～1550支架中心距mm1500支護(hù)強(qiáng)度MPa對(duì)底板比壓MPa2初撐力kN4020工作阻力kN5024操作方法本架操作泵站壓力MPa35立 柱型式 單伸縮機(jī)械加長(zhǎng)4根缸徑/柱徑mm200/180機(jī)械加長(zhǎng)桿直徑mm150初撐力kN1005工作阻力kN1256機(jī)械加長(zhǎng)調(diào)高mm600液壓行程mm800 液壓支架受力分析本次液壓支架受力分析采用常規(guī)理論力學(xué)分析方法，對(duì)支架各個(gè)組件進(jìn)行分離分析求出各個(gè)力。 ——缸體斷面慣性矩 ——活塞桿端部銷孔至油缸限位處間距，mm； ——缸底銷孔至油缸限位處間距，mm；由以上條件查極限力計(jì)算圖，得到 。較大的初撐力能使支架較快達(dá)到工作阻力，減緩頂板的早期下沉速度，增加頂板的穩(wěn)定性。 后推移輸送機(jī)千斤頂后推移千斤頂主要用于放頂煤開采后輸送機(jī)的調(diào)整，跟推移千斤頂類似，只是不需要較大的拉架力。通過比較和對(duì)本次設(shè)計(jì)任務(wù)的環(huán)境適應(yīng)性分析，最終決定本次設(shè)計(jì)采用整體式剛性底座，它的整體性剛度和強(qiáng)度好，底座接觸面積大，有利于減小對(duì)底板的比壓。 (8) 以A點(diǎn)為圓心，即為前連桿的上鉸點(diǎn)。2 能承受較大的水平力。運(yùn)輸時(shí)可以將前梁放下與頂梁垂直，以減小運(yùn)輸尺寸?！?。 支架間距的確定支架中心距一般等于工作面刮板輸送機(jī)一節(jié)溜槽的長(zhǎng)度。9 要去支架有足夠的剛度，能夠承受一定的不均勻載荷和沖擊載荷。為了滿足對(duì)煤炭日益增長(zhǎng)的需要，必須大量生產(chǎn)綜合機(jī)械化 采煤設(shè)備，迅速增加綜合機(jī)械化采煤工作面。[14]圖22 中四連桿低位放頂煤液壓支架（正向）通過比較，在放煤機(jī)構(gòu)相同的情況下，因?yàn)楣ぷ鞯装遢^軟，因此反向四連桿低位放頂煤液壓支架比正向四連桿低位放頂煤液壓支架更為適合所給的條件。5 工作面傾角一般不大于300。我國放頂煤液壓支架的研究始于20世紀(jì)80年代初，20年來，得到了迅速發(fā)展。 Abstract Throughout the development of hydraulic support world history, from 1854 developed the first successful English hydraulic support to the present, hydraulic support design and development has been basically mature. Mechanized coal mining hydraulic support is one of the important equipment, for its design and development of great significance. The design, through the mission statement of requirements, design suitable for seam thickness of 5 to 12 meters to meet the requirements of floor and roof caving hydraulic support low.Through the existing lowlevel caving hydraulic support analysis, advantages pared to design a suitable structure, the last of columns, roof beams, beam shield, the base for the strength check calculation.Keywords: Low caving hydraulic support。 column。為適應(yīng)不同地質(zhì)和煤層條件的需要，出現(xiàn)了高、中、低放頂煤液壓支架并存的局面。第2章 支架的總體方案設(shè)計(jì) 根據(jù)已知采高5~12m、傾角8176。