【正文】 Especially along with the high production highly effective mine pit construction, through reduces the person to propose the effect in particu。其次，我還要向機電系的各位領導和老師在學習期間對我的教誨和幫助表示感謝！還要感謝我的各位同學，感謝他們的幫助、理解與支持，他們真摯的友誼我將永存于心！最后，向百忙之中抽出時間來評閱論文的各位老師致意最衷心的感謝！由于時間倉促，論文中一定有不完善之處，并真誠的希望各位老師對論文提出寶貴的意見。在這里，我要感謝我的畢業(yè)設計指導老師郭新柱老師。2006年【11】Wang Guofa, Resarch on oewtype highefficiency lowposion caving powered support and imppoving recovery, proceedings of the international mining rech39。1999年【9】煤炭部煤炭科學研究院編著，《綜采設備配套圖側》。1990年【7】高秀華 鄧洪超等編著，《機械三維動態(tài)設計仿真技術》，化學工業(yè)出版社。1992年【5】王國彪 饒明杰 編著，《液壓支架優(yōu)化設計與計算機模擬分析》，機械工業(yè)出版社。1991年12月【3】張家鑒 陳享文 伊長德 編著，《液壓支架》，煤炭工業(yè)出版社。參 考 文 獻【1】蔣國安 郭福君 羅大炎 編著，《液壓支架》，山東科學技術出版社。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，是真正的自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破。開始對液壓支架等相關技術很不了解的狀態(tài)，通過獨立的學習，查看相關的資料和書籍和老師指導，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，又通過實習進一步了解了液壓支架，為順利的設計奠定基礎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晶。從開始接到論文題目到參數(shù)計算、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)，這也是我在大學期間獨立完成的最大的項目。另外，本設計的支架維修方便，零件共用率高；移架方便，降低了經(jīng)濟成本和工人的勞動強度，為企業(yè)帶來了經(jīng)濟效益。本次設計充分考慮人機關系、布局合理、操作方便，在試驗中，利于觀察，利于對應急情況的處理，液壓系統(tǒng)結構簡單，各液壓元件位置關系明確，操作方便。該方案綜合國家標準和機械設計標準所提出的一些問題，本著結構簡單、費用低、可靠性高等原則設計的。(6) 后插板千斤頂?shù)纳斐雠c縮回操縱手柄，使三位四通閥處于左位，高壓油液經(jīng)單向閥進入后插板千斤頂?shù)幕钊?，而后插板千斤頂?shù)幕钊麠U腔接低壓油液，后插板千斤頂?shù)幕钊麠U腔油液經(jīng)油管回到油箱，從而后插板千斤頂?shù)幕钊麠U推動后插板伸出；操縱手柄，使三位四通閥處于右位，后插板千斤頂?shù)幕钊唤拥蛪河鸵夯赜?，使后插板千斤頂?shù)幕钊麠U拉動后插板，使其縮回。(4) 側護板的伸出與收回操縱手柄，使三位四通閥處于左位，高壓油液經(jīng)單向閥進入側護板千斤頂?shù)幕钊?，而側護板千斤頂?shù)幕钊麠U腔接低壓油液，側護板千斤頂?shù)幕钊麠U腔油液經(jīng)油管回到油箱，側護板千斤頂伸出；操縱手柄，使三位四通閥處于右位，側護板千斤頂?shù)幕钊唤拥蛪河鸵夯赜?，側護板千斤頂被收回。(2) 前梁千斤頂?shù)牟僮鞑倏v手柄，使三位四通閥處于左位，高壓油液經(jīng)單向閥進入前梁千斤頂?shù)幕钊?，而前梁千斤頂?shù)幕钊麠U腔接低壓油液，前梁千斤頂?shù)幕钊麠U腔油液經(jīng)油管回到油箱，前梁千斤頂被撐起；操縱手柄，使三位四通閥處于右位，前梁千斤頂?shù)幕钊唤拥蛪河鸵夯赜?