【正文】 由于此次本人的知識(shí)和技術(shù)有限，所以設(shè)計(jì)必不能盡善盡美，存在著的瑕疵未未還望老師批評(píng)指導(dǎo)。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也有許多不足，有些學(xué)過(guò)的知識(shí)還不能夠和實(shí)際相聯(lián)系，很多東西不能學(xué)于至用；在參觀(guān)實(shí)習(xí)過(guò)程中，自己還不能把握住實(shí)習(xí)要點(diǎn)，希望老師能指點(diǎn)。首先，這是自己第一次的較大型的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在老師的幫助和同學(xué)的合作下，學(xué)會(huì)了該怎樣作畢業(yè)設(shè)計(jì)，從哪兒下手，怎樣規(guī)劃，有了這次經(jīng)驗(yàn)，下次會(huì)更加得心應(yīng)手．其次，自上大學(xué)以來(lái)，自己都學(xué)的是書(shū)本知識(shí)，而這次是理論聯(lián)系實(shí)踐，是自己更好的運(yùn)用于掌握了這幾年說(shuō)學(xué)的知識(shí)．再者，自己學(xué)會(huì)了該怎樣利用工具書(shū)和圖書(shū)館資源，知道如何找，上哪兒找，然后再加以吸收，補(bǔ)充自己的不足．最后，畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，從而培養(yǎng)了吃苦耐勞的精神和相對(duì)應(yīng)的工程知識(shí)。參 考 文 獻(xiàn)[1] ：世界圖書(shū)出版社，1992[2] 邢?？担好禾抗I(yè)出版社，1991[3] ：中國(guó)礦業(yè)學(xué)院出版社，1987[4] 楊振復(fù)，：煤炭工業(yè)出版社，1995[5]《綜采技術(shù)手冊(cè)》：煤炭工業(yè)出版社，2000[6] ：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000[7] ：北京理工大學(xué)出版社，1998[8] ：化學(xué)工業(yè)出版社，2004[9] ：機(jī)械工業(yè)出版社，2003[10] Luciana D’Adderio．Crafting the virtual prototype：howfirms integrate knowledge and capabilities across organizational boundaries [J]．Elsevier Science，Research Policy，2001。（4）設(shè)計(jì)了整個(gè)支架的液壓系統(tǒng)，以保證液壓支架的正常工作。（3）對(duì)液壓支架承載較大的構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核，包括頂梁強(qiáng)度校核，底座強(qiáng)度校核及前后連桿強(qiáng)度校核。其中重點(diǎn)進(jìn)行了支架四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算，由此得到支架各部分的設(shè)計(jì)參數(shù)。本論文在綜合分析國(guó)內(nèi)外放頂煤液壓支架的基礎(chǔ)之上，對(duì)液壓支架的工作原理及液壓支架的分類(lèi)進(jìn)行了概述，從而論證了放頂煤液壓支架的設(shè)計(jì)研究對(duì)于提高采煤工作面的綜合機(jī)械化水平具有重大意義。它的發(fā)明和應(yīng)用，使放頂煤開(kāi)采技術(shù)從高落式進(jìn)入一個(gè)全面機(jī)械化的新的發(fā)展階段。主要進(jìn)行了各類(lèi)閥體的選擇使用，以及立柱千斤頂?shù)牟季旨斑x型。按壓力液通過(guò)操縱閥后的用途不同，可分為全流量操縱閥和先導(dǎo)液壓操縱閥。