【正文】 斤頂活塞桿伸出，此時運輸機不動，導向塊成為固定支點，推移千斤頂?shù)耐屏Π阎Ъ芤浦列碌墓ぷ魑恢?，這時傳力框架承受拉力。 長框架推移裝置的缺點是傳力框架較長，桿端面小，因而剛度不易保證，容易發(fā)生彎曲變形。 短框架推移裝置 與長框架推移裝置工作原理形同 無論是長框架還是短框架推移裝置，都可以把推移千斤頂設計成傾斜裝置，前高后低。這樣，移架時，推移千斤頂將對支架底座前端作用一個向上分力，避免移架是底座前端扎底，有利于移架動作的順利完成。 在這里采用長框架推移裝置。 推桿采用 16Mn 鋼板焊接而成，主要由主筋板，大耳座、小耳座、加強筋板組成，長1080 ㎜，寬 290 ㎜。 推移前千斤頂?shù)拇_定 (1)框架式推移千斤頂缸體內徑： 40 6 9 .7t bFD m mP???移ˊ F:推移千斤頂?shù)囊萍芰?，在薄煤層?100150KN；中厚煤層中 150250KN；厚煤層中 300400KN。本設計煤層屬中厚煤層 ,考慮到本設計支架為輕型液壓支架， 取 120KN； bPˊ ：工作壓強取 MPa. 根據(jù)以上參數(shù)缸徑選取 80 mm；桿徑取 50 mm； 泵壓取 aMP ； 推力 取 157 KN；拉力 98 KN。 推移步距為 650 mm，推移千斤頂 的行程選 750 mm. （ 2）缸壁厚度 河北工程大學畢業(yè)設計 22 1 0 . 72 . 3 [ ]pD mmp????δ，取 11 mm （ 3）缸底厚度 p0 .4 3 3 D 1 8[] mm? ???ˊ （ 4）最小導向長度 H 7 7 .52 0 2LDH m m? ? ? ，最小導向桿取 80 mm. （ 5）活塞寬度 活塞的寬度取缸徑的 ~ 倍，取 60mm. 伸縮梁千斤頂?shù)拇_定 伸縮千斤頂內置于頂梁，根據(jù)設計，選取缸的內徑為 100 mm，外徑為 121 mm，行程為 400 mm，最小導向長 度 H=65 mm,活塞寬度取 70 mm，缸底厚度為 28 mm。 伸縮梁千斤頂為雙作用單活塞液壓缸： 22221 2v Dv Dd? ? ? ?? d= 1D???= mm 圓整后取 80 mm 河北工程大學畢業(yè)設計 23 第 4 章 頂梁強度校核 材料的選擇 在液壓支架的研制，試驗過程中，各構件的強度計算是極為必要的。由于液壓支架的結構特點，外載荷特點以及使用條件的特殊性，在強度計算中的強度條件也有其特殊性。當然強度條件要以現(xiàn)階段液壓支架所選用的材料、制造工藝以及失效形式等為 依據(jù)，隨著時間的推移，如果上述諸點有變，強度條件也必須作相應的調整。 我國液壓支架強度計算中的強度條件： (1)強度校核均以材料的屈服極限 s? 計算安全系數(shù)。 (2)結構件、銷軸、活塞桿的屈服極限及強度條件。 ○ 1 各構件通常采用 16MnVN 等普通低合金結構鋼，并由具有標準厚度的鋼板焊接而成，取 s? ＝ 459MPa ○ 2 主要銷軸均采用 CrMo 等合金結構鋼取屈服極限 s? ＝ 561Mpa ○ 3 活塞桿均采用 45 號鋼，取屈服極限 s? ＝ ○ 4 結構件、銷軸和活塞桿的強度條件為： ? ?nn s ?? max?? 式中 max? －危險斷面計算出的最大應力， MPa， ??n －許用安全系數(shù) (3)缸體材料采用 27SiMn 無縫鋼管 ，取抗拉強度 b? ＝ 1020MPa，強度條件為： ? ? ? ?nn b ?? ?? 式中 ??? －缸體許用應力， MPa ??n －許用安全系數(shù)，取 ～ 4 ○ 1 焊條抗拉強度取 b? ＝ 561Mpa，其強度條件： 河北工程大學畢業(yè)設計 24 ? ?nn b ?? ?? 式中σ－計算出的焊縫許用應力 b? 按焊條類型確定 ○ 2 許用擠壓應力按下式計算： ? ? sc ?? ? （ 4） 安全系數(shù)，查書 [1]表 安全系數(shù) 前 梁 頂梁 底座 主要軸 缸體 焊縫 活塞桿 [n] ～ 4 ～ 4 頂梁的強度校核 頂梁受力有兩種，按集中載荷在兩根立柱中間和在頂梁兩端兩種情況，理論支護阻力在頂梁的最危險斷面處， 對頂梁進行強度校核。 