【正文】 521）式中 n—安全系數(shù)； σmax—危險斷面計(jì)算出的最大應(yīng)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(qiáng)度σb=1020MPa，強(qiáng)度條件為n=σb[σ]≥[n] （522）式中 [σ] —缸體許用應(yīng)力，MPa；[n] —許用安全系數(shù)，～4。4. 焊條抗拉強(qiáng)度取σb=61MPa，其強(qiáng)度條件為 n=σbσ≥[n] （523） 式中 σ—計(jì)算出的焊縫許用應(yīng)力； σb—按焊條類型來定。5. 許用擠壓應(yīng)力按下式計(jì)算： ≥ σs （524）6. 許用安全系數(shù)，如表53所示。表53支架安全系數(shù)安全系數(shù)前梁底座頂梁掩護(hù)梁前連桿n安全系數(shù)后連桿主要軸缸體焊縫活塞桿n－4－4 注：、，掩護(hù)梁、連桿軸等不能進(jìn)行加載強(qiáng)度校核，（如果能精確計(jì)算，如有抗扭計(jì)算、有限元計(jì)算等，許用安全系數(shù)可以減小，這個問題有待研究決定）。 ，可按標(biāo)準(zhǔn)厚度鋼材減薄，或減少加強(qiáng)筋板高度，以減輕支架重量，降低成本。根據(jù)計(jì)算表明，改變結(jié)構(gòu)件高度對強(qiáng)度影響較大，而改變結(jié)構(gòu)件鋼板厚度對強(qiáng)度影響較小，在設(shè)計(jì)時可根據(jù)結(jié)構(gòu)件具體情況酌情處理。計(jì)算頂梁承受的剪力和彎矩的數(shù)值是進(jìn)行頂梁強(qiáng)度校核的前提，是頂梁設(shè)計(jì)中不可缺少的重要部分。頂梁剪力和彎矩計(jì)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(jì)算頂梁上的剪力和計(jì)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(jù)頂梁的的具體受外力情況，將個點(diǎn)的力簡化到頂梁的上表面，如圖58a和圖58b所示。計(jì)算中使用的數(shù)據(jù)如下：L1=。L2=。L3=。h139。=。Pa=Pb=。Fn=。Fax=。Fay=。α1=α2=5176。具體計(jì)算過程如下：A點(diǎn)的力和附加力矩：。B點(diǎn)的力：FBY=Fn=。C點(diǎn)的力和附加力矩：。D點(diǎn)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(diǎn)約束力，如圖58b所示。2）建立坐標(biāo)系建立FQx和Mx坐標(biāo)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(diǎn)和C點(diǎn)）的兩側(cè)截面以及假設(shè)制作反力點(diǎn)（A點(diǎn)和D點(diǎn)）內(nèi)側(cè)截面均為控制面。應(yīng)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(shè)其位置坐標(biāo)為x ,假設(shè)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，F(xiàn)Q+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(shè)其位置坐標(biāo)為x ,假設(shè)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，F(xiàn)QFBY+=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(shè)其位置坐標(biāo)為x ,假設(shè)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，F(xiàn)Q+=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(shè)其位置坐標(biāo)為x ,假設(shè)這一截面上的彎矩為正方向，根據(jù)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，F(xiàn)AYx+?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(shè)其位置坐標(biāo)為x ,假設(shè)這一截面上的彎矩為正方向，根據(jù)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(shè)其位置坐標(biāo)為x ,假設(shè)這一截面上的彎矩為正方向，根據(jù)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(jù)剪力方程和彎矩方程在控制面間連圖線根據(jù)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(jìn)行頂梁強(qiáng)度校核，取頂梁在B點(diǎn)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(shù)見表55所示。圖59頂梁柱間距和筋板配置關(guān)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(shù)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(biāo)的計(jì)算設(shè)zC、yC為形心坐標(biāo)，有如下公式： (525) (526) (527) (528)取頂梁上表面中心（如圖59所示O點(diǎn)）作為坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)算形心位置，由于頂梁斷面左右對稱，只需計(jì)算頂梁z軸的位置。