，前梁千斤頂被收回。這種系統(tǒng)在結構方面取消了彈簧，增加了一條低壓供液系統(tǒng)和壓力順序閥，使活動側護板具備了良好的性能，還可簡化頂梁和掩護梁的結構。與第二種無閉鎖系統(tǒng)比較，只是控制閥的功能不同，并增加了2—3個安全閥，使設備費用并不會顯著增加，卻獲得了較好的防倒、防矸和調架的性能。但目前我國煤礦大量的支架式采用這種控制方式的活動側護板。這種方式除彈簧機構外，需裝備3－4個千斤頂及其操縱系統(tǒng)。其優(yōu)點式結構簡單，不需要液壓元件，但功能較差，不具備調架性能，適應煤層傾角很小的工作面。 平衡千斤頂系統(tǒng)一般用雙向鎖緊限壓回路圖84所示。當操縱操縱閥時，壓力液經(jīng)分流閥后分成兩路：一路去推移千斤頂，另一路經(jīng)定壓開關閥去輔助移架千斤頂。 圖82單作用式 圖83雙作用式. 推移千斤頂系統(tǒng)推移千斤頂系統(tǒng)如下圖所示。這類千斤頂控制系統(tǒng)一般由油缸上加一些必要的液壓閥構成。在立柱控制閥前面裝設一個由移架液路控制的支撐保持閥和一個與立柱活塞桿腔液路相通的截流閥，可時支架帶壓移架，設計時應考慮在移架時，支架對頂板的支撐力應大于10KN/m。 液壓系統(tǒng)的設計方法根據(jù)液壓系統(tǒng)的架型和結構設計，確定立柱和千斤頂數(shù)目，并擬定液壓系統(tǒng)。此外，可以把泵站、中心控制臺和支架的液壓管路等部分作為支架的公用液壓系統(tǒng)。液壓支架的液壓傳動，與其它機械的容積式液壓傳動有很大的區(qū)別，其特點加下：工作液的壓力高(管路內的壓力達20～40MPa，立柱內的壓力達　　30～70MPa)，流量大(350～140l/min)；在液壓系統(tǒng)種，采用粘度低和容量大的液體作為工作介質；液壓缸、操縱閥，其它調節(jié)和控制裝置等總的數(shù)量大(高壓泵1～6臺、液壓缸300～1500個、安全閥150～300個，還有同樣數(shù)量的液控單向閥)；泵－液壓缸傳動系統(tǒng)的換算彈性模數(shù)較低；根據(jù)支架的數(shù)目改變液流的參數(shù)；所有支架在結構上都有著相同的液壓缸、液壓裝置以及它們之間都有相同的連接方式(相同的液壓系統(tǒng))；每節(jié)支架都重復著相同的工序，這些工序的總和構成液壓支架的基本工序；為了保證系統(tǒng)具有較高的容積效率，實現(xiàn)無故障作業(yè)及工作人員的安全，液壓系統(tǒng)的元件和部件要有好的密封性和可靠性。其慣性距為 = 彎曲應力 8 液壓系統(tǒng)設計 液壓系統(tǒng)的作用及特點液壓支架由不同數(shù)量的立柱合千斤頂組成，采用不同的操縱閥以實現(xiàn)升柱、降柱、移架、推溜等功作。危險斷面在離柱窩中心250mm處，如圖711所示。m最高位置最低位置1599由表75中可知，最大彎距發(fā)生在立柱的柱窩處。底座受力如圖 710 所示：圖 710 底座受力情況 圖中立柱的壓力以及前后連桿的拉力或壓力在前面已經(jīng)算出，由得由上式求得前端的支反力為1）最高位置時的情況： = ====在最低位置時的情況： = 表75底座數(shù)據(jù) 彎矩位置Mb KN此處截面的彎曲強度為：78掩護梁受力分析圖主頂梁做成等斷面箱式結構，在最大彎矩處的斷面如圖79所示：79最大彎矩斷面圖(1)形心位置各板件計算數(shù)據(jù)如表74所示：表74掩護梁板件數(shù)據(jù)件號1234567數(shù)量1242122面積cm24040形心位置cm結構件的形心位置為：代入數(shù)據(jù)得：（2）慣性矩 將數(shù)據(jù)代入公式，算得總慣性矩為： =（3）彎曲應力kN/ 鋼板材料選取16Mn，σs =34335 KN/ 滿足強度要求。由前面受力分析以得出此處銷軸受拉力作用，其拉力為：前梁與主頂梁的耳座采用相同的尺寸，寬度為278，厚度b為30,材料為16Mn,。如通過計算上式不能成立，則應調整、和的值。缸體材料采用27SiMn無縫鋼管，?。?61MPa將=代入上式得 公式中系數(shù)k可按下述方法選取:當P3 200 kN時取k =。