集中載荷在兩根立柱中間時 校核 由《中華人民共和國煤炭行業(yè)標準》 MT 3122022 中實驗的規(guī)定加載。加載方式如下圖所示： 圖 頂梁中部集中載荷實驗加載方式示意圖 圖中，剖面線部分為頂梁中部所加的鋼條，也就是作用力的位置。鋼條所在的位置為，兩柱窩中點。 現(xiàn)將此實驗中頂梁的受力模型列于下圖中： 河北工程大學畢業(yè)設計 25 圖 頂梁結構及受力圖 、受力圖、剪力圖和彎矩圖 圖 b為剪力圖， 從右向左取，向上為負，向下為 正。對個點左右的剪力計算如下： A: 1 490AQ P kN? ? ?左 ＝ B: 2 485BQ P kN? ? ?右 ＝ 2 490BQ P F kN? ? ? ?左 ＝ C: 485CQ KN?2右 ＝ P 圖 c為彎矩圖 5m a x 2 2 0 .5 4 8 5 1 .1 2 5 0 .5 2 .7 3 1 0 ( )M P L N m? ? ? ? ? ? ? ? ? 由計算得知，按彎壓聯(lián)合計算，不如按最大彎曲應力計算應力大。為了安全，在 AA截面，采用最 大彎曲應力進行校核。 計算截面面積 F及截面形心至 a－ a面的距離 y 全部厚度為δ＝ 12mm 首先對每塊鋼板編號，把位置狀態(tài)相同和截面積相同的鋼板編成一個號，然后計算截面面積 iF 最后計算截面形心距 iy 即： 河北工程大學畢業(yè)設計 26 圖 頂梁截面圖 211 L m??? 1 ??? 222 2 04 22 4F L m?? ? ? 22 ?? ? ? 233 L m??? 32 0 .1 9 42y L m? ?? ? ? ? 1 1 2 2 3 31 2 3iiiFy F y F y F yy F F F F???? ???? ? 每個零件中心到截面形心的距離： 11 966 06 906a y y m? ? ? ? ? 22 0 .0 9 6 6 0 .1 0 .0 0 3 4a y y m? ? ? ? ? ? 33 966 94 974a y y m? ? ? ? ? ? 矩形截面的慣性矩為 ： 123bhJzc ? 式中 b－截面寬度 h－截面高度 計算每個零件的對截面形心的慣性矩 ziJ 河北工程大學畢業(yè)設計 27 3 32 2 4 411 1 1 0 . 4 0 . 0 1 2 0 . 0 9 0 6 0 . 0 0 4 8 0 . 3 9 1 01 2 1 2z lJ a F m? ??? ? ? ? ? ? ? 3 32 2 4 422 2 22 2 0 . 1 7 6 0 . 0 1 2 ( 0 . 0 3 4 ) 0 . 0 0 4 2 2 4 0 . 1 1 1 01 2 1 2z LJ a F m? ???? ? ? ? ? ? ? ? 3 32 2 4 433 3 3 0 . 3 6 0 . 0 1 2 ( 0 . 0 9 7 4 ) 0 . 0 0 4 3 2 0 . 4 1 1 01 2 1 2z LJ a F m? ??? ? ? ? ? ? ? ? 1 2 3Z Z Z ZJ J J J? ? ? 4 4 4 4 10 10 10 10 m? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 計算彎曲應力和安全系數(shù) m a x m a x 2m a x m a x 2zzMM LyJJ????? ? ????? 542 .7 3 1 0 0 .1 7 6( 0 .0 1 2 )0 .9 1 1 0 2??? ? ?? 300 aMP? 安全系數(shù)： m a x459 1 .5 3 1 .1300sn ??? ? ? ? 合格。 B－ B截面的剪切強度： 在截面 B－ B的剪力最大，且腹板采用鋼板焊接，故需要校核，現(xiàn)對中性軸處剪切力進行校核，即： max 0max0zQSJb? ? maxQ －最大剪力 0b －截面沿中性軸的總寬度 mb ??? ? 