【正文】 50。即使對于緩傾斜中厚煤層的液壓支架，其結構、性能與控制方式如何更適應不同的生產條件，仍需不斷的改進和研究。作為一種回采工作面的支護設備，液壓支架的架型、結構與相關參數(shù)，必須與回采工作面的頂板條件和煤層條件相適應，才能取得良好的支護效果。目前，國內大、中型煤礦井中，條件合適的煤層均采用液壓支架進行綜合機械化開采。因此采煤綜合機械化，是加速我國煤炭工業(yè)發(fā)展，大幅提高勞動生產率，實現(xiàn)煤炭工業(yè)現(xiàn)代化的一項戰(zhàn)略措施。液壓支架作為綜合機械化采煤方法中最重要的設備之一，因而研究液壓支架具有重要意義。結論 在采煤工作面的煤炭生產過程中，為了防止頂板冒落，維持一定的工作空間，保證工作人員的安全和各項作業(yè)的正常進行，必須對頂板進行支護。加強了我們解決工程實際問題的能力。 通過對專題部分的設計，培養(yǎng)了我們綜合運用所學知識，進行獨立分析設計頂梁、立柱零部件的能力。二級缸筒二級缸體最小導向長度 最小導向長度是在活塞桿全部伸出時導向套滑動面中點到活塞中位線的距離，H的大小影響到液壓缸穩(wěn)定性和初始撓度。下料、粗車、熱處理、半精車、精車。下料、熱處理、打中心孔、粗車、鉆加長桿孔、半精車及切槽、車及修孔、鉆鉸螺紋孔、磨外圓、包裝、電鍍。車架窩的目的是為了把基準由內孔轉換到外圓，車缸口時架中心架。工藝倒角用來頂緊工件和密封。采用兩頂裝卡。采用兩撐裝卡。車工藝15176。堆焊采用加墊片堆焊方法，精車時墊片全部車掉。焊成品時，焊接倒角、接頭座、堵頭等都要烘干、除銹，防止出現(xiàn)焊接缺陷。工藝倒角和焊接倒角。加強套加熱裝至大缸直口。過短的話強度不夠，影響立柱的正常工作；過長使立柱的行程縮短影響液壓支架的最大高度。與缸體、導向環(huán)相連接?；钪鶅纫M孔與加長桿連接，還要鉆孔與半圓卡環(huán)連接。中缸與小缸底焊接在一起，焊縫要作拋光處理，保證同軸度，進而使各零件定位準確可靠。另外在缸口部位要與小導向套配合、與卡環(huán)、小缸蓋、擋圈連接。也即二級缸。在缸體的上端裝有導向套，它為活柱的上下往復運動導向。主要零部件設計主要設計大缸、中缸、活柱等。圖37立柱圖38頂梁圖39雙伸縮立柱動作原理 機械加長桿的工作原理：需要增加支架到最大高度時，可以先拆下4根立柱中對角線上的2根立柱上機械加長桿的卡環(huán)，操作支架升柱，支架頂梁升起，帶動機械加長桿從立柱中拔出，當達到所調高度時，再把這兩根機械加長桿的卡環(huán)固定。當高壓液進入中缸上腔，下腔回液，中缸下降；當中缸降到底時，一方面底閥被缸底打開，另一方面中缸上孔正對立柱上部進液孔，如圖38c所示。立柱的總圖如圖37頂梁的總圖如圖38工作原理：雙伸縮立柱動作原理如圖39所示當高壓液進入中缸下腔，上腔回液，使中缸伸起，如圖39a所示當中缸全部伸出后，中缸下腔壓力增加，當壓力增加至超過底閥彈簧調定壓力時，底閥打開，高壓液進入上柱下腔，上柱上腔液體經中缸上部小孔排出，使上柱伸出，如圖39b所示。通過配合精度計算得出配合公差。寬度方面前面總體設計部分已設計過。通過畫液壓支架的總裝圖的草圖已確定了液壓支架立柱的行程，根據(jù)立柱各部分零件的定位要求，一一確定各部分零件的橫向尺寸。、配合公差總體尺寸控制立柱：立柱的行程主要液壓支架最低位置來確定。具體配合尺寸關系見圖紙。根據(jù)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(jù)結構件具體情況酌情處理。