【正文】 01461412114102148311桿15217105圓鋼95圓鋼110/105圓鋼95圓鋼85圓鋼80/85圓鋼70圓鋼————— 查表（6—3）得平衡千斤頂缸徑內(nèi)徑取=140mm，外徑為168mm。平衡千斤頂活塞桿外徑的計(jì)算： (68）式中：——活塞桿外徑。代入公式(68)得； =查表（63）得=85mm。 推移千斤頂技術(shù)參數(shù)的確定（1）推移千斤頂技術(shù)參數(shù)1)直接連接方式的推移千斤頂，結(jié)構(gòu)簡單，但移架力小于推溜力，一般用于支撐式液壓支架。2)由于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式液壓支架質(zhì)量較大，為了提高移架力，就要增加缸徑或提高供液壓力。如果采用直接推移方式，在提高移架力的同時(shí)，推溜力也將增加，這樣有可能吧中部槽推壞。為了解決這個問題，故降推移千斤頂設(shè)計(jì)成幾種移架力大于推溜力的結(jié)構(gòu)形式，框架連接方式就是其中的一種。3）浮動活塞式推移千斤頂?？梢允挂萍芰Υ笥谕屏锪?。（本設(shè)計(jì)采用詞方式）推移千斤頂?shù)母讖脚c推移方式有關(guān)。直接推移千斤頂?shù)母讖剑? (69）式中 ——推移千斤頂?shù)耐屏Γ话闳?100KN。 框架推移千斤頂?shù)母左w內(nèi)徑： (610）中厚煤層=150~250KN。厚煤層中=300~400KN。浮動活塞式千斤頂?shù)母左w內(nèi)徑由以下兩式聯(lián)立確定： (611) (612)式中 ——推移千斤頂?shù)耐屏?，一般?——泵站額定工作阻力減去從泵站刀支架損失后的值。（取30MPa）——活塞桿直徑 ——推移千斤頂?shù)囊萍芰?，代入?shù)據(jù)求得，= =參照表63，選取推移千斤頂技術(shù)參數(shù)如下：缸徑 桿徑 推力 拉力 泵壓 由采煤機(jī)規(guī)格，推移步距為650mm,則推移千斤頂步距為700750mm,參照資料規(guī)定選行程為750mm（2）側(cè)推千斤頂技術(shù)參數(shù)確定選取側(cè)推千斤頂?shù)募夹g(shù)參數(shù)如下缸徑 桿徑 推力 拉力 行程 表64液壓缸活塞行程系列表第一系列第二系列第三系列第一系列第二系列第三系列50450635008055090600100650110700125750140800160900170925185950200100022010502401100260280115012503001300320350400（3）前梁千斤頂技術(shù)參數(shù)的確定參照平衡千斤頂?shù)募夹g(shù)特性，查表63及表64選取前梁千斤頂?shù)募夹g(shù)參數(shù)如下：缸徑 桿徑 推力 拉力 行程 （4）護(hù)幫板千斤頂?shù)募夹g(shù)參數(shù)的確定選取護(hù)幫板千斤頂?shù)募夹g(shù)參數(shù)如下：缸徑 桿徑 推力 拉力 行程 （1）平衡千斤頂在頂梁上位置的確定取頂梁和掩護(hù)梁為分離體 （如圖64示） (613)取頂梁為分離體為： (614)圖64式中—平衡千斤頂?shù)耐屏?、拉力（推力取“＋”、拉力取“－”）　　—頂梁與掩護(hù)梁之間的摩擦系數(shù)，—支架在最高位置時(shí)的立柱傾角—支架在最高位置時(shí)平衡千斤頂傾角。為使平衡千斤頂與掩護(hù)梁不發(fā)生干涉，保證支架在不同高度是平衡千斤頂與掩護(hù)梁平行，可以取支架在最高位置時(shí)頂梁上平面和掩護(hù)梁的夾角。 —平衡千斤頂活塞桿鉸點(diǎn)至頂梁面之距，當(dāng)支架降到頂梁和掩護(hù)梁成時(shí)，為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：（m） (615)式中 —掩護(hù)梁厚度（m） —平衡千斤頂外徑（m） —平衡千斤頂外徑與掩護(hù)梁間之間隙，一般取 —瞬心點(diǎn)至頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)之距（） —立柱柱窩中心至平衡千斤頂上鉸點(diǎn)之距（） —平衡千斤頂上鉸點(diǎn)至頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)之距 —支護(hù)阻力合力作用點(diǎn)位置。