0S －截面中心軸之上各塊面積對中性軸靜矩 ? ?39。40 0. 45 10i i i i iS I F y F y y ?? ? ? ? ? ?? ? ? 河北工程大學畢業(yè)設計 28 00maxmax bJ IQz?? 5449 .7 5 1 0 0 .4 5 1 00 .9 1 1 0 0 .0 2 4??? ? ?? ?? aMP? 安全系數(shù)： ? ?m a x m a x0 . 5 5 0 . 5 5 4 5 9 1 2 . 6 [ ] 1 . 12 0 . 1sJnn??? ?? ? ? ? ? ? 所以 B— B截面強度合格。 集中載荷在頂梁兩端時 校核 由《中華人民共和國煤炭行業(yè)標準》 MT3122022 中的規(guī)定 .按其中的整體頂梁的實驗條件加載 .使立柱達到最大工作阻力的 倍 ,既 N=600KN,集中載荷的分布如圖所示： 圖 兩端集中載荷加載示意圖 其中剖面線部分為兩塊鋼條 ,既集中載荷的作用點 . 畫出頂梁結構簡圖、受力圖、剪力圖和彎矩圖 圖 集中載荷在兩端時的頂梁受離圖 圖 b為剪力圖，從右向左取，向上為負，向下為正。對個點左右的剪力計算如下： 已知： 1 490P KN? , 2 485P KN? 河北工程大學畢業(yè)設計 29 ? ? ? ? ? ?1 2 1 20 1 6 5 5 1 0 1 1 2 5 1 6 5 5 1 0 3 3 3 0 2 0 0FM P P F? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?2 1 2 10 33 30 20 11 25 55 0 10 55 0 10 0FM F P P? ? ? ? ? ? ? ? ?? 求得： 1 KN? , 圖 c為彎矩圖 ? ? ? ?5m a x 1 16 55 0 32 3. 9 16 45 2. 67 10M F N m? ? ? ? ? ? ? 由計算得知，按彎壓聯(lián)合計算，不如按最大彎曲應力計算應力大。為了安全，在 AA截面，采用最大彎曲應力進行校核。 計算截面面積 F及截面形心至 a－ a面的距離 y 全部厚度為δ＝ 12mm 首先對每塊鋼板編號，把位置狀態(tài)相同和截面積相同的鋼板編成一個號（圖 34），然后計算截面面積 iF 最后計算截面形心距 iy 即： 圖 頂梁截面圖 211 L m??? 1 ??? 222 2 04 22 4F L m?? ? ? 22 ?? ? ? 233 L m??? 32 0 .1 9 42y L m? ?? ? ? ? 1 1 2 2 3 31 2 3iiiFy F y F y F yy F F F F???? ???? ? 每個零件中心到截面形心的距離： 11 966 06 906a y y m? ? ? ? ? 河北工程大學畢業(yè)設計 30 22 0 .0 9 6 6 0 .1 0 .0 0 3 4a y y m? ? ? ? ? ? 33 966 94 974a y y m? ? ? ? ? ? 矩形截面的慣性矩為 123bhJzc ? 式中 ： b－截面寬度 h－截面高度 計算每個零件的對截面形心的慣性矩 ziJ 3 32 2 4 411 1 1 0 . 4 0 . 0 1 2 0 . 0 9 0 6 0 . 0 0 4 8 0 . 3 9 1 01 2 1 2z lJ a F m? ??? ? ? ? ? ? ? 3 32 2 4 422 2 22 2 0 . 1 7 6 0 . 0 1 2 ( 0 . 0 3 4 ) 0 . 0 0 4 2 2 4 0 . 1 1 1 01 2 1 2z LJ a F m? ???? ? ? ? ? ? ? ? 3 32 2 4 433 3 3 0 . 3 6 0 . 0 1 2 ( 0 . 0 9 7 4 ) 0 . 0 0 4 3 2 0 . 4 1 1 01 2 1 2z LJ a F m? ???