表32許用安全系數(shù)表許用安全系數(shù)前梁頂梁底座掩護梁前連桿后連桿許用安全系數(shù)主要軸缸體焊縫活塞桿~4~4注：、掩護梁、連桿、銷軸等不能進行加載強度校核，（如果能精確計算、有限元計算等，許用安全系數(shù)可以減小，這個問題有待研究解決）。現(xiàn)對中性軸處剪應力進行校核，即 = (38)式中—最大剪應力，N； —截面沿中心軸的總寬度，=6=(如圖36所示為6塊鋼板)；—截面中心軸上各塊面積對中心軸的靜矩。 （4）校核CC截面的剪切強度。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1個編號，再計算截面積，最后計算截面形心距。為安全起見，在CC截面（圖36）采用最大彎曲應力時進行校核。（3）按彎曲應力進行強度校核。、=176。如圖35d所示為剪力圖。（1）畫出頂梁結構簡體、受力圖、剪力圖和彎矩圖，如圖35所示。頂梁強度校核 頂梁強度的校核主要針對危險截面而言，因為支架在最低位置時最困難，所以頂梁在最低位置時強度滿足要求那么在其他位置時其強度都是滿足的。5）缸筒塑性變形的驗算額定工作壓力應與完全塑性變形壓力有一定的比例范圍，以避免塑性變形過大的發(fā)生。計算大缸壁厚δ1得： 取整為δ1=35mm計算中缸壁厚δ2得：取整為δ2=50mm4） 驗算缸筒壁厚的安全性額定壓力Pn應低于一定極限以保證安全，即 （35）式中 —缸筒材料的屈服強度，材料為27SiMn，查手冊得850MPa； Dd—缸體外徑，Dd=； D1—缸體內徑，D1=。將數(shù)據(jù)代入公式33得： P=3632KN3） 立柱缸體壁厚計算立柱缸體壁厚的計算如式34： （34）式中 —缸體材料的許用應力，MPa。查立柱外徑、中缸內外徑配合關系可取中缸外徑為D2=330mm，中缸內徑D3=230mm，活柱外徑D4=210mm。在最低位置處，前后排立柱受力分析與計算在總體設計中已經分析計算過，此處不作分析了。由于前面的總體設計中已經確定了工作負載F和乳化液泵站供液壓力P以及安全閥的調定壓力Pa,所以這里我們用第二種方法計算液壓缸的內徑D，其計算公式如下：對于一級缸的內徑D1為： （31）D1—一級缸的內徑；F1—支架承受的實際阻力；Pa—安全閥的調定壓力，Pa = 40 MPa；nd—實際阻力對應的立柱數(shù)，nd=2。對于掩護式和支撐式液壓支架，為便于側護板能自由伸縮，要在頂梁頂面加焊一塊比側護板鋼板稍厚的鋼板，稱為頂板，如圖36中a所示，同時也增強了頂梁的結構強度。閉式頂梁又可分為兩種：一種為立筋凸出型，如圖34a所示，增加了焊接強度；另一種為立筋凹下型，焊接后使頂梁平整．但焊接強度不如前一種，如圖34b所示。掩護式液壓支架和文撐掩護式液壓支架在頂梁后端有銷孔，通過銷軸與掩護梁上的銷孔相連。支撐式液壓支架后端焊接有掛簾板，作為掛擋矸簾之用。為加強結構的剛度，在上下蓋板之間焊有加強筋板，構成封閉式棋盤型頂梁。把支架降至原來高度，拆下另兩根機械加長桿的卡環(huán)，用同樣的方法使這2根機械加長桿達到與前2根相同的高度為止。如圖33所示，為ZY—35型支撐掩式液壓支架，圖中9為機械加長桿結構。圖d：立柱上部進液孔經二級缸小孔進入活柱上腔，下腔液體經底閥從立柱下部孔回液，活柱下降。降柱時，如圖32c和d所示。圖a：當高壓液進入一級缸下腔，上腔回液，使二級缸伸起。當下腔進液上腔回液時升柱，反之為降柱。2） 幾種立柱的動作原理（1） 單伸縮立柱的動作原理 單伸縮立柱活塞式或柱塞式立柱，靠液壓力升柱，靠自重或彈簧力降柱。同時，要求頂梁能適應頂板變化，與頂板接觸壓力分布均勻，避免因局部接頂，造成集中載荷，損壞支架。