因此這里選擇反向四連桿低位放頂煤液壓支架機(jī)構(gòu)。而每個(gè)綜采工作面平均需要安裝150臺(tái)液壓支架，可見對(duì)液壓支架的需求量是很大的。10 在滿足強(qiáng)度的條件下，盡可能減輕支架的重量。輕型支架為適應(yīng)中小煤礦工作面快速搬家的要求。這里取頂梁寬度為：1380mm（不包括活動(dòng)側(cè)護(hù)板）。前梁千斤頂必須有足夠的支撐力和連接強(qiáng)度，前梁上不宜設(shè)置側(cè)護(hù)板。1 支架從最高高度降到最低高度時(shí)，頂梁端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的最大寬度最好為30mm以下。 (9) 過E1點(diǎn)作F－F線的垂線。頂梁側(cè)護(hù)板裝置一般由側(cè)護(hù)板、彈簧套筒、側(cè)護(hù)板千斤頂、導(dǎo)向套和連接銷軸等組成。表41 各千斤頂參數(shù)表 推移千斤頂型式反拉框架式缸徑/柱徑mm125/70推力/拉力kN386/265行程mm700 側(cè)推千斤頂型式雙側(cè)直角式活動(dòng)側(cè)護(hù)板缸徑/柱徑mm63/45推力/拉力kN98/48行程mm170 護(hù)幫千斤頂型式雙作用單伸縮缸徑/柱徑mm80/45推力/拉力kN158/108行程mm400尾梁擺動(dòng)千斤頂型式雙作用單伸縮缸徑/柱徑mm100/60推力/拉力kN245/158行程mm400 插板千斤頂型式雙作用單伸縮缸徑/柱徑mm80/45 推力/拉力kN158/108續(xù)表行程mm300拉后溜千斤頂型式雙作用單伸縮缸徑/柱徑mm125/70推力/拉力kN386/265行程mm800 前梁千斤頂型式雙作用單伸縮缸徑/柱徑mm125/70推力/拉力kN386/265行程mm140 放煤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 現(xiàn)有低位放頂煤液壓支架的放煤機(jī)構(gòu)主要是以插板的形式放煤，其中有兩種比較普遍，一種是以整個(gè)掩護(hù)梁為為插板形式，另一種是一種是在掩護(hù)梁上鉸接一個(gè)插板的形式。但對(duì)乳化液和液壓元件的耐壓要求提高。將數(shù)據(jù)代入（58）式可知立柱穩(wěn)定性的極限力為：立柱最大工作阻力小于極限力，故滿足穩(wěn)定條件。理論力學(xué)中一物體受幾個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，所受力和力矩之和為零，因此滿足靜力平衡的充分必要條件為：表53支架相關(guān)的尺寸參數(shù)前梁長(zhǎng)度L1(mm)1300前梁千斤頂前絞點(diǎn)與前后頂梁絞點(diǎn)之距L2(mm)100頂梁前絞點(diǎn)與前立柱上絞點(diǎn)之距L3(mm)800前梁千斤頂后絞點(diǎn)與前立柱之距L4(mm)250前立柱上絞點(diǎn)與頂梁后絞點(diǎn)之距L5(mm)1330后立柱上絞點(diǎn)與頂梁后絞點(diǎn)之距L6(mm)330頂板對(duì)頂梁作用力與頂梁后絞點(diǎn)之距L7(mm)待求掩護(hù)梁上絞點(diǎn)與四連桿機(jī)構(gòu)瞬心的水平距離L8(mm)972前后連桿的下絞點(diǎn)的水平距離L9(mm)631底板對(duì)底座作用力與后連桿下絞點(diǎn)距離L10(mm)待求后立柱的下絞點(diǎn)與后連桿的下絞點(diǎn)的水平距離L11(mm)979前立柱的下絞點(diǎn)與后連桿的下絞點(diǎn)的水平距離L12(mm)1750前梁千斤頂?shù)那敖g點(diǎn)到頂板的距離h1(mm)410前梁與頂梁絞點(diǎn)到頂板的距離h2(mm)105頂梁前梁絞點(diǎn)到頂板的距離h3(mm)105前梁千斤頂后絞點(diǎn)到頂板之距h4(mm)385立柱的上絞點(diǎn)與的頂板之距h5(mm)235頂梁后絞點(diǎn)與頂板之距h6(mm)250四連桿機(jī)構(gòu)掩護(hù)梁瞬心到頂梁后絞點(diǎn)水平之距h7(mm)399續(xù)表立柱下絞點(diǎn)到底板之距h8(mm)145前連桿下絞點(diǎn)到底板之距h9(mm)746后連桿下絞點(diǎn)到底板之距h10(mm)450前立柱在最高位置與垂直線的夾角α(176。 （2） 主要銷軸均采用CrMo或40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼，按手冊(cè)中的屈服極限取值。（2）整個(gè)截面形心至面的距離： （6—1）將數(shù)據(jù)代入（6—1）式得：（3）每個(gè)零件中心至截面形心之距： （6—2）將數(shù)據(jù)代入（6—2）式得：。⑴剪力：（從右向左取，向上為負(fù)，向下力為正）E點(diǎn)：D點(diǎn)：C點(diǎn)：B點(diǎn)：A點(diǎn)：⑵彎矩：從A點(diǎn)向D點(diǎn)取距（從左向右取，順時(shí)針為正）A點(diǎn)：B點(diǎn)： C點(diǎn)：D點(diǎn)： 從E點(diǎn)向D點(diǎn)取距（從右向左取，逆時(shí)針為正）E點(diǎn)：D點(diǎn)：，其誤差在允許范圍內(nèi)。所以底座的彎曲強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)的計(jì)算要求。在后期的設(shè)計(jì)過程我，因?yàn)槿狈?jīng)驗(yàn)，以及對(duì)支架的了解不是很深，所以沒少麻煩趙老師，從一開始的參數(shù)計(jì)算到后來的圖紙糾錯(cuò)，幾乎每周都要麻煩老師一兩次。在這里我首先要感謝我的指導(dǎo)老師——趙存友老師，趙老師在指導(dǎo)我們畢業(yè)設(shè)計(jì)方面非常嚴(yán)格，也相當(dāng)?shù)呢?fù)責(zé)。圖68掩護(hù)梁受力圖、剪力圖和彎矩圖圖69 掩護(hù)梁危險(xiǎn)截面示意圖 ⑴各板形心位置⑵整個(gè)截面形心至1底面距離y: （6—13）將數(shù)據(jù)代入（6—13）得：⑶每個(gè)零件中心至截面形心之距： （6—14）將數(shù)據(jù)代入（6—14）得：⑷截面中心主慣性矩矩形截面的慣性矩為： （6—15）式中： b—寬度； h—高度。此處按中性軸以上進(jìn)行計(jì)算，代入有關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算，得：所以 ②危險(xiǎn)截面中性軸處最大剪應(yīng)力 （6—8）式中： ——最大剪應(yīng)力； ——截面沿中性軸的總寬度；將數(shù)據(jù)代入（6—8）式得： ③安全系數(shù)計(jì)算 （6—9）將數(shù)據(jù)代入（6—9）式得：所以頂梁的剪力強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。 ，；，；，；。下面簡(jiǎn)單介紹我國液壓支架強(qiáng)度計(jì)算中的強(qiáng)度條件：1 強(qiáng)度校核均以材料的屈服極限計(jì)算安全系數(shù)。將數(shù)據(jù)代入（513）式得：所以，焊縫強(qiáng)度滿足要求。油缸的穩(wěn)定性條件為： （58） 式中 : ——油缸穩(wěn)定的極限力，kN； ——最大工作阻力，kN； ——活塞桿斷面慣性矩（設(shè)加長(zhǎng)桿為活塞桿進(jìn)行驗(yàn)算）。將數(shù)據(jù)代入（51）式得：MPa初撐力大小對(duì)支架的支護(hù)性能和成本都有很大的影響。當(dāng)千斤頂縮回時(shí)，因千斤頂活塞桿腔無液控單向閥鎖緊，所以在前梁上加設(shè)一個(gè)彈簧的機(jī)械鎖。最終確定四連桿機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)尺寸為：AO = 1500 mm AB = 400 mmBC = 2300 mm CD = 342 mm 底座液壓支架的底座常用形勢(shì)有3種，即整體式剛性底座、低分式剛性底座和鉸接式分體底座。 (7) 過E1點(diǎn)作一條直線與水平線H－H平行的F－F直線，則H－H線與F－F線的距離為h1，即為液壓支架最高位置的計(jì)算高度。 四連桿機(jī)構(gòu)的作用1 通過四連桿機(jī)構(gòu)，使支架頂梁端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡呈近似雙曲線，從而使支架頂梁前端的端頭離煤壁距離大大減小，提高了管理頂板的性能。本次設(shè)計(jì)