【正文】 參考文獻[1] ：世界圖書出版社，1992[2] 邢?？?，：煤炭工業(yè)出版社，1991[3] ：中國礦業(yè)學院出版社，1987[4] 楊振復，：煤炭工業(yè)出版社，1995[5]《綜采技術手冊》：煤炭工業(yè)出版社，2000[6] ：中國礦業(yè)大學出版社，2000[7] ：北京理工大學出版社，1998[8] ：化學工業(yè)出版社，2004[9] ：機械工業(yè)出版社，2003[10] ：煤炭工業(yè)出版社，1993[11] 唐大放，：中國礦業(yè)大學出版社，2001[12] 張家鑒，. 北京：煤炭工業(yè)出版社，1985[13] ：上?？茖W技術出版社，2001[14] ：機械工業(yè)出版社，2003[15] ：高等教育出版社，1999[16] 中國機械工程學會、：江西科學技術出版社，2002[17] ：煤炭工業(yè)出版社，1999[18] 王國彪，：煤炭工業(yè)出版社，1994 [19] 白杰平，伍鋒，：中國礦業(yè)大學出版社，1997[20] ：中清華大學出版社，2005附件一（英文原文一）HYDRAULIC SYSTEMThere are only three methods of transmitting power: electrical, mechanical, and fluid power. Most application actually use a bination of。目前，出現了一些新的理論來研究支架的結構強度，如，有限元法，薄壁箱型截面組合強度的計算機輔助算法以及液壓支架強度的概率設計法等。在設計中發(fā)現，由于地質條件復雜多變，在建立支架力學模型，特別是分析掩護梁的受力時遇到了一些困難，查閱了大量資料，但是都沒有很好的對此進行詳細的說明。根據現有支架的結構和特點，設計出了頂梁、前梁、前后連桿、底座、立柱等重要部件的結構。結論本次畢業(yè)設計在張洪斌老師的指導下、對目前已有的掩護式液壓支架的分析基礎上，對一些部件進行了優(yōu)化設計： ，通過加大結構件的厚度和鋼板的厚度來提高結構件的強度，從而達到較好的支撐效果；，為了適應頂板的變化和改善受力狀況，立柱底端采用球面結合形式與底座鉸接，頂端用銷釘連接頂梁，承受壓力，并用銷軸固定來承受拉力。 掩護梁強度校核掩護梁的受力分析如圖63所示處理后的力學模型由受力圖可以看出掩護梁的危險截面在前連桿與掩護梁鉸接處，故需校核此危險截面的彎曲強度。這里選擇直線型掩護梁，結構強度高，其工藝性較好。其結構為鋼板焊接的箱式結構，在掩護梁上端與頂梁鉸接，下部焊有與前、后連桿鉸接的耳座。（2）用于早期的支掩式掩護梁支架以及其他某些支架，目前應用較少本次設計選擇整體式直線型掩護梁。（3）用于支撐掩護式支架時，立柱不支撐在掩護梁上，因而這種掩護梁的受力和結構比較簡單。（2）從側面看、掩護梁上輪廓線形狀為直線形。如圖61所示?；顒觽茸o板在其兩側，內部留有安裝側推千斤頂和彈筒的空間。第6章 專題部分掩護梁的設計 掩護梁的設計1. 掩護梁承受頂梁部分載荷和掩護梁背部載荷并通過前后連桿傳遞給底座2. 掩護梁承受對支架的水平作用力及偏載扭矩3. 掩護梁和頂梁一起，構成了支架完善的支撐和掩護體，完善了支架的掩護和擋矸性能。 （59）則平均接觸比壓為： （510）式中 —平均接觸比壓；—支架工作阻力；B—底座與底板的接觸寬度；L—底座與底板的接觸長度。由于底板巖性不同，含水量不同等因素，使底板具有不同的抗壓強度。故滿足要求。 由于支架的工作阻力由立柱工作阻力之和的垂直分力及掩護梁和前、后連桿來承擔，而立柱的工作阻力之和不變，當值過大，說明掩護梁和前、后連桿受載增加，對掩護梁和前、后連桿不利；當值過小，說明立柱的工作阻力不能充分發(fā)揮。對圖點取矩，整理后有： （57） 將各數值代入公式()得值為：m整臺支架的工作阻力是由立柱工作阻力產生的。 （55） = =588kN （56） ==底板對底座的支撐反力與大小相等。