【正文】 ，q=700KN/m2，△=+e= Fc=bc(Lζ +△)=(+)= F1=qFc=700=6258KN=立柱下柱窩位置的確定，要有利于移架，使底座前端的比壓小。同時(shí)考慮柱前行人、柱后行人和支架的跳高范圍以及下柱窩與前連桿下鉸點(diǎn)的距離，一般按支架在最低位置時(shí)，立柱最大傾角小于30176。來(lái)考慮，具體計(jì)算按圖63所示。按幾何關(guān)系列出下述各公式進(jìn)行計(jì)算。 （63） （64）兩式聯(lián)立得： （65）式中： ——支架最低位置時(shí)，后連桿與水平面夾角；——支架最低位置時(shí)，立柱傾角；——支架最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與水平面夾角。圖63下柱窩位置計(jì)算圖已知：，G=，A=,X1= =6000(380+350)=5270mm=+ =同時(shí)，為了滿足底座前端與底板接觸比壓盡量小的要求，按底座接觸比壓分布為梯形進(jìn)行驗(yàn)算，假定底座反力作用點(diǎn)到底座后部為，如圖64所示。圖64底座分離體取 得： （66）取 得： （67）取 得：即： （68）式中： ——底座長(zhǎng)度。如果，則底座前端比壓較后端要小，即為所求；如果，有可能底座前端比壓較大，則可改用來(lái)確定下柱窩的位置。 雙伸縮立柱缸徑的確定立柱的缸體內(nèi)徑按下式進(jìn)行計(jì)算： (cm) （6—9）式中： —立柱缸體內(nèi)徑（cm）；—支架承受的理論支護(hù)阻力（kN）；—每架支架立柱數(shù)；—安全閥調(diào)正壓力（MPa），按樣本選取，=。—立柱最大傾角，（176。），支架降到最低位置時(shí)角最大。本支架中，=8000kN，=2，=，=0176。則有 (cm)根據(jù)計(jì)算值，選取比計(jì)算值大的標(biāo)準(zhǔn)作為內(nèi)徑。本支架采用雙伸縮立柱，尺寸如下：外缸內(nèi)徑：400mm；中缸外徑：380mm；中缸內(nèi)徑：290mm；活柱外徑：255mm。 泵站壓力的確定泵站的壓力確定按產(chǎn)品目錄規(guī)定的泵站壓力，再考慮壓力損失，選取XRB2B型乳化泵，額定壓力為=35MPa。 立柱初撐力的計(jì)算立柱的初撐力按下式進(jìn)行計(jì)算： （6—10）式中： —泵站額定工作壓力(MPa)，這里取=則有： 立柱工作阻力的計(jì)算立柱工作阻力計(jì)算公式如下： （6—11）式中： —安全閥的調(diào)正壓力，這里取=43MPa。則有：與關(guān)系為： = 符合要求。 立柱缸體壁厚的計(jì)算本支架選用缸體材料為27SiMn，參數(shù)如下： 缸體壁厚： （6—12）式中： —缸筒內(nèi)最高工作壓力，MPa；—缸筒內(nèi)徑，mm；—缸筒材料的許用應(yīng)力，MPa ； （6—13）—缸筒材料的抗拉強(qiáng)度，MPa；—安全系數(shù)，～4。則： 取mm，則缸筒外徑為： 立柱強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算 立柱剛體強(qiáng)度驗(yàn)算缸筒材料要求：一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)焊接的缸筒還要求有良好的可焊接性能。根據(jù)液壓缸的參數(shù)、用途、毛坯的來(lái)源等可選用以下各種材料：25，35，45等；ZG200400，ZG230450，1Cr18Ni9，ZL105，5A03，5A06等；ZCuAl10Fe3，ZCuAl10Fe3Mn2等。缸筒毛坯：普遍采用退火的冷拔或熱軋無(wú)縫鋼管，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上已有內(nèi)孔經(jīng)珩磨或精加工，只需按所要求的長(zhǎng)度切割無(wú)縫鋼管，材料有20，35，45，27SiMn。對(duì)于工作溫度低于50176。C的液壓缸缸筒，必須用35，45號(hào)鋼，而且要調(diào)質(zhì)處理。與端蓋焊接的缸筒，使用35號(hào)鋼，機(jī)械預(yù)加工后再調(diào)質(zhì)。不與其他零件焊接的缸筒，使用調(diào)質(zhì)的45號(hào)鋼。