在頂板急劇下沉的大流量(30~50)工況下，被封閉的液體壓強(qiáng)升高值不大于整定壓強(qiáng)的25%。立柱安全閥可以防止支架的主要承載結(jié)構(gòu)件過(guò)負(fù)荷，確保頂板巖層在不高于規(guī)定的工作阻力作用下沉降。支架常用的液控單向閥按其密封副形勢(shì)可分為平面密封型、錐面密封型和球面密封型。它是大多數(shù)支架立柱必不可少的控制元件之一。壓力控制閥主要有安全閥，方向控制閥主要有液控單向閥、操縱閥和液控分配換向閥等。 a b 推移千斤頂系統(tǒng)本設(shè)計(jì)選用：a 單向鎖緊回路前梁千斤頂系統(tǒng) 前梁千斤頂系統(tǒng)一般用單向鎖緊限壓回路。當(dāng)操縱操縱閥時(shí)，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(kāi)關(guān)閥去輔助移架千斤頂。 本設(shè)計(jì)選用：雙作用式推移千斤頂系統(tǒng)。這類(lèi)千斤頂控制系統(tǒng)一般由油缸上加一些必要的液壓閥構(gòu)成。在立柱的初撐階段，先由兩條壓力液管路共同供液，待頂梁支撐頂板，立柱活塞腔的液壓力大于中壓液管的壓力，單向閥關(guān)閉，由高壓小流量管路繼續(xù)供液，直至達(dá)到預(yù)定的初撐力。而當(dāng)樁柱升柱時(shí)，錨固柱必須處于升柱撐緊狀態(tài)；反之，當(dāng)錨固柱降柱時(shí)，樁柱的液路壓力要達(dá)到一定植，否則液壓打不開(kāi)限壓閥，不能進(jìn)入樁柱或錨固柱的活塞桿腔，樁柱或錨固柱就降不下來(lái)，從而可以起到相互閉鎖的作用。 a共用一個(gè)控制閥回路；b各用一個(gè)控制閥回路 多柱控制回路帶壓移架回路。 圖a 圖b 圖c 圖c 圖d 單柱控制回路多柱控制回路 a、b所示，圖中為兩根立柱并聯(lián)組成，同時(shí)動(dòng)作。 液壓支架的液壓系統(tǒng)擬定根據(jù)液壓支架的架型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定立柱和千斤頂數(shù)目，并擬訂液壓系統(tǒng)。此外，可以把泵站、中心控制臺(tái)和支架的液壓管路等部分作為支架的公用液壓系統(tǒng)。在液壓系統(tǒng)中，采用粘度低和容量大的液體作為工作介質(zhì)；液壓缸、操縱閥，其它調(diào)節(jié)和控制裝置等的數(shù)量大（高壓泵1~6臺(tái)、液壓缸300~1500個(gè)、安全閥150~300個(gè)，還有同樣數(shù)量的液控單向閥）； 很長(zhǎng)的液壓管路（200~300剛性管，500~3000高壓軟管）； 泵液壓缸傳動(dòng)系統(tǒng)的換算彈性模數(shù)較低； 根據(jù)支架的數(shù)量改變液流的參數(shù)； 所有支架的結(jié)構(gòu)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(fù)著相同的工序，這些工序的總和構(gòu)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(shí)現(xiàn)無(wú)故障作業(yè)和工作人員的安全，液壓系統(tǒng)的元件和部件要有好的密封性和可靠性。 液壓支架傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求對(duì)于液壓支架的傳動(dòng)裝置，應(yīng)具有以下基本要求：采用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，設(shè)備外形尺寸比較小，能遠(yuǎn)距離的傳遞大的能量能承受較大的載荷；沒(méi)有復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；再有爆炸危險(xiǎn)和含塵的空氣里保證工作安全；動(dòng)作迅速； 操作、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單； 過(guò)載及損壞保護(hù)簡(jiǎn)單；容積式液壓傳動(dòng)可最大限度的滿(mǎn)足這些要求，因此液壓支架均采用這種傳動(dòng)。