將=3200 kN，=454 kN，=，=15，=53，=，=，=，=，=：代入數據算得=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54所示:圖54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 （53） （54）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。圖53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=。該支架整體受力如圖51所示，圖中和為已知，需求、及作用點位置。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，此時為無壓狀態(tài)；當周期來壓時，頂板下沉，使立柱下腔壓力增大，當增大到大于安全閥調正壓力時，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)，這是在設計和使用中必須注意避免的現象；當支架前移后，此時頂板處于無支護狀態(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)。第5章 支架的受力分析計算 頂板狀態(tài)在采煤工作面中，當煤被采出后，就會出現一定的空間，由于受上部巖層壓力，出現離層和裂隙，如果不及時支護，頂板就要冒落，不支護的時間越長，危險就越大。三孔式—中間孔安裝側推千斤頂，兩側對稱安裝彈簧筒。一般為對稱布置，這樣可以使側護板受力平衡。在掩護梁上一般僅在中間一個側推千斤頂，兩端各對稱布置一個彈簧筒。由于頂梁在頂板載荷作用下，要求側推千斤頂的推拉力大，才能靈活操縱頂梁側護板。優(yōu)點為防矸、防倒效果好。這種結構的缺點在于防矸、防倒效果與彈簧式差不多。 1. 無鎖緊回路且在不操作時，側推千斤頂處于浮動狀態(tài)，靠彈簧筒的彈簧力控制活動側護板與鄰架的間隙。 —當活塞桿全部縮回時，活塞桿鉸點之活塞桿腔出油孔中心線之距，對于掩護式支架，=141。如圖48所示 圖48平衡千斤頂最短位置上式中X由下式進行計算 當頂梁和掩護梁成180度時，平衡千斤頂達到最大長度,如圖49所示。為簡化計算，取如下兩種情況：假設平衡千斤頂的活塞桿全部伸出時頂梁和掩護梁成180度；平衡千斤頂的活塞全部縮回時，支架恰好在最高位置。取頂梁為分離體如圖47所示，對a點取距有：圖47頂梁受力圖 —平衡千斤頂推力/拉力(推力取“+”，拉力取“—”)W —頂板與頂梁之間的摩擦系數，—支架在最高位置時立柱傾角—支架在最高位置時平衡千斤頂傾角為保證平衡千斤頂與掩護梁不發(fā)生干涉，保證支架在不同高度時平衡千斤頂與掩護梁平行，可以取在最高位置時頂梁上平面與掩護梁的夾角。推移千斤頂的行程與推移步距有關，當推移步距為600mm時，推移千斤頂的行程為700~750mm，按液壓缸行程系列表選用700mm。在薄煤層中=100～150 kN；中厚煤層中=150～250 kN；厚煤層中=300～400 kN。由前面的計算可知道q＝=2=3200kN = = =15度代入得x=800mm由立柱傾角可得下柱窩位置。此時認為支架頂梁承受集中載荷在頂梁1/3處，取頂梁為分離體，受力情況如圖46所示。同時為偏于安全，可以認為頂梁前端載荷為零，載荷沿頂梁長度方向向后越來越大呈三角形分布，并按集中載荷計算。為簡化計算，假定頂梁與頂板均勻接觸，載荷沿頂梁長度方向按線性規(guī)律變化，沿支架寬度方向均布。2. 立柱柱窩位置的確定液壓支架立柱上柱窩位置的確定原則，從理論上分析，要使頂梁支撐力分布與頂板載荷分布一致。一般立柱軸線與頂梁的垂線夾角小于（支架在最低工作位置時），由于角度較大，可是調高范圍增加。1. 立柱布置(1) 立柱數，本課題設計ZY3200/15/35取支架為2柱。目前，在國內外一些大高度的新型支架上日益采用伸縮式立柱。雖然采用在支架上裝設機械加長桿的方法，在一定程度上可以擴大其調高范圍。在厚煤層開采中，為了增大支架對煤層厚度變化的適應性，常需使支架的伸縮比較大。立柱是液壓支架的主要承載與高度調節(jié)件。缸體的外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。