較厚壁的毛坯仍用鑄件或鍛件，或用厚鋼板卷成筒形，焊接后退火，焊縫需用X光射線或磁力線探傷檢查。對(duì)缸筒的要求：(1) 有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不致產(chǎn)生永久變形；(2) 有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲；(3) 內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)摩擦力作用下，能長(zhǎng)期工作而磨損少，尺寸公差等級(jí)和形位公差等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性；(4) 需要焊接的缸筒還要求有良好的可焊性，以便焊上法蘭或管接頭后不至于產(chǎn)生裂紋或過(guò)大變形?？傊淄彩且簤焊椎闹饕慵?，它與缸蓋、缸底、油口等零件構(gòu)成密封容腔，用以容納壓力溶液，同時(shí)它還是活塞的運(yùn)動(dòng)“軌道”。設(shè)計(jì)液壓缸筒時(shí)，應(yīng)該正確確定各部分的尺寸，保證液壓缸又足夠的輸出力、運(yùn)動(dòng)速度和有效行程，同時(shí)還必須具有一定的速度，能足以承受液壓力、負(fù)載力和意外沖擊力；缸筒的內(nèi)表面應(yīng)具有合適的公差等級(jí)、表面粗糙度和形位公差等級(jí)，以保證液壓缸的密封性、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和耐用性。缸體的技術(shù)要求：(1) 缸體采用HH9配合。表面粗糙度為：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈密封時(shí)，～，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)，～；(2) 缸體內(nèi)徑D的圓度公差值可按10或11級(jí)精度選取，圓柱度公差值可按8級(jí)精度選??；(3) 缸體端面T的垂直度公差值可按7級(jí)精度選??；(4) 當(dāng)缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接時(shí)，螺紋應(yīng)取為6級(jí)精度的米制螺紋；(5) 當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸時(shí)，孔徑D1或軸徑d2的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直度公差應(yīng)按9級(jí)精度選??；(6) 為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)應(yīng)鍍以厚度為30～40μm的鉻層，鍍后進(jìn)行珩磨或拋光。 缸筒壁厚驗(yàn)算: 額定工作壓力應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全：≤ （6—14）式中： —缸筒材料屈服強(qiáng)度， MPa；D1—缸筒外徑，cm；D —缸筒內(nèi)徑，cm。則：≤(MPa)同時(shí)額定工作壓力也應(yīng)與完全塑性變形有一定的比例范圍，以避免塑性變形的發(fā)生：≤ （6—15）式中： —缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力，MPa≤ （6—16）計(jì)算得：≤ MPa≤ MPa 立柱的穩(wěn)定性驗(yàn)算在雙伸縮油缸的穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，假定活柱與中缸全部伸出，立柱承受最大同心載荷的情況下進(jìn)行驗(yàn)算，其方法是把活柱與中缸的當(dāng)量慣性矩相當(dāng)單伸縮中活柱的慣性矩來(lái)計(jì)算，再用單伸縮求油缸的穩(wěn)定的方法來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算。油缸的穩(wěn)定性條件： （6—17）式中： —油缸穩(wěn)定的極限力；—活柱與中缸的當(dāng)量慣性矩。計(jì)算步驟：（1）計(jì)算、。 （6—18） （6—19） （6—20）式中：—活柱斷面慣性矩，；—中缸斷面慣性矩，；—外缸斷面慣性矩，；—活柱直徑，mm；—中缸外徑，mm；—外缸外徑，mm；—中缸內(nèi)徑，mm；—外缸內(nèi)徑，mm。（2）計(jì)算活柱與中缸的當(dāng)量慣性矩及 （6—21）式中：—活柱全部伸出活柱端部銷孔至活柱與中缸連接處；= —中缸全部伸出活柱與中缸連接處至中缸與外缸連接處之距；=—活柱端部銷孔至最大撓度處之距。（3）根據(jù)和，查《液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中極限力計(jì)算得到的數(shù)值。查表得: =11式中：—中缸全部伸出中缸與外缸連接處至缸底銷孔之距。=（4）將值代入公式（6—17）得：立柱的穩(wěn)定性裕量為：=～計(jì)算得： 活塞桿結(jié)構(gòu)：活塞桿有實(shí)心桿和空心桿兩種，如圖6—5所示?？招幕钊麠U的一端，要留出焊接和熱處理時(shí)用的通氣孔d2?；钊麠U材料：一般采用中碳鋼（45鋼），調(diào)質(zhì)處理；但對(duì)只承受推力的單作用活塞桿和柱塞，則不必進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。對(duì)活塞桿通常要求淬火，～1mm。圖6—5活塞桿 (a)實(shí)心桿 (b)空心桿活塞桿的技術(shù)要求：1) 活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229～285HB，必要時(shí)，再經(jīng)高頻淬火，硬度達(dá)45～55HRC；2) 活塞桿d和d1的圓度公差值，按10或11級(jí)精度選取；3) 活塞桿d的圓柱度公差值，應(yīng)按8級(jí)精度選?。?) 活塞桿d對(duì)d1的徑向跳動(dòng)公差值，；5) 端面T的垂直度公差值，則應(yīng)按7級(jí)精度選??；6) 活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按6級(jí)精度加工；如載荷較小，機(jī)械振動(dòng)也較小時(shí)，允許按7級(jí)或8級(jí)精度制造；7) 活塞桿上若有聯(lián)接銷孔時(shí)，該孔徑按H11級(jí)加工。該孔軸線與活塞桿軸線的垂直公差值，按6級(jí)精度選取；8) 活塞桿上下工作表面的粗糙度為Ra= ，必要時(shí)，可以鍍鉻，鍍后拋光?；钊麠U內(nèi)端的卡環(huán)槽、螺紋和緩沖柱塞也要保證與軸線同心，特別是緩沖柱塞，最好與活塞桿做成一體。卡環(huán)槽取動(dòng)配合公差，螺紋則取較緊的配合?；钊麠U的計(jì)算：內(nèi)缸外徑為380mm，內(nèi)徑為290 mm，內(nèi)缸承受拉壓載荷的強(qiáng)度計(jì)算公式如下： (MPa) （6—22）材料許用應(yīng)力為，對(duì)無(wú)縫鋼管取 (MPa)所以：滿足要求?；钊麠U的導(dǎo)向套：活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對(duì)活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒桿腔的密封。外側(cè)有防塵圈，以防止活塞桿在后退時(shí)把雜質(zhì)、灰塵及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。當(dāng)導(dǎo)向套采用非耐磨材料時(shí)，其內(nèi)圈還可以設(shè)導(dǎo)向環(huán)，用作活塞桿的導(dǎo)向。導(dǎo)向套的典型結(jié)構(gòu)有軸套式和端蓋式兩種。導(dǎo)向套的材料：金屬導(dǎo)向套一般采用摩擦系數(shù)小、耐磨性好的青銅材料制作，非金屬導(dǎo)向套可以用塑料(PA)、聚四氟乙烯(PTFE+玻璃纖維)或聚散氟氯乙烯材料制作。端蓋式直接導(dǎo)向的導(dǎo)向套材料用灰鑄鐵、球墨鑄鐵、氧化鑄鐵等。加工要求：導(dǎo)向套外圓與端蓋內(nèi)孔的配合多為H8/f7，內(nèi)孔與活塞桿外圓的配合多為H9/f9。，圓度和圓柱度公差不大于直徑公差的一半，內(nèi)孔中的環(huán)形油槽和直油槽要淺而寬，以保證良好的潤(rùn)滑。