【正文】 畢業(yè)設(shè)計即將尾聲，我感覺到一種前所未有的成就感和喜悅感，因為這次成功的設(shè)計不僅僅是我人生的第一次真真正正，完完全全的設(shè)計，更是我汗水與心血的結(jié)晶。如下圖 410為速度與時間的關(guān)系圖。根據(jù)構(gòu)件間的相對運動情況 ,通過設(shè)成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 定各種連接來限制構(gòu)件的自由度。 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 根據(jù)以上原則分別建立了頂梁、底座等部件的整體模型，如圖所示。 ③ 活塞桿均采用 45 鋼，取屈服極限 3600 Kg/㎝ 178。 頂梁載荷分布 頂梁所受頂板的載荷求出后，就可以進(jìn)一步計算出載荷在頂梁上面的分布情況。 由以上求出支反力 AR =964KN 各點的彎矩： AM =0 0. 30 2BAMR? ? ? 1139。 (5) 桿水平角對連桿受力的影響 由 CP 和 DP 的計算式可知，當(dāng)它的分母為零時， CP 和 DP 將無限大。但是支架在設(shè)計中一般都要按可能的最大承載力來設(shè)計，顯然這就使支架不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，在很大的一段承載范圍內(nèi)就要大材小用。當(dāng) ? 。239。 (6) 作用在頂梁上水平力的產(chǎn)生有二種情況：一種是支架在承載讓壓時，由于頂梁前端運動軌跡為雙扭線，所以頂梁與頂板有產(chǎn)生位移的趨勢，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)生位移方向趨勢相反；另一種是由于頂板向采空區(qū)方向移動，使支架頂梁受一指向采空區(qū)的水平力，最大水平力值與上相同。對于后連桿，由于不僅受到冒成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 落矸石的負(fù)荷，還要承受頂板的一個水平推力，所以要求它有較大的強(qiáng)度，這里采用整體式結(jié)構(gòu)。它的主要缺點是：結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本比較高。 （ 1） 收集關(guān)于液壓支架的資料，了解液壓支架的結(jié)構(gòu)、工作原理等。制造方面形成以原部屬專業(yè)制造廠為主、機(jī)械工業(yè)部及船舶制造總公司等專業(yè)廠為輔的制造體系，以及以國家煤礦支護(hù)設(shè)備質(zhì)量檢測中心為骨干的檢測隊伍。液壓支架作為綜采設(shè)備的一員，在其中扮演著重要角色，其主要功能不僅用于支撐管理頂板，隔離采空區(qū)，維護(hù)采煤作業(yè)空間，并能進(jìn)行前移，推進(jìn)采煤工作面輸送機(jī)和采煤機(jī)。 Second, support for structural support made the cover of hydraulic design and strength check。目前國外如：英、美、德等國家的大缸徑液壓支架上成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 已經(jīng)配備了 250400L/min 的大流量安全閥。支架主要部件多數(shù)是由鋼板組焊而成的結(jié)構(gòu)件 , 其可靠性不僅取決于梁體截面的計算強(qiáng)度 , 而且與結(jié)構(gòu)合理性、受力情況分析的準(zhǔn)確性、焊縫布置的形式、應(yīng)力集中狀況等多種因素有關(guān)。因此，它兼有支撐式和掩護(hù)式支架的結(jié)構(gòu)特點和性能，可適用于各種工作環(huán)境。 底座結(jié)構(gòu)如圖 25 所示 圖 25 底座 其主要作用是： (1) 將上面載荷傳遞給底板，為立柱、推移裝置及其他裝置提供足夠的操作空間； (2) 給工作人員創(chuàng)造一個良好的工作環(huán)境； (3) 維持支架的穩(wěn)定性。 (3) 頂梁，底座與頂?shù)装逭J(rèn)為接觸分布均勻，載荷沿支架長度方向呈線性變化，沿支架寬度方向為均勻分布。BP 。因為 cos ? ≤1，因此立柱傾斜布置將使支架的承載能力降低。在調(diào)高范圍內(nèi)，支架的承載能力在兩側(cè)的高度內(nèi)比較小。 對連桿受力影響由連桿受力 cp 和 DP 的計算式可以看出，摩擦力對連桿受力的影響表現(xiàn)在 CAfP ?sin 和 DAfP ?sin 項中。239。 ? ? ? ?? ?CCDP ???? ??? (321) 式中 []? －缸體實際承受的最大應(yīng)力， MPa。 （ 5）支架強(qiáng)度計算應(yīng)考慮的因素 由于支護(hù)高度，摩擦系數(shù)，平衡千斤頂和煤塊作用對支架受力有明顯的影響，在支架強(qiáng)度計算時，對不同的受力桿件應(yīng)參考實際使用中產(chǎn)生的最惡劣狀態(tài)選擇支護(hù)高度，平衡千斤頂推拉力，摩擦系數(shù)的數(shù)值進(jìn)行計算。 啟動 Pro/E ，新建文件：選 “零件 ”/“ 實體 ”， 文件名默認(rèn)。 類似方法 ,對其他零件進(jìn)行裝配，完成零件三維模型。靜態(tài)檢查是檢查各零件之間相對位置是否存在零部件之間的運動干涉。 另外，在設(shè)計過程中，我進(jìn)一步提高了個人發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的能力，并且我對大學(xué)幾年所學(xué)基礎(chǔ)知識和專業(yè)課知識作了全面鞏固和全新的總結(jié)，我能夠?qū)⒆约核鶎W(xué)知識用于實踐。本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，所學(xué)的知識并不牢靠，難免有許多考慮不周全的 地方，如果沒有老師的指導(dǎo)，同學(xué)的熱情幫助，想要完成畢業(yè)設(shè)計是非常困難的。以頂梁頂點為例進(jìn)行位置，速度，加速度分析得到一下圖形。然后通過選擇構(gòu)件及其相應(yīng)的運動副組成機(jī)構(gòu) ,最后由各機(jī)構(gòu)組成完整的液壓支架模型。 液壓支架裝配 虛擬裝配是零部件通過相互之間的定位關(guān)系裝配在一起的。 (4) 焊接抗拉強(qiáng)度取 b? = 5500 Kg/㎝ 178。 設(shè)頂梁長度為 Lg，頂板的集中載荷為 F1，其作用點距頂梁一端為 X 。 s in 0 . 2 49 3 9 . 6 8 K N . mC A B BBBM R P pPp????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ??? ? ?KN PPM DDDDE i o s? ??????? ?? 在 Pc 點處彎矩雖然最大，但是側(cè)板較高。 取頂梁和掩護(hù)梁為隔離體，忽略頂梁和掩護(hù)梁的鉸接點都頂梁之間的距離。成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 在進(jìn)行強(qiáng)度計算時，要算出頂梁最大載荷時的支護(hù)高度為依據(jù)，按此時的情況進(jìn)行受力分析。但是，有些支架為了使高度變化的范圍增大，傾角往往大于 30? 。1 ??????????? yDDCCBBA QPPPPP ????（ 33） 取頂梁為隔離體， 01 ?? oM ,即： 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 0c o sc o s 239。 (8) 各種結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度校核，除按理論支護(hù)阻力校核危險端面外，還要按《液壓支架形式試驗技術(shù)規(guī)范》的 各種加載方法，以支架的額定工作阻力逐一校核，超過額定工作阻力 10％的超載試驗，將由安全系數(shù)來保證強(qiáng)度。 （ 2） 承受頂板的水平分力和側(cè)向力，使立柱不受側(cè)向力。 （ 1）金屬結(jié)構(gòu)件主要有主頂梁、掩護(hù)梁、前連桿、后連桿、底座、側(cè)護(hù)板、護(hù)幫板等。 （ 4） 在 Pro/E中對液壓支架進(jìn)行運動仿真及運動分析。不僅能滿足國內(nèi)的需要，還向美國、俄羅斯、土耳其和印度等國家出口液壓支架或成套綜采設(shè)備。 這次設(shè)計主要目的是利用 Pro/E軟件進(jìn)行液壓支架的三維建模，并根據(jù)運動關(guān)系將支架的各個部件在 Pro/E中裝配起來，最后進(jìn)行運動仿真和運動分析，檢查機(jī)械結(jié)構(gòu)各部分的干涉與協(xié)調(diào)情況。 首先 ，通過對液壓支架的相關(guān)資料收集，整理；了解 液壓支架的結(jié)構(gòu)，類型，工作原理，特點，目的及要求； 其次 ， 對支撐掩護(hù)式液壓支架結(jié)構(gòu)作了設(shè)計 ，受力分析以及 強(qiáng)度校核； 再次 ， 利用三維軟件 Pro/E進(jìn)行三維建模，并且根據(jù)運動關(guān)系將各個部件在Pro/E中裝配起來。 電液控制系統(tǒng)已在國內(nèi)應(yīng)用 22 套左右。液壓支架未來主要的發(fā)展趨勢是向兩柱掩護(hù)式和四柱掩護(hù)式架型發(fā)展，架型結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完善，設(shè)計方法更先進(jìn)，參數(shù)向高工作 阻力、大中心距發(fā)展。因此，液壓支架要實現(xiàn)升、降、推、移四個基本動作，這些動作是利用泵站供給的高壓液體，通過幾個液壓缸的不同工作性質(zhì)來完成的，如圖 21 所示。 