在直徑（mm）處的底后可用下列公式計算： 式中 p—缸內所能形成的最大壓力，P=； —缸底材料的許用應力，鑄鋼=100MPa。為了保證導向長度，過分增大導向套長度和活塞寬度都是不適宜的，最好在活塞上不裝一個距離套，距離套的寬度有所需要的最小導向長度決定?！?。一般要求滿足下式。如果導向長度過小，將使立柱的初折曲增大，影響立柱的強度和穩(wěn)定性。2. 立柱工作阻力按下式進行計算： kN （47） 將各數值代入公式得立柱工作阻力為：kN表42支架工作阻力數值圓整標準（MT16987）（KN）12001600200024002800320036004000440048005200560064007200800090001000012000查表42圓整取支架工作阻力為3200kN，則P2=1600kN。此安全閥的動作壓力即為支架安全閥的調整壓力。取泵站額定工作壓力( MPa)減去從泵站到支架沿程壓力損失后的值為30 MPa，代入公式得立柱初撐力為： 安全閥壓力與立柱工作阻力的確定1. 安全閥壓力安全閥的調整壓力，按選定后的立柱缸體內徑和支架承受的理論支護阻力來確定。 將各數值代入公式44得立柱缸徑為：cm按北京煤礦機械廠標準（Q/BM327—82）表41選取比計算值大的標準值作為內徑，再選取配合尺寸。 （43）代入數值得=2910kN 確定立柱的技術參數立柱缸徑按下式進行計算： cm （44）—立柱缸體內徑—支架承受的理論支護阻力 kN—每架支架立柱數；—安全閥調整壓力，MPa，按產品樣本選取(或參考同類支架選取)。 kN/ （42）—當支架最大采高為時，支架應有的支護強度，kN/；—；kN/；— ，kN/；—所對應的采高，m； —所對應的采高，m。 立柱的設計 支護面積支架的支護面積按下式計算：mm （41）—支護面積，mm；—支架間距（支架中心距），—頂梁長度 —移架后頂梁前端點到煤壁的距離()，一般=+將各數值代入公式（41）得支架的支護面積為：＝ 支護強度，再根據老頂級別和采高確定支護強度。工作面傾角大，采高大或者底板松軟時，宜取上限。通常，掩護式支架的底座長度取3．5倍的移架步距(一個移架步距為0．6m)，；支撐掩護式支架的底座長度取4倍的移架步距。圖43 底座 底座參數的確定1. 底座長度的確定 底座是將頂板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。該底座整體性強，穩(wěn)定性好，與底板接觸面積大，比壓小。本次設計采用圖43示的底座結構。 (2) 排矸性能好，有利于保證推移裝置正常工作。 (4) 使用于地板比較松軟，采高與傾角較大以及頂板穩(wěn)定或頂板來壓較強烈等條件。 (2) 排矸性能差，容易堵卡，損壞推移機構部件。因此，底座除了滿足一定的剛度和強度要求外，還要求對底板起伏不平的適應性要強，對底板接觸比壓要小，要有足夠的空間能安裝立柱、液壓裝置、推移裝置和其它輔助裝置，要便于人員操作行走；能起一定的擋矸排矸作用；要有一定的重量，以保證支架的穩(wěn)定性等。（6）與工作面輸送機等組成交替前移的支撐點，防止支架與運送機下滑。（4）有一定的擋矸與排矸能力。（2）是整個支架結構穩(wěn)定性，整體性的基礎。鑒于以上比對，本次設計選取開式頂梁。開式頂梁的特點：可減輕頂梁重量，增加頂梁的抗彎強度。按頂糧的斷面形狀，還可以把頂梁分成如下結構形式：1. 閉式頂梁閉式頂梁為頂梁上、下蓋板與筋板焊接成封閉型，如圖41所示。支撐式支架后端焊有掛簾板，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。本次設計選取頂梁型式為：整體式頂梁，長度為2910mm。一般上翹1～3176。（3）可設置全長側護板，有利于提高頂板覆蓋率，改善支護效果，減少架間漏矸。頂梁對頂板載荷的平衡能力較強。為順利移架，前梁間一般要留有100～150mm間隙，從而增加了破碎頂板漏矸的可能性。對于分體梁，也要提高伸縮梁千斤頂的推拉力，與前梁千斤頂的推拉力匹配。（2）支撐面積大，對端面積頂板的支撐接頂性能好，因而適用于頂板中中等穩(wěn)定以下的掩護式或支撐掩護式支架。 1. 鉸接式頂梁鉸接頂梁的前段稱為前梁，后段為主梁，一般簡稱頂梁。（3）為護幫、防