液壓支架由不同數(shù)量的立柱和千斤頂組成，采用不同的操縱閥實(shí)現(xiàn)升柱、降柱、移架、推溜等動(dòng)作。工作面中每個(gè)支架的液壓控制回路多數(shù)完全相同，通過(guò)截止閥連接與主管路，相對(duì)獨(dú)立。乳化液泵站通常安裝在工作面下順槽，可隨工作面一起向前推進(jìn)。動(dòng)力源是乳化液泵，執(zhí)行元件是各種液壓缸。第五章 液壓支架液壓系統(tǒng)分析 液壓支架的液壓系統(tǒng)的簡(jiǎn)介液壓支架不僅需要有良好的結(jié)構(gòu)以適應(yīng)所工作的煤層地質(zhì)條件，而且還要配備完善而可靠的液壓系統(tǒng)及液壓元件來(lái)實(shí)現(xiàn)支架的優(yōu)良工作性能。對(duì)液壓支架承載較大的構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核，包括頂梁強(qiáng)度校核，底座強(qiáng)度校核及前后連桿強(qiáng)度校核。同前連桿一樣，后連桿也只受一個(gè)拉力作用，F(xiàn)后連桿=。所以合格。 底座有限元分析應(yīng)力結(jié)果顯示，四立柱每個(gè)柱窩受豎直向下的力P立柱=，前連桿受壓力P前連桿=59MPa，后連桿受拉力P后連桿=。彎曲截面系數(shù)： 式（）式中： ymax為中性軸到最遠(yuǎn)截面距離。圖 底座危險(xiǎn)截面因?yàn)榈鬃氰T造出來(lái)的，所以截面慣性矩近似用矩形公式計(jì)算： 式（）式中： b為截面寬mm。 底座的強(qiáng)度校核 底座受力圖已知： P1=2512, P2=2512.L1= 588mm, L2=1200mm, L3=1442mm 計(jì)算最大彎矩 式（）：兩柱窩中間的截面彎矩最大。 全部厚度為δ＝30mm首先對(duì)每塊鋼板編號(hào)，把位置狀態(tài)相同和截面積相同的鋼板編成一個(gè)號(hào)，然后計(jì)算截面面積最后計(jì)算截面形心距即：圖 頂梁截面圖F1=L1δ2=2=F2=F3=L2δ2=2= m2F4=F5=L4δ== m2 y1== y5==y2=y3=+2δ= y4=L1δ==y= 式（）=每個(gè)零件中心到截面形心的距離：a1=yy1==a2=yy2==a3=yy3==a4=yy4==a5=yy5==矩形截面的慣性矩為： 式（）式中b－截面寬度 h－截面高度計(jì)算每個(gè)零件的對(duì)截面形心的慣性矩103 m4103 m4103m4103 m4 103m4JZ=JZ1+JZ2+JZ3+JZ4+JZ5=103 +103+103+103+103=103m4 計(jì)算彎曲應(yīng)力和安全系數(shù) 式（）==安全系數(shù)：n=合格。為了安全，在A(yíng)A截面，采用最大彎曲應(yīng)力進(jìn)行校核?，F(xiàn)將此實(shí)驗(yàn)中頂梁的受力模型列于下圖中：、受力圖、剪力圖和彎矩圖圖b為剪力圖，從右向左取，向上為負(fù)，向下為正。1) 各構(gòu)件通常采用16Mn等普通低合金結(jié)構(gòu)鋼，并由具有標(biāo)準(zhǔn)厚度的鋼板焊接而成，?。?59MPa2) 底座用HT300，取3) 主要銷(xiāo)軸均采用CrMo等合金結(jié)構(gòu)鋼取屈服極限＝561Mpa4) 活塞桿均采用45號(hào)鋼，取屈服極限＝5) 結(jié)構(gòu)件、銷(xiāo)軸和活塞桿的強(qiáng)度條件為 式（）式中－危險(xiǎn)斷面計(jì)算出的最大應(yīng)力，MPa，－許用安全系數(shù)3. 