平衡千斤頂在拉力時(shí)，取。平衡千斤頂在推力時(shí)，取 式中為頂梁長度。代入(615)可得： =取=400mm。頂梁受拉和受壓時(shí)分別代入公式614取平均值得： =250mm平衡千斤頂?shù)男谐虨?00mm 液壓支架受力分析與計(jì)算 鉸接式頂梁掩護(hù)式液壓支架的分析與計(jì)算（1）頂板狀態(tài)在采煤工作面中，當(dāng)煤被采出后，就會出現(xiàn)一定的空間，由于受上部巖層壓力，出現(xiàn)離層和裂隙，如果不及時(shí)支護(hù)，頂板就要冒落，不支護(hù)的時(shí)間越長，危險(xiǎn)就越大。而頂板冒落是有一定過程的，一般可分為三個階段，開始頂板處于無壓狀態(tài)，此時(shí)頂板較完整，而且沒有下沉，稱為無壓狀態(tài)；但經(jīng)一定時(shí)間后，頂板就會下沉，通常稱為老頂來壓，此時(shí)頂板并不破裂，而且這種下沉帶有一定的周期性，所以稱為老頂周期來壓狀態(tài)；如果不及時(shí)支護(hù)，頂板就會破裂而冒落，此時(shí)叫冒落狀態(tài)。（2）支架工作狀態(tài)支架在這三種狀態(tài)下是這樣工作的：開始支架以初撐力支撐頂板，此時(shí)為無壓狀態(tài)；當(dāng)周期來壓時(shí)，頂板下沉，使立柱下腔壓力增大，當(dāng)增大到大于安全閥調(diào)正壓力時(shí)，安全閥被打開，使立柱下腔壓力下降，稱為立柱讓壓狀態(tài)，使支架以工作阻力支護(hù)頂板；如果繼續(xù)來壓，就要不斷讓壓，所以立柱要有一定的向下行程，如沒有向下行程，稱為壓死狀態(tài)，這是在設(shè)計(jì)和使用中必須注意避免的現(xiàn)象；當(dāng)支架前移后，此時(shí)頂板處于無支護(hù)狀態(tài)，頂板就要冒落，這就是液壓支架在工作過程中的三種狀態(tài)。（3）支架受力支架在工作面受力是由于頂板下沉，同時(shí)又有向采空區(qū)移動的趨勢，使頂梁受合力和底座受底板反力，其中頂板合力的垂直分力,由支架工作阻力來克服，所以在計(jì)算支架的工作載荷時(shí)按支架的工作阻力來確定。（4）受力計(jì)算該支架整體受力如圖65所示，圖中和為已知，需求、及作用點(diǎn)位置。圖65鉸接式頂梁支架受力首先取頂梁為分離體：圖66 頂梁分離體受力各力對o點(diǎn)取矩，可寫出作用點(diǎn)的位置的表達(dá)式：式中— 平衡千斤頂?shù)耐屏Ιp拉力（推力時(shí)，受力方向向上；拉力時(shí)相反）。 再取頂梁和掩護(hù)梁為分離體：如圖67所示，對點(diǎn)取矩，可求得的表達(dá)式，將此式與上式聯(lián)立，解出如下：圖67頂梁和掩護(hù)梁分離體 （616）再把此式代回上式，可解出。 當(dāng)為“+”（平衡千斤頂為推力）且 W=0時(shí)=1775KN代入得1343mm當(dāng)為“”（平衡千斤頂為拉力）且 W==2013KN代入得 919mm所以，在驗(yàn)算頂梁強(qiáng)度時(shí)，按平衡千斤頂受拉且=。若這個條件強(qiáng)度計(jì)算能滿足，其他條件都能滿足。底板對底座的支撐反力與大小相等。作用點(diǎn)的位置可以由取整體支架為分離體求出。對圖點(diǎn)取矩，整理后有： （617）當(dāng)平衡千斤頂為拉力時(shí)，即取“–”值，力有最大值，也有最大值，應(yīng)按此條件求值。代入公式得；=1521mm 頂梁載荷的分布頂梁載荷分布在把頂梁所受頂板的載荷求出后，就可以進(jìn)一步計(jì)算出載荷在頂梁上面的分布情況。由于頂板與頂梁接觸情況不同，載荷實(shí)際分布很復(fù)雜。為了計(jì)算方便，假設(shè)頂梁與頂板均勻接觸且載荷為線性分布。設(shè)頂梁長為，頂板的集中載荷為，其作用點(diǎn)距頂梁一端為。