yC=Sz1+Sz2+Sz3+Sz4A1+A2+A3+A4 表55 頂梁鋼材參數(shù)牌號鋼材直徑或厚度mmσs MPaσb MPaδ5%特性及應(yīng)用舉例≥16Mn≤16＞16～25＞25～36＞36～50＞50～100345325315295275510～660490～640470～620470～620470～6202221212120 產(chǎn)量最大，應(yīng)用廣泛的，綜合機(jī)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(qiáng)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(qiáng)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(jié)構(gòu)，如橋梁、車輛、船舶、管道、鍋爐、大型容器、油缸、重型機(jī)械設(shè)備、礦山機(jī)械、電站、廠房結(jié)構(gòu)、40?以下的低溫壓力容器，橋梁等結(jié)構(gòu)件，還可制作滲碳零件注：取自《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》第三版，ISBN 75024132432．?dāng)嗝骊P(guān)于z軸的慣性矩計(jì)算 (529)由公式529分別計(jì)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(jì)算斷面上的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力由圖59所示，可以確定最大拉應(yīng)力作用點(diǎn)和最大壓應(yīng)力作用點(diǎn)到中性軸的距離分別為：ymax+==, ymax=彎矩計(jì)算公式如下σmax+=Mzymax+Iz(拉) （530）σmax=MzymaxIz(壓) （531）應(yīng)用公式5531，；Iz的單位化為m4；ymax+和ymax的單位化為m，將已知數(shù)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(shù)校核查表53和表54可知頂梁許用安全系數(shù)[n]=，20mm厚的16Mn鋼板σs=325MPa計(jì)算頂梁安全系數(shù)為：＞[n]由以上計(jì)算可知頂梁強(qiáng)度滿足使用要求。結(jié)束語采用液壓支架對開采工作面的頂板進(jìn)行支護(hù)是綜合機(jī)械化采煤的一個必要條件，而綜合機(jī)械化采煤又是煤礦技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志，是煤礦增加產(chǎn)量、提高勞動效率、增加經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。因此大力發(fā)展綜合機(jī)械化采煤，研制和使用液壓支架是十分關(guān)鍵的。此次以支撐掩護(hù)式液壓支架為題畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jìn)入工作狀態(tài)奠定了基礎(chǔ)。我們作為即將畢業(yè)的機(jī)械制造及其自動化大學(xué)生，未來生產(chǎn)行業(yè)的技術(shù)人員，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出高技術(shù)含量、高安全系數(shù)的機(jī)械產(chǎn)品是我們的責(zé)任。通過此次對支撐掩護(hù)式液壓支架的設(shè)計(jì)，使我對液壓支架的結(jié)構(gòu)和工作原理及其它相關(guān)理論有了一個很深刻的認(rèn)識。在這段時間里，通過對液壓支架的選型設(shè)計(jì)，總體設(shè)計(jì)，受力分析，強(qiáng)度校核等工作，綜合運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識并學(xué)到了很多新的知識，使我深刻認(rèn)識到了知識積累的重要性。開始對液壓支架等相關(guān)技術(shù)很不了解的狀態(tài)，也不能有效地把所學(xué)過的只是綜合應(yīng)用，通過查看相關(guān)的資料書籍和老師指導(dǎo)，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，又通過實(shí)習(xí)進(jìn)一步了解了液壓支架，為順利的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。支撐掩護(hù)式液壓支架設(shè)計(jì)即將結(jié)束。幾個月來，從開始接到論文題目到參數(shù)計(jì)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(xué)期間完成的最大的項(xiàng)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(shù)，都有我辛勤汗水的結(jié)晶。使我感覺到了知識充實(shí)帶來的快樂。這次做論文的經(jīng)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(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)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(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)和工作得到更大的進(jìn)步。參考文獻(xiàn)[1]魯忠良,景國勛,：煤炭工業(yè)出版社，[2]：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，.[3]李炳文,：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，. [4]：化學(xué)工業(yè)出版社，.[5]：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，[6]東北大學(xué)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)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