設導向桿的直徑為，則導向桿所能抵抗的彎矩為 (I=1,2,3,……,n)設彈簧筒的外徑為。因此，當P 3200KN時，取=p/4。理論上認為 (P為支架工作阻力) 對于如此大的作用力，在結構設計上很難實現(xiàn)。如圖77所示，側護板從頂梁伸出量為L(一般取值為170mm)，中間由導向桿和彈簧筒相連支架在井下工作時，常常有作用力作用在伸出的側護板上，從而對導向桿和彈簧筒產(chǎn)生一個彎矩。表7—2缸徑標準506380100110125140160200(210)220(230)250則前梁千斤頂?shù)闹瘟椋?前梁前端受一集中載荷，其受力圖如圖71所示：圖7 1 前梁受力簡圖前端集中載荷為：=做前梁的受力及力矩圖如圖72所示：圖72 前梁力矩圖由圖72可知，在AA斷面處的力矩最大，為最危險截面，對AA斷面受力校核如下：在斷面AA處的彎矩為：M=(1. )=前梁做成變斷面箱形結構，AA斷面如圖73所示：圖73前梁最大彎矩處箱體結構圖(1) 形心位置各板件的計算數(shù)據(jù)如表73所示：結構件的形心位置為：==表73前梁彎矩數(shù)據(jù)表件號12345數(shù)量面積形心位置慣性矩11382169340112210274422044891024(2) 慣性矩=++=53790(3) 彎曲應力==8014/(4) 安全系數(shù)鋼板材料選取16Mn，=34335N/=假設前梁失去作用，主頂梁受一集中載荷，其受力如圖74所示：由上面求出F為3242kN，距離鉸接點770mm。主筋為30mm的鋼板，加強板為20mm的鋼板。強度校核均以材料的屈服極限為計算安全系數(shù)（如表71所示）表71支架安全系數(shù)安全系數(shù)前梁底座頂梁掩護梁前連桿n安全系數(shù)后連桿主要軸缸體焊縫活塞桿n－4－4前梁為由16Mn鋼板焊接而成的箱體結構，前面連接護幫板，后面與主頂梁鉸接，下部焊有耳座連接前梁千斤頂，可上下擺動。但是由于液壓支架的結構特點、外載荷特點以及使用條件的特殊性，在強度計算中的強度條件也有其特殊性。7 液壓支架的強度校核 強度條件在液壓支架的研制、試驗過程中，各構件的強度汁算是極為必要的。對于掩護式支架和支撐掩護式支架而言，兩者并不相等。結論：該底座比壓在允許范圍內。則在設計支架時，應驗算底板的比壓。于是可求出支架實際支護強度如下式： MPa （） 將=2084kN，=，=： MPa 誤差為 小于誤差范圍 底座接觸比壓計算頂板對支架的巨大載荷有整臺支架傳到底板，在支架底座與底板接觸處將具有一定的比壓。將=3242 kN，=，=()得頂梁后端比壓為：MPa 支架其他計算 支護強度支架的結構設計結束，其結構尺寸已定。頂梁前端比壓為0，頂梁后端比壓為：M （） 當時，載荷呈梯形分布。則 圖65頂梁三角形載荷分布時，載荷分布為三角形。為了計算方便，假設頂梁與頂板均勻接觸且載荷為線性分布。對圖點取矩，整理后有： （） 將各數(shù)值代入公式()得值為：m 頂梁載荷分布在把頂梁所受頂板的載荷求出后，就可以進一步計算出載荷在頂梁上面的分布情況。 （）== 588kN （） = =底板對底座的支撐反力與大小相等。將=3200 kN，=454 kN，=，=15，=53，=，=，=，=，=：代入數(shù)據(jù)算得=3242kN 將值代入公式()得作用點的位置為： =再取掩護梁為分離體如圖64所示:圖64掩護梁分離體由頂梁分離體寫出力系平衡方程，再由此解出頂梁與掩護梁鉸點的內力 （） （）從這兩式中可以看出平衡千斤頂受推力時，有最大值，掩護梁受力最大，前后連桿受力也最大，所以，演算掩護梁和前后連桿強度時，用這種情況進行。63頂梁和掩護梁分離體所以，在驗算頂梁強度時，按平衡千斤頂受拉且=。6 支架受力分析與計算該支架整體受力如圖61所示，圖中和為已知，需求、及作用點位置。由于是中厚煤層，所以取=150 kN，代入公式得推移千斤頂缸體內徑為： cm由以上計算出來的推移千斤頂?shù)母左w內徑，再按表54選取標準值：表54 推移千斤頂缸、桿配合關系 缸徑(mm)1601401251008063桿徑(mm)14010085100857070(63)50454540泵壓(MPa)推力(kN)633490392245