則 圖68a頂梁三角形載荷分布 圖68b頂梁梯形載荷分布時(shí)，載荷分布為三角形。如圖68a所示。頂梁前端比壓為0，頂梁后端比壓為：M （618） 當(dāng)時(shí)，載荷呈梯形分布。如圖68b所示頂梁前端比壓為： MPa （619）頂梁后端比壓為： Mpa （620）由于x=919mm小于=1000mm所以載荷分布為三角形。則頂梁前段比壓為0，頂梁后端比壓為； 底座接觸比壓的計(jì)算驗(yàn)算底座時(shí)，按平衡千斤頂受拉力計(jì)算。=22501521=729mm (621） (622） 則底座后端比壓為0，底座后端比壓為：== (623） 支護(hù)效率的計(jì)算整臺支架的工作阻力是由立柱工作阻力產(chǎn)生的。對于掩護(hù)式液壓支架的支撐掩式液壓支架而言，兩者并不相等。用支護(hù)效率來評價(jià)立柱工作阻力轉(zhuǎn)變?yōu)橹Ъ芄ぷ髯枇Φ挠行С潭?，支護(hù)效率按下式計(jì)算： ===89% (623）值與支架的架型，結(jié)構(gòu)尺寸和支架高度有關(guān)，值過大或過小都不好由于支架的工作阻力由立柱工作阻力之間和垂直分力及掩護(hù)梁和前后連桿承擔(dān)，而立柱的工作阻力之和不變，當(dāng)至過大，說明掩護(hù)梁和前后連桿受承載增加，對掩護(hù)梁前后連桿不利；當(dāng)值過小，說明立柱的阻力不能充分發(fā)揮。一般要求在支架工作段內(nèi)，支撐掩護(hù)式液壓支架有與立柱傾角較小，值應(yīng)在95%~105%之間；掩護(hù)式液壓支架由于立柱傾角較大，值應(yīng)該大于90%以上。支撐式液壓支架由于立柱垂直布置又無四連桿機(jī)構(gòu)，所以值為100%。 立柱的強(qiáng)度校核 強(qiáng)度校核的條件在液壓支架的研制、試驗(yàn)過程中，各構(gòu)件的強(qiáng)度汁算是極為必要的。前面數(shù)章的內(nèi)容已經(jīng)給出了支架主要零件部件受力分析和負(fù)荷的計(jì)算方法。但是由于液壓支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、外載荷特點(diǎn)以及使用條件的特殊性，在強(qiáng)度計(jì)算中的強(qiáng)度條件也有其特殊性。當(dāng)然強(qiáng)度條件要以現(xiàn)階段液壓支架所選用的材料、制造工藝以及大致形式等為依據(jù)，隨著時(shí)間的推移，如果上述諸點(diǎn)有變，強(qiáng)度條件也必須作相應(yīng)調(diào)整。1. 強(qiáng)度校核均以材料的屈服極限為計(jì)算安全系數(shù)。2. 結(jié)構(gòu)鋼、銷軸、活塞桿的屈服極限及強(qiáng)度條件如下：(1)各機(jī)構(gòu)件通常采用15CrMo等普通低碳合金結(jié)構(gòu)鋼，并由具體標(biāo)準(zhǔn)厚度的鋼板焊接而成，取=459MPa。(2)主要銷軸均采用CrMo等合金結(jié)構(gòu)鋼，取=561MPa。(3)活塞桿均采用45號鋼，取屈服極限=。：。(4)結(jié)構(gòu)件、銷軸和活塞桿的強(qiáng)度條件為： (624)式中 n—安全系數(shù) —危險(xiǎn)斷面計(jì)算出的最大應(yīng)力，Mpa； —許用安全系數(shù)3. 剛體材料采用無縫鋼管，取抗拉強(qiáng)度，強(qiáng)度條件為： （625）式中：—缸體許用應(yīng)力。 許用安全系數(shù)，～4。 4. 焊條抗拉強(qiáng)度條件為： （626）式中：。 —計(jì)算出的焊縫許用應(yīng)力； —按焊條類型來定： 許用安全系數(shù)，如表64所示。表64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(shí)可根據(jù)結(jié)構(gòu)件具體情況酌情處理。 立柱的強(qiáng)度校核（1）油缸的穩(wěn)定性驗(yàn)算油缸的穩(wěn)定性條件： （627）式中 ——油缸穩(wěn)定性極限力，KN。 ——油缸最大工作阻力，KN。 ——活塞桿斷面慣性矩。穩(wěn)定條件適用范圍：