【文章內(nèi)容簡介】 *sin(q3)。 m=x3*x3x1*x1+y3*y3y1*y1。 n=x2*x2x3*x3+y2*y2y3*y3。 t=2*((x3x1)*(y2y3)(y3y1)*(x2x3))。 xc=(m*(y2y3)n*(y3y1))/t。 yc=(n*(x3x1)m*(x2x3))/t。 w4=(x1xc)*(x1xc)。 w5=(y1yc)*(y1yc)。 if((w4+w5)0) {c=0。} else c=sqrt(w4+w5)。 o=c/a。 d=yc。 e=e1xc。 y4=a*sin(q1)。 x4=e1+a*cos(q1)。 x5=e1。 y5=0。 k1=(y1yc)/(x1xc)。 c1=atan(k1)。 k2=(y4y5)/(x4x5)。 x6=(k1*x1y1k2*x4+y4)/(k1k2)。 y6=k1*(x6x1)+y1。 l=x6。 s=h1y6。 u=s/l。 if((o)amp。amp。(o)amp。amp。(u)amp。amp。(u0)amp。amp。(dh1/5)amp。amp。(eh1/)) {printf(p1=%f,q1=%f,a=%f,b=%f\n,p1,q1,a,b)。 printf(c=%f,d=%f,e=%f,f=%f,c1=%f\n,c,d,e,f,c1)。 printf(s=%f,l=%f,g=%f,i=%f,i1=%f\n,s,l,g,i,i1)。 printf(o=%f,u=%f,d=%f,e=%f\n\n\n\n,o,u,d,e)。 fprintf(fp,p1=%f,q1=%f,a=%f,b=%f\n,p1,q1,a,b)。 fprintf(fp,c=%f,d=%f,e=%f,f=%f,c1=%f\n,c,d,e,f,c1)。 fprintf(fp,s=%f,l=%f,g=%f,i=%f,i1=%f\n,s,l,g,i,i1)。 fprintf(fp,o=%f,u=%f,d=%f,e=%f\n,o,u,d,e)。 } } } }說明：由于采用迭代法進行搜索，計算方案的多少取決于于各優(yōu)化參數(shù)步長的選取，步長越短，可能的方案越多，反之越少，甚至可能漏掉了一些比較好的結(jié)果。但步長過短，計算量就會變大，帶來復(fù)雜的缺點。本次計算采用的步長可使有625組數(shù)選擇，即有625個方案可選。但是首次運行沒出結(jié)果。后決定在不影響支架工作性能的條件下，對其中的一個參數(shù)P1稍微擴大一下范圍（－－），運行出一組數(shù)據(jù)，具體運行計算結(jié)果如下：p1=,q1=,a=,b=c=,d=,e=,f=,c1=s=,l=,g=,i=,i1=o=,u=,d=,e=⑥電算法頂梁前端點雙鈕線軌跡繪制根據(jù)上面四桿機構(gòu)優(yōu)化計算結(jié)果用以下程序優(yōu)化參數(shù) Q4(Q4為支架后連桿與水平面之間的夾角，支架高低變化時，Q4＝85度～25度。)并計算出多組x，y 值。(x值的變化相當(dāng)于頂梁前端點與煤壁之距的變化。，可以計算30組x、y值。故頂梁端點運動軌跡最大寬度為emax=xmaxxmin。（a） 程序流程圖：圖29 程序流程圖（2）（b） 具體C語言程序如下所示：include include main(){ float h1,h2,q4,x,y,p4,k,j,r。 float a,b,c,d,e,g,ex,z,cx,cy。 FILE *fp。 fp=fopen(,w+)。 h1=。 h2=。 a=。 b=。 c=。 d=。 e=。 g=。 for(q4=。q4=。q4=q4+) { k=2*e*b+2*a*b*cos(q4)。 j=2*a*b*sin(q4)2*b*d。 r=a*a+b*b+d*dc*c+e*e+2*a*e*cos(q4)2*a*d*sin(q4)。 if(k*k*r*r(k*k+j*j)*(r*rj*j)=0) {cx=k*k*r*r(k*k+j*j)*(r*rj*j)。 z=(k*r+sqrt(cx))/(k*k+j*j)。 cy=sqrt(1z*z)。 p4=atan(cy/z)。 x=g*cos(p4)a*cos(q4)。 y=a*sin(q4)+g*sin(p4)。 } if(yh1amp。amp。