【正文】 521）式中 n—安全系數； σmax—危險斷面計算出的最大應力，MPa； [n] —許用安全系數。3. 缸體材料采用27SiMn無縫鋼管，取抗拉強度σb=1020MPa，強度條件為n=σb[σ]≥[n] （522）式中 [σ] —缸體許用應力，MPa；[n] —許用安全系數，～4。4. 焊條抗拉強度取σb=61MPa，其強度條件為 n=σbσ≥[n] （523） 式中 σ—計算出的焊縫許用應力； σb—按焊條類型來定。5. 許用擠壓應力按下式計算： ≥ σs （524）6. 許用安全系數，如表53所示。表53支架安全系數安全系數前梁底座頂梁掩護梁前連桿n安全系數后連桿主要軸缸體焊縫活塞桿n－4－4 注：、，掩護梁、連桿軸等不能進行加載強度校核，（如果能精確計算，如有抗扭計算、有限元計算等，許用安全系數可以減小，這個問題有待研究決定）。 ，可按標準厚度鋼材減薄，或減少加強筋板高度，以減輕支架重量，降低成本。根據計算表明，改變結構件高度對強度影響較大，而改變結構件鋼板厚度對強度影響較小，在設計時可根據結構件具體情況酌情處理。計算頂梁承受的剪力和彎矩的數值是進行頂梁強度校核的前提，是頂梁設計中不可缺少的重要部分。頂梁剪力和彎矩計算的具體步驟為：將頂梁上的具體受理情況向頂梁頂面簡化，計算頂梁上的剪力和計算頂梁上的彎矩，繪制頂梁剪力圖和彎矩圖，如圖 58所示。圖58頂梁受力圖、剪力圖及彎矩圖1．根據頂梁的的具體受外力情況，將個點的力簡化到頂梁的上表面，如圖58a和圖58b所示。計算中使用的數據如下：L1=。L2=。L3=。h139。=。Pa=Pb=。Fn=。Fax=。Fay=。α1=α2=5176。具體計算過程如下：A點的力和附加力矩：。B點的力：FBY=Fn=。C點的力和附加力矩：。D點的力和附加力矩：FDY=Fay=。2．繪制剪力圖、彎矩圖1）確定約束力，我們可以得到頂梁在A、D兩點約束力，如圖58b所示。2）建立坐標系建立FQx和Mx坐標系，如圖58a和58b所示。3）確定控制面及控制面上的剪力和彎矩在集中力和集中力偶作用處（B點和C點）的兩側截面以及假設制作反力點（A點和D點）內側截面均為控制面。應用截面法和平衡方程，求得這些控制面上的建立和彎矩值分別為A右截面：FQ=,M=?mB左截面：FQ=,M=?mB右截面：FQ=,M=?mC左截面：FQ=,M=?mC右截面：FQ=,M=?mD左截面：FQ=,M=348KN?m4）分段建立剪力方程和彎矩方程剪力方程：從A右有截面到B左截面之間任選一截面，并假設其位置坐標為x ,假設這一截面上的剪力為正方向，于是有左邊部分的平衡，可以寫出這一段的剪力方程：ΣFy=0，FQ+FAY=0FQ=FAY (0＜x≤)從B右截面到C左截面，在這兩個截面之間任選一截面，并假設其位置坐標為x ,假設這一截面上的剪力為正方向，于是有左邊部分的平衡，可以寫出這一段的剪力方程：ΣFy=0，FQFBY+=0FQ= (＜x≤ m)從C右截面到D左截面，在這兩個截面之間任選一截面，并假設其位置坐標為x ,假設這一截面上的剪力為正方向，于是有左邊部分的平衡，可以寫出這一段的剪力方程：ΣFy=0，FQ+=0 (＜x≤ m)彎矩方程：從A右有截面到B左截面之間任選一截面，并假設其位置坐標為x ,假設這一截面上的彎矩為正方向，根據左邊部分的力矩平衡條件，可以寫出這一段的剪力方程：ΣM=0，FAYx+?mM(x)=0Mx=FAYx+?m (0＜x≤)從B右有截面到C左截面之間任選一截面，并假設其位置坐標為x ,假設這一截面上的彎矩為正方向，根據左邊部分的力矩平衡條件，可以寫出這一段的剪力方程：ΣM=0， (＜x≤ m)從C右有截面到D左截面之間任選一截面，并假設其位置坐標為x ,假設這一截面上的彎矩為正方向，根據左邊部分的力矩平衡條件，可以寫出這一段的剪力方程：ΣM=0，??mM(x)=0 (＜x≤ m)5）根據剪力方程和彎矩方程在控制面間連圖線根據剪力方程和彎矩方程在剪力圖和彎矩圖上作出完整的剪力圖和彎矩圖，如圖58c、d所示。從圖中可以得到剪力和彎矩的絕對值的最大值 (BC段)；（B截面），下面進行頂梁強度校核，取頂梁在B點的橫截面，頂梁全部采用20mm厚的16Mn鋼板焊接而成, 頂梁柱間距和筋板間尺寸參照圖59和表510中的方案4確定，具體尺寸如圖510所示。整個頂梁斷面由4種不同斷面鋼板組成，分別編號如圖510所示。鋼材參數見表55所示。圖59頂梁柱間距和筋板配置關系a頂梁；b前梁表54頂梁柱間距和筋板配置推薦尺寸 mm參數方案1方案2方案3方案4方案5d850820770720720d1810780740690690B1400360320320320B7360320290290280B8350310280280280A13681368136813681368適用條件D≤320D≤280D≤250D≤200D≤200Ds≤180Ds≤180Ds≤180Ds≤160Ds≤160D——立柱缸徑Ds——推移液壓缸缸徑圖510 頂梁斷面1．頂梁形心坐標的計算設zC、yC為形心坐標，有如下公式： (525) (526) (527) (528)取頂梁上表面中心（如圖59所示O點）作為坐標原點計算形心位置，由于頂梁斷面左右對稱，只需計算頂梁z軸的位置。yC=Sz1+Sz2+Sz3+Sz4A1+A2+A3+A4 表55 頂梁鋼材參數牌號鋼材直徑或厚度mmσs MPaσb MPaδ5%特性及應用舉例≥16Mn≤16＞16～25＞25～36＞36～50＞50～100345325315295275510～660490～640470～620470～620470～6202221212120 產量最大，應用廣泛的，綜合機械性能良好，低溫沖擊韌性、冷沖壓和切削加工性能好，焊接性亦佳，比Q235鋼的性能要優(yōu)越，但缺口敏感性比Q235鋼要明顯，如有缺口存在時，疲勞強度較Q235低，且易發(fā)生裂紋，正火可以提高鋼的塑性，沖擊韌性，冷壓成型性能，但其強度略有下降，一般在熱軋或正火狀態(tài)下使用，廣泛用于制造受動載荷的各種焊接鋼結構，如橋梁、車輛、船舶、管道、鍋爐、大型容器、油缸、重型機械設備、礦山機械、電站、廠房結構、40?