底座 底座是穩(wěn)定支架的主要結(jié)構(gòu)件，頂板的壓力通過立柱傳向底座，使底座受到載荷。 液壓支架載荷的確定 液壓支架實際受載荷情況很復(fù)雜，頂梁和底座上的載荷并不是很規(guī)律，分布規(guī)律隨著支架與頂?shù)装宓慕佑|情況而變化，為簡化計算作如下規(guī)定。 支撐掩護(hù)式支架各支撐點受力計算： 假設(shè)頂梁受以集中載荷 AP ,水平分力為 AfP 。 (1) 立柱傾角對承載能力的影響 由于支撐掩護(hù)式支架的立柱大部分是傾斜布置的，傾角 ? 又隨著支架的高度變化，所以支架的承載能力的大小也隨著支架的高度而變化。在支架的工作高度范圍內(nèi)，一般把 tg θ值控制在 以下，從而把附加力控制在支架名義工作阻力的 10％范圍內(nèi)。加入頂梁上受向前的水平載荷，很容易使支架向前傾倒，這種趨勢使頂梁對于頂板向前滑動，則水平載荷又變成向后作用。1 CCACBCBCDD fPPPP ???????? = 底座強(qiáng)度計算成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 根據(jù)頂板地質(zhì)條件選支撐掩護(hù)式支架。則 ? ?al ll2 21211 ?????? (317) 其中： 1? ＝ ； 2? ＝ ； 1l ＝ 810mm； 2l ＝ 950mm； l ＝ 1650mm； a＝ 222mm 1 (6 .6 5 0 .0 2 5 ) 8 1 0 9 5 02 1 6 5 0 2 2 2? ? ? ?? ??＝ 7 由于11650105ld ? ＝ 5，且 225JJ? 2122111lltKtKl????????? ??? ?? (318) 式中 1K ＝1EJP , 2K ＝2EJP ； 其中： E－鋼材的彈性模量， E＝ 10 aMP? ； 1t ＝ 11( )tg K l ? ； 2t ＝ 22( )tg K l ? ； 經(jīng)計算得 1 ? , 2 ? 。 （ 2）系數(shù)對支架受力的影響 液壓支架在實際工作中的摩擦系數(shù)是一個不定值，一般鋼對巖石的摩擦系數(shù)為 ～ ，根據(jù)計算表明，摩擦系數(shù)增大，對支架受力有利，使底座的底比壓分布較好。建模 采用自下而上的原則進(jìn)行設(shè)計，即先建立液壓支架各零件及部件的三維模型，然后對其進(jìn)行總體裝配。 (3) 給零件施加定位約束。 圖 48 運動仿真 插入伺服電動機(jī)，進(jìn)行時間，速度等參數(shù)設(shè)置，如圖 49 所示。 通過這次設(shè)計對液壓支架有了基本的了解，熟悉其 工作原理，并且了解了國內(nèi)外關(guān)于液壓支架的最新研究成果和目前世界上各種先進(jìn)液壓支架的特點，及液壓支架在將來的發(fā)展前景。 此外，對在我設(shè)計和實習(xí)過程中，給予幫助的老師和同學(xué)表示感謝！ 最后，感謝各位評閱老師在百忙之中評閱本文。 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖 413 加速度與時間關(guān)系 圖示表示為頂梁定點加速度隨著時間變化的曲線。 由于液壓支架運動已立柱或油缸為驅(qū)動件，活塞桿在油缸中只作往復(fù)運動，所以，在建立液壓支架的仿真模型時，底座是靜止的，其余部件可以移動。 進(jìn)行零件裝配時最重要的步驟就是對零部件進(jìn)行適當(dāng)?shù)募s束。液壓支架前頂梁 掩護(hù)梁 四連桿 底座等都屬于焊接結(jié)構(gòu)件，它們的強(qiáng)度都決定于液壓支架工作阻力及鋼板和焊縫的許用應(yīng)力。 頂梁前端比壓為： 3B )26(2 1021 ?mLg LgxFq －＝ （ MPa） (324) 頂梁后端比壓為： 3B )64( 1021 ?mLgxLgFq －＝ （ MPa） (325) 支護(hù)強(qiáng)度為單位面積得支護(hù)阻力按下式進(jìn)行計算 ? ? 11 BSFq ?? (t/ 2m ) (326) 式中 s:頂梁前端至煤壁的距離 B1：支架支護(hù)強(qiáng)度（支架間距） 不同高度求得支護(hù)強(qiáng)度 q 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 底座接觸比壓 底板條件的變化，底座的接箸比壓很不均勻，為計算方便起見，假設(shè)底座與底板均勻接箸且為線性載荷分部。 推移千斤頂強(qiáng)度計算 推移千斤頂計算推溜力為： ；拉架力為 231KN；故所受最大力為拉架力。1 s i ns i nc o sc o s1 1 成都理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） = 1 [ 20 00 c os 7 20 00 c os 3 ( 20 00 sin 7 20 00 sin 3 ) 20 .2 ]1 0. 3 2