yh2) printf(\nx=%f,y=%f\n,x,y)。 fprintf(fp,x=%f , y=%f\n,x,y)。 }}運行結(jié)果如下：x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=x= , y=Ex=運行結(jié)果使頂梁端點運動軌跡最大寬度為emax=xmaxxmin＝＝32mm，這說明四桿機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計結(jié)果是可用的。根據(jù)以上兩個優(yōu)化設(shè)計程序運算結(jié)果，對其中個別參數(shù)修正列出指主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表2－3所示：表2－3輸入輸出標(biāo)識符號說明結(jié)果輸入 H1支架最高位置的計算高度 2400mmH2支架最低位置的計算高度1200mm輸出 Utgθ值（掩護梁與頂梁鉸點至瞬心和底座平面夾角為θ） Q1支架最高位置時，后連桿與底座平面夾角79度 A后連桿長度 1035mm B前，后連桿上鉸點之距394mm C前連桿長度 1082mm D前連桿下鉸點高度 453mm E前，后連桿下鉸點在底座上的投影之距 540mm F前連桿上鉸點至掩護梁上鉸點之距 1396mm G掩護梁長度 1790mm P1支架最高位置時，頂梁與掩護梁夾角 51度 C1支架最高位置時，前連桿與底座平面夾角 64度 EX頂梁端點運動軌跡最大寬度 32mm畫出結(jié)構(gòu)尺寸簡圖如下頁圖2－10：圖　2－10　支架主要尺寸 液壓支架的總體布置① 滿足采煤工藝及地質(zhì)條件的要求,要有足夠的初承力和工作阻力,以便有效的控制頂板,保證其合理的下沉量。② 推溜力一般為10噸左右,移架力按煤層厚度而定,薄煤層一般為10～15噸,中厚煤層一般為15～25噸,厚煤層一般為30～40噸 。③ 防煤性能要好。④ 排煤性能要好。⑤ 要求有足夠的通風(fēng)端面。⑥ 從安全性考慮,要有足夠?qū)挼娜诵械?。?調(diào)節(jié)范圍要大,照明,通訊方便。⑧ 支架要求有足夠的剛度,能夠承受一定的不均衡載荷和沖擊載荷。⑨ 支架穩(wěn)定性好,底座最大比壓小于規(guī)定值，要易于拆卸,結(jié)構(gòu)簡單。⑩ 在滿足強度條件下,盡可能減輕支架重量，液壓元件要可靠。 支架整體機構(gòu)尺寸的確定① 按照以前的支架設(shè)計經(jīng)驗,確定支架底座長度l=2100mm。② 按確定四連桿機構(gòu)尺寸的方法,確定四連桿及掩護梁長度，設(shè)計結(jié)果已列于表2－3中。③ 根據(jù)工作方式及設(shè)備配套尺寸計算頂梁長度 掩護式與支撐掩護式支架頂梁長度的計算 頂梁長度＝[配套尺寸十底座長度十ACOS(Q1)]一[GCOS(P1)十300十e]十掩護梁與頂梁鉸點至頂粱后端點之距(mm)式中： 配套尺寸——參考原煤炭部煤炭科學(xué)研究院編制的綜采設(shè)備配套圖冊確定； 底座長度一底座前端至后連桿下鉸點之距；取2100mm e－支架由高到低頂梁前端點最大變化距離；32mm P1支架最高位置時，頂梁與掩護梁夾角,51度 Q1支架最高位置時，后連桿與底座平面夾角,79度根據(jù)前面計算結(jié)果工作面配套機器為MG170H采煤機（雞西廠）和SGD630/180刮板輸送機（西北廠），配套尺寸=249+630＋176＋600＝1655mm。故頂梁長度L為：L=mm④ 確定立柱布置（a）立柱數(shù)掩護式支架立柱數(shù)為兩根。（b）支撐方式 掩護式文架為傾斜布置，這樣可克服一部分水平力，并增加調(diào)高范圍。一般立柱軸線與頂梁的垂線夾角小于30度（支架在最低工作位置時），立柱傾角加大可以可以使頂梁柱窩位置前移，使頂梁前端支護能力增大。確定立柱布置可以用類比法,其確定原則考慮支架的穩(wěn)定性及支架的合力作用位置綜合進行考慮,我們知道,作用位置超前易產(chǎn)生啃底現(xiàn)象,所以一般盡量使合力位置向后移。支架頂梁只支承兩柱時,上柱窩位置在頂梁后部,～::1,而下柱窩的位置根據(jù)立柱的角度來定。（c） 立柱柱窩位置的確定 液壓支架立柱上柱窩位置的確定原則，從理論上分析，要使頂梁支撐力分布與頂板載荷分布一致。