以下的低溫壓力容器，橋梁等結構件，還可制作滲碳零件注：取自《機械零件設計手冊》第三版，ISBN 75024132432．斷面關于z軸的慣性矩計算 (529)由公式529分別計算各部分對z軸的慣性矩：IZ1==289977333mm4 IZ2==349093573mm4 IZ4==728370373mm4 IZ=IZ1+IZ2+IZ3+IZ4=109mm4=103m4 3．計算斷面上的最大拉應力和最大壓應力由圖59所示，可以確定最大拉應力作用點和最大壓應力作用點到中性軸的距離分別為：ymax+==, ymax=彎矩計算公式如下σmax+=Mzymax+Iz(拉) （530）σmax=MzymaxIz(壓) （531）應用公式5531，；Iz的單位化為m4；ymax+和ymax的單位化為m，將已知數值代入公式，得到：σmax+=Mzymax+Iz=103N?m103m4=106Pa=(拉)。σmax=MzymaxIz=103N?m103m4=106Pa=(壓)。4．安全系數校核查表53和表54可知頂梁許用安全系數[n]=，20mm厚的16Mn鋼板σs=325MPa計算頂梁安全系數為：＞[n]由以上計算可知頂梁強度滿足使用要求。結束語采用液壓支架對開采工作面的頂板進行支護是綜合機械化采煤的一個必要條件，而綜合機械化采煤又是煤礦技術進步的標志，是煤礦增加產量、提高勞動效率、增加經濟效益的重要手段。因此大力發(fā)展綜合機械化采煤，研制和使用液壓支架是十分關鍵的。此次以支撐掩護式液壓支架為題畢業(yè)設計是我們走上工作崗位前的最后又一次練兵，為我們能順利進入工作狀態(tài)奠定了基礎。我們作為即將畢業(yè)的機械制造及其自動化大學生，未來生產行業(yè)的技術人員，設計和生產出高技術含量、高安全系數的機械產品是我們的責任。通過此次對支撐掩護式液壓支架的設計，使我對液壓支架的結構和工作原理及其它相關理論有了一個很深刻的認識。在這段時間里，通過對液壓支架的選型設計，總體設計，受力分析，強度校核等工作，綜合運用了大學期間所學到的知識并學到了很多新的知識，使我深刻認識到了知識積累的重要性。開始對液壓支架等相關技術很不了解的狀態(tài)，也不能有效地把所學過的只是綜合應用，通過查看相關的資料書籍和老師指導，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，又通過實習進一步了解了液壓支架，為順利的設計奠定基礎。支撐掩護式液壓支架設計即將結束。幾個月來，從開始接到論文題目到參數計算、作圖，再到論文的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學期間完成的最大的項目。雖然我的論文不是很成熟，還有很多不足之處，但這里面的每一個圖、每一個數，都有我辛勤汗水的結晶。使我感覺到了知識充實帶來的快樂。這次做論文的經歷也會使我終身受益，我感受到做研究是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破。希望這次的經歷能讓我在以后學習和工作得到更大的進步。參考文獻[1]魯忠良,景國勛,：煤炭工業(yè)出版社，[2]：中國礦業(yè)大學出版社，.[3]李炳文,：中國礦業(yè)大學出版社，. [4]：化學工業(yè)出版社，.[5]：中國礦業(yè)大學出版社，[6]東北大學《機械零件設計手冊》：冶金工業(yè)出版社，.[7] Jaroslav Ivantysyn and Monika Pumpen and Motoren：Konstruktion and ：Vogel,1993附錄一（英文）Development of 30Cr06A, a high strength cast steel and its welding abilityAbstract: High performance hydraulic supports have a high requirement in strength, toughen ss and welding ability of socket this problem, we analyzed the properties of the high strength socket material 30Cr06, used in high performance hydraulic supports both at home and abroad and developed a new kind of high strength cast steel 30Cr06A, by making use of an orthogonal experiment, which provided the design conditions for its optimal po sition. The result shows that the strength and toughness of the newly developed high strength cast steel 30Cr06A is much better than that of 30Cr06. Theoretical calculations,mechanical property tests and hardness distribution tests of welded joints were carried out for a study of the welding ability of the new material, which is proved to be very good. Therefore, this 30Cr06A material has been successfully used in the socket of high performance hydraulic support.Key words: Hydraulic support。 socket material。 30Cr06A。 strength。 toughness。 welding ability1 IntroductionWith the impr