頂梁是支護頂板一定面積的直接承載部件，并為立柱、掩護梁、護頂裝置等提供必要的連接點。其工作腔必須要可靠的密封，裝有安全閥以控制其最高工作壓力，使工作壓力大于泵站壓力。3專題設計 專題設計的內容及意義 專題設計的內容 專題設計的內容：ZZ9200/24/46型液壓支架頂梁、立柱的設計。設計過程中也遇到了許多困難，通過老師的講解給予了及時的解決；有不妥當之處，也通過查閱資料進行了適當?shù)母恼?。通過對液壓支架的總體設計，培養(yǎng)了我們的動手設計能力，發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，提高了理論聯(lián)系實際的能力，同時也鍛煉了我們查閱文獻和使用工具手冊的能力。在進行液壓支架的整體受力分析時，為了簡化受力過程，沒有考慮前梁受力以及前梁千斤頂?shù)呢撦d。但是，由于支架的頂梁長短和間距大小不同，所以并不能完全反映支架對頂板的支撐能力。對于掩護式和支撐掩護式支架，其初撐力和工作阻力的計算還要考慮到立柱傾角的影響因素。此時支架對頂板的支撐力為工作阻力，它是由支架安全閥的調定壓力決定的。2） 承載增阻階段支架初撐后，隨頂板下沉，支柱下腔壓力增加，直至增加到支架的安全閥調正壓力；立柱下腔壓力達到工作阻力．此階段為增阻階段t1。合理的初撐力是防止直接頂過早的因下稱而離層、減緩頂板下沉速度、增加其穩(wěn)定性和保證安全生產的關鍵。2）液壓支架工作特性曲線 支架的支撐力與時間的曲線，稱為支架的工作特性曲線，如圖220所示：1） 初撐階段支架在升柱時，高壓液進入立柱下腔，立柱升起使頂梁接觸頂板，立柱下腔壓力增加，當增加到泵站工作壓力時，泵站自動卸載，支架的液控單向閥關閉，立柱下腔壓力達到初撐力，此階段為初撐階段to,此時支架對頂板的支撐力為初撐力。當需要支架前移時，先降柱卸載然后高壓液進入推移千斤頂?shù)幕钊麠U腔，另一腔回液，以輸送機為支點，缸體前移，把整個支架拉向煤壁。當需要降柱時，高壓液進入立柱的活塞桿腔，另一腔回液，迫使活塞桿下降，于是頂梁脫離頂板。當需要支架上升支護頂板時，高壓乳化液進入立柱的活塞腔，另一腔回液，推動活塞上升，使與活塞桿相連接的頂梁緊密接觸頂板。這些動作是利用泵站供給高壓乳化液通過工作性質不同的幾個液壓缸來實現(xiàn)的。通過作總圖218確定出：一級缸的行程為960mm 二級缸的行程為970mm立柱按動作方式，分為單作用和雙作用立柱；按結構種類，分為活塞式和柱塞式立柱；按伸縮方式，分為單伸縮的雙伸縮，如圖217所示：由于液壓缸的行程不夠，本設計采用雙伸縮機械加長型立柱，其特點為：① 調高范圍比較大，多用于厚煤層支架② 有極調高③ 比三伸縮立柱結構簡單、經濟。此時畫液壓支架的總裝配圖的草圖以確定液壓支架缸的行程，根據(jù)液壓缸各部分零件的定位要求，一一確定各部分零件的尺寸。F1=,F2=液壓缸的行程主要液壓支架最低位置來確定。176。= =32510179。掩護梁在y方向的投影面積：Fy==178。= =310179。=178。=178。、L=。⑴最高位置時由四連桿的設計部分知：最高位置時θ=、α1=5186。③、確定掩護梁的面積 由四連桿機構設計知掩護梁的長度2750mm，估計其寬度與頂梁寬度一致，由于工作時有側護板伸出。②、矸石阻力W的計算：圖216底座分離體受力 （227） （228） （229） (230)式中：、 ——x、y方向矸石作用力； H——最大采高，： 、 ——掩護梁在x、y方向的投影面積； r——矸石容重，2510179。W——掩護梁上矸石的阻力。即為：式中：R——頂板對支架的載荷，本設計為9200KN。 （