但頂板載荷復(fù)雜，分布規(guī)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。為簡化計算，假定頂梁與頂板均勻接觸，載荷沿頂梁良度方向按線性規(guī)變化，沿支架寬度方向均布。把支架的空間桿系結(jié)構(gòu)，簡化成平面桿系結(jié)構(gòu)。同時為偏于安全，可以認為頂梁前端載荷為零，載荷沿長度方向向后越來越大呈三角形分布，并按集中載荷計算。所以，支架支撐力分析也為三角形，以此計算立往上住窩位置。此時認為支架頂梁承受集中載荷F1在頂梁1／3處，取頂梁為分離體，受力情況如圖2－11示圖2－11對A點取矩：根據(jù)以計算結(jié)果和已知參數(shù)為： F1=2100kN,Pt=2400 kN,W=,Fc=,h1=,h2=,Lg=,α=代入以上公式計算得 x＝。用同樣的方法計算立柱下柱窩的位置，立柱下柱窩位置計算圖如下圖2－12所示計算得x1=,。（3）平衡千斤頂位置的確定1. 平衡千斤頂在頂梁上位置的確定取頂梁和掩護梁為分離體如圖212所示 212 頂梁和掩護梁分離體 取 取頂梁為分離體式中 平衡千斤頂?shù)耐屏Α⒗Γㄍ屏θ　埃崩θ　啊埃? 支架在最高位置時的立柱傾角支架在最高位置時平衡千斤頂?shù)膬A角平衡千斤頂在拉力時,取X=,平衡千斤頂在推力時，取X=,式中為頂梁的長度。通過以上計算可以求出，計算所得=300mm2．平衡千斤頂?shù)男谐逃嬎?為了防止平衡千斤頂?shù)亩h(huán)或平衡千斤頂本身被拉壞，對平衡千斤頂?shù)男谐逃秩缦乱螅?dāng)支架仔最高位置時，頂梁能下擺；當(dāng)支架在最低位置時頂梁能上擺，或頂梁和掩護梁近似成。為簡化計算，取如下兩種情況：假設(shè)平衡千斤頂?shù)幕钊麠U全部伸出時頂梁和掩護梁成；平衡千斤頂?shù)幕钊麠U全部縮回時，支架恰好在最高位置。 當(dāng)支架在最高位置時，平衡千斤頂達到最小長度為，如下圖所示 支架在最高位置是的 計算圖 =上式中由下式進行計算 = 當(dāng)頂梁和掩護梁成時，平衡千斤頂達到最大長度為，如上圖所示 ==347+300=647mm行程 =3．平衡千斤頂在掩護梁上位置的確定平衡千斤頂?shù)男谐檀_定后，即可以確定它在掩護梁上的位置，如上圖所示 =mm式中 當(dāng)活塞全部縮回后，缸體上鉸點至活塞上部之距，對于QY2000型支架取210mm 當(dāng)活塞桿全部縮回后，活塞桿鉸點至活塞桿腔出油孔中心線之距于ZY2000型支架取140mm mm通過計算和的計算，平衡千斤頂在掩護梁上的位置就確定了。(5) 側(cè)護板尺寸的確定① 頂梁側(cè)護板側(cè)向?qū)挾?按支架升降高度和移架步距來定。即考慮到一架升起,另一架降柱時,要保證兩側(cè)護板不離開,同時考慮到支架降柱后要前移,為防止頂梁后部側(cè)護板離開,所以頂梁側(cè)護板要加寬,加寬的寬度為頂梁后部起大于一個步距,即大于600㎜。② 掩護梁側(cè)護板的側(cè)向?qū)挾?主要考慮移架步距,一般比一個步距大100mm,即側(cè)護板寬度大于700mm,當(dāng)一架固定另一架前移時,原不動支架的掩護梁的側(cè)護板不至于離開,所以掩護梁側(cè)護板下部要加寬。③ 頂梁與掩護梁側(cè)護板的上部寬度,與活動側(cè)護板行程有關(guān).④ 頂梁和掩護梁的連接部位及側(cè)護板在次的連接部位,在考慮動作可靠的情況下,盡量減小間隙,加強密封性。第三章 液壓支架主要零部件的設(shè)計3．1 頂梁3．1．1掩護式支架頂梁結(jié)構(gòu)形式參照設(shè)計資料選ZY2000/14/26液壓支架頂梁為鉸接式頂梁，結(jié)構(gòu)如下圖3－1所示圖3－1頂梁結(jié)構(gòu)形式1－頂梁 ，4－掩護梁，5－立柱，8－平衡千斤頂3．1．2頂梁結(jié)構(gòu)和斷面形狀 (1) 前梁前梁為一鋼板焊接件，它可以向上擺動10176。，向下擺動15176。，從而改善了前梁與頂板的接觸狀況。，為了防止煤壁片幫和房子煤壁向人行道一側(cè)片落，保護人的安全，一般要采用護幫裝置。本支架采用四連桿回轉(zhuǎn)式護幫裝置，該裝置由長桿、短桿、護幫板和前梁組成四連桿機構(gòu)，能使護幫板回轉(zhuǎn)18