立柱的縱向彎曲穩(wěn)定性極限力(kN)與液壓缸的安裝形式、活塞桿直徑行程有關(guān)，由下列公式求取：當(dāng)時(shí)： （6—23） 當(dāng)時(shí)： （6—24）式中： —活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度，cm—活塞桿橫斷面回轉(zhuǎn)半徑，—長(zhǎng)度折算系數(shù)；（查表）—活塞桿的計(jì)算柔度（當(dāng)時(shí)不需作穩(wěn)定性計(jì)算）；、—柔性系數(shù)；（查表）、—實(shí)驗(yàn)系數(shù)；（查表）E—材料彈性模數(shù)，MPa；A—活塞桿斷面面積，公式（6—23）僅考慮縱向彎曲，公式（6—24）是同時(shí)考慮縱向彎曲和壓縮的經(jīng)驗(yàn)公式。一般在實(shí)際使用中，為了保證活塞桿不產(chǎn)生縱向彎曲，活塞桿的推力P要求比穩(wěn)定極限力小，其關(guān)系為： （6—25）式中：—安全系數(shù)，一般取2～4。 平衡千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)兩柱掩護(hù)式液壓支架區(qū)別于放頂煤液壓支架和四柱支撐掩護(hù)式液壓支架一個(gè)主要方面是兩柱式液壓支架有平衡千斤頂，平衡千斤頂?shù)某霈F(xiàn)解放了兩根立柱，因此，平衡千斤頂在兩柱液掩護(hù)式壓支架中的作用是非常重要的?？偨Y(jié)起來(lái)主要有下述兩方面的作用：a、調(diào)節(jié)支架頂梁對(duì)頂板的支撐合力及合力作用點(diǎn)位置，提高支架對(duì)不穩(wěn)定頂板的適應(yīng)性。當(dāng)頂板較破碎時(shí)，平衡千斤頂推，可使支撐合力前移，增強(qiáng)頂梁前端支護(hù)力，避免直接頂?shù)倪^(guò)早離層，對(duì)保持頂板完整有利。在穩(wěn)定頂板條件下，平衡千斤頂拉，可增強(qiáng)頂梁后端的切頂能力；b、當(dāng)支架卸載和半卸載時(shí)，可調(diào)整頂梁角度，保持支架合理的工作狀態(tài)。 平衡千斤頂位置的確定為了保證支架工作的可靠性，支架的支撐力分布，必須適應(yīng)頂板載荷分布。當(dāng)立柱的上、下柱窩位置確定后，就可以根據(jù)頂板載荷分布來(lái)確定平衡千斤頂?shù)奈恢谩，F(xiàn)按兩種情況進(jìn)行分析。a、當(dāng)頂梁前端出現(xiàn)空頂時(shí)，頂梁后端載荷加大，頂板載荷合力作用點(diǎn)位置后移，此時(shí)平衡千斤頂受拉，為使支架支撐力分布適應(yīng)頂板載荷分布。b、當(dāng)頂梁后端出現(xiàn)空頂時(shí)，頂梁前端載荷加大，頂板載荷合力作用點(diǎn)后移，此時(shí)平衡千斤頂受推，為使支架支撐力分布適應(yīng)頂板載荷分布。取頂梁和掩護(hù)梁為分離體，如圖66所示。圖66頂梁和掩護(hù)梁分離體取 得： （626）圖67頂梁分離體受力圖取頂梁為分離體，如圖67所示取 得： （627）式中 ——平衡千斤頂?shù)耐啤⒗Γㄍ屏θ　?”、拉力取“”）；——頂板與頂梁之間的摩擦系數(shù)，；——支架最高位置時(shí)立柱傾角；——支架最高位置時(shí)平衡千斤頂傾角；為了使平衡千斤頂不與掩護(hù)梁發(fā)生干涉，保證支架在不同高度時(shí)平衡千斤頂與掩護(hù)梁平行，可以取支架在最高位置時(shí)頂梁上平面與掩護(hù)梁的夾角。當(dāng)支架降到頂梁與掩護(hù)梁成180176。時(shí)為了使平衡千斤頂不與掩護(hù)梁發(fā)生干涉，所以可以按下式進(jìn)行計(jì)算： （628）式中： ——掩護(hù)梁厚度；——平衡千斤頂外徑；——平衡千斤頂與掩護(hù)梁間之間隙，一般取30～50mm。平衡千斤頂在拉力時(shí)，取，平衡千斤頂在推力時(shí)，取,式中為頂梁長(zhǎng)度。通過(guò)（626）式求出，代入（627）式求得。由于平衡千斤頂?shù)耐屏屠Σ煌?，使值不同。所以可以用值代入?27）式求得兩個(gè)，再取平均值即可。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(duì)平衡千斤頂?shù)男谐逃腥缦乱螅寒?dāng)平衡千斤頂在最高位置時(shí)，頂梁能下擺15176。（此時(shí)平衡千斤頂最