【正文】 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(xué)畢業(yè)設(shè)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? ??? 。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(xué)畢業(yè)設(shè)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(yīng)力計算應(yīng)力大。40 0. 45 10i i i i iS I F y F y y ?? ? ? ? ? ?? ? ? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)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。 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(xué)畢業(yè)設(shè)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(xué)畢業(yè)設(shè)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(yīng)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。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(yīng)力計算應(yīng)力大。鋼條所在的位置為，兩柱窩中點。 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。 (2)結(jié)構(gòu)件、銷軸、活塞桿的屈服極限及強度條件。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(yīng)的調(diào)整。 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(xué)畢業(yè)設(shè)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(gòu)件的強度計算是極為必要的。本設(shè)計煤層屬中厚煤層 ,考慮到本設(shè)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 ㎜。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。 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。 支架撐緊頂板時，液壓控制使推移千斤頂活塞桿縮回，推移千斤頂?shù)睦?jīng)導(dǎo)向塊變?yōu)閷髁蚣艿耐屏Χ堰\輸機推向煤壁。 支撐掩護式支架所需的移架力不僅應(yīng)克服底板的摩擦力，還應(yīng)克服兩旁相鄰支架的摩擦力以及由于移架時立柱的剩余載荷引起的頂板對支架的摩擦力 ，所以它需要的移架力要比支撐式支架大得 多。推移桿為焊接結(jié)構(gòu) ,具有足夠的強度和圖 12 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21 剛度。對于一般的液壓缸，其最小導(dǎo)向長度 H 應(yīng)滿足下式要求： ? ?20 2LDH mm?? 式中 ： L—— 液壓缸的最大工作行程， 800mm； D—— 缸筒內(nèi)徑， 125mm 本設(shè)計應(yīng)滿足 : 8 0 0 1 2 51 0 2 .52 0 2H m m? ? ? 本立柱根據(jù)總體設(shè)計要求得最小導(dǎo)向長度為 110H mm? ,滿足最小導(dǎo)向長度的要求。 本設(shè)計液壓缸的最大工作行程根據(jù)設(shè)計要求支架的最大支護高度為 ,最小支護高度為,確定立柱的最 大工作行程為 800mm。 本立柱活塞寬度范圍是 75 ~125mm ，取活塞寬度為 90mm?；钊自诨钪?，活塞與缸體內(nèi)徑的配合精度一般為 99/fH ，粗糙度 。 本立柱缸底 125D mm? ,材料取 45 號鋼 ,其抗拉極限強度 是 600baMP? ? ，安全系數(shù)取 5n? ,得 b 600[ ] 1 2 0 ( M Pa )n5?? ? ? ? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 將上述數(shù)據(jù)代入壁厚公式得： 500 .4 3 3 1 2 5 3 4 .9 ( m m )120? ? ? ? ?ˊ取 35mm 。在直徑 Dˊ (mm)處的缸底厚可按下列公式計算。 ? ?1 21 2 121( ) 4 5 8 . 6 4 /mqxqqHhq q q q K N mhh?? ? ? ?? xq ：當支架最大采高時，支架應(yīng)有的支護強度； 2/KN m 1q ：在上表中，與低于最大采高但與之相鄰的采高對應(yīng)的支護強度，取 343? ? ?2/KNm 2q ：在上表中，與高于最大采高但與之相鄰的采高對應(yīng) 的支護強度，取 441? ? ?2/KNm 1qh ： 1q 對應(yīng)的采高，取 2m 2qh ： 2q 對應(yīng)的采高，取 3m (4)液壓支架的支護力，初撐力和工作阻力 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 立柱支護力： 1 233 ( )xCF q F KN?? 1F :液壓支架對頂板的支護力， kN xq :液壓支架支護強度， /KN m cF :液壓支架對頂板的支護面積， 立柱的確定 （ 1）根據(jù)支架的工作阻力或初撐力和泵壓確定，其 計算公式如下： 140FDcosanp??? 式中 D—— 立柱 缸徑， cm ； ap —— 安全閥調(diào)整壓力 ， 40 aMP ； 1F —— 立柱支護力 ， 。 （ 3）支護強度 根據(jù)老頂級別和直接頂類別確定支架型號，再根據(jù)老頂級別和采高確定支護強度。 B:支架頂梁寬度， 1220mm。 工作阻力的確定 （ 1）支護面積 2( ) ( ) 5. 08 2cF L C B K M? ? ? ? L:支架頂梁長度，取 3330mm。 雙作用分單伸縮、單伸縮帶機械加長段、雙伸縮、三伸縮等。立柱分單作用和雙作用。 立柱是支架的 重要承壓部件，在支架正常工作時，一直處于高壓受力狀態(tài)，它的工作性能直接整個支架的工作狀態(tài)。立柱間距的選擇原則為有利于操作，行人和部件合理布置。本液壓支架為分體式支架采用六根立柱。 橫向載荷 Q 按支架移架力的一半進行計算，取 kNQ 132? 變形量按立柱軸向最大傾角時的偏移量確定，取 ( 130 4 114 ) 5 119 0 5 104f tg tg m m? ? ? ? ? ? 由此計算 彈簧鋼板總的慣性矩： 33 6111 3 2 1 0 0 0 1 . 1 9 3 . 3 9 1 01 2 1 2 2 . 1 1 0 0 . 1 0 4QlI Ef ???? ? ? ?? ? ? 計算簧片的數(shù)量： 633 333 . 3 9 1 0 3 . 4 81 2 0 . 1 2 0 . 0 2 1 2In bh??? ? ?? 取彈簧鋼板的片數(shù)為 2，驗算固定端的最大應(yīng)力： 21 3 2 1 0 0 1 . 1 9 2 0 4 . 5 1 2 0 00 . 0 2 ( 0 . 1 2 4 ) / 6Ql M P a M P anZ? ??? ? ? ??? 因此，確定