缸體材料采用27SiMn無(wú)縫鋼管，取抗拉強(qiáng)度＝1020MPa，強(qiáng)度條件為 式（）式中：－缸體許用應(yīng)力，MPa－許用安全系數(shù)，～41）焊條抗拉強(qiáng)度?。?61Mpa，其強(qiáng)度條件式中σ－計(jì)算出的焊縫許用應(yīng)力按焊條類(lèi)型確定2）許用擠壓應(yīng)力按下式計(jì)算 式（）安全系數(shù)，查書(shū)得表：表41 安全系數(shù)安全系數(shù)前梁頂梁底座主要軸缸體焊縫活塞桿[n] ～4～4 頂梁的強(qiáng)度校核 頂梁中部集中載荷實(shí)驗(yàn)加載方式示意圖，剖面線(xiàn)部分為頂梁中部所加的鋼條，也就是作用力的位置。我國(guó)液壓支架強(qiáng)度計(jì)算中的強(qiáng)度條件：1. 強(qiáng)度校核均以材料的屈服極限計(jì)算安全系數(shù)。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。X＇—底座集中力距底座后端距離，mm—前后立柱下鉸點(diǎn)距底座下平面之距， =200mm —前連桿下鉸點(diǎn)距底座下平面之距， =1452mm—后連桿下鉸點(diǎn)距底座下平面之距， =900mm—前后立柱下鉸點(diǎn)之距， =1200mm—后排立柱下鉸點(diǎn)與底座后端之距， =1192mm—前后連桿下鉸點(diǎn)水平距離 ， =792mm的反作用力由于支架重量相對(duì)于支架所受工作阻力很小，所以支架的重量可以忽略不計(jì)，支架底座集中力與頂梁集中力相等, KN由式（38）得X`=本章對(duì)支架重要部件進(jìn)行了受力分析，主要包括頂梁、掩護(hù)梁及底座的受力分析，由于這些構(gòu)件在工況下的受力較為復(fù)雜，在對(duì)其受力分析時(shí)采用分離式的分析方法，這樣就簡(jiǎn)化了分析過(guò)程，式分析過(guò)程更為清晰。后連桿受力: 式（）式中： —后連桿與水平的夾角， 75度—前連桿與水平面的夾角，57度的反作用力。于是可求出支架實(shí)際支護(hù)強(qiáng)度如下式： 式（）式中： Lg—頂梁長(zhǎng)度， mmB—頂梁寬度，Δ—頂梁前端至煤壁的距離，300mm代入公式（310）得:＝。頂梁前端比壓q2為0，頂梁后端比壓q3為：10 MPa 式（）式中： —頂梁后端比壓, mpa Bm—頂梁寬度，Bm=1500mm代入公式（37）得MPb)當(dāng)＞X＞時(shí),載荷呈梯形分布，頂梁前端比壓為： 式（）式中： —頂梁前端比壓, mpa Lg—頂梁長(zhǎng)度， 5675mmB—頂梁寬度，Bm=1500mm代入公式（38）得=頂梁后端比壓為 式（）代入公式（39）得:= Mpa支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)束，其結(jié)構(gòu)尺寸已定。設(shè)頂梁長(zhǎng)為L(zhǎng)g，頂板的集中載荷為F1，其作用點(diǎn)距頂梁一端為x。由于頂板與頂梁接觸情況不同，載荷實(shí)際分布很復(fù)雜。 頂梁分離體受力分析、X： 式（） 式（）式中：—頂梁所受集中力 KNω—頂梁頂板摩擦系數(shù) ， ω=—前排立柱的合力 =2512（KN）P—后排立柱的合力，P=2512（KN） —頂梁a 點(diǎn)所受垂直力，KN由式(31)和(32)聯(lián)立，求Fn整理得 式（）式中： θ—瞬心角（度）代入公式（33）得:≈ KN 由式（31）得:=(sin18?+sin8?)= (KN)由式（35）得:ya=－2512（cos18?+cos8?）= (KN) 式（）式中：x —后梁集中力作用點(diǎn)與頂梁后端之距 mm 。第3章 液壓支架的受力分析放頂煤液壓支架作為放頂煤開(kāi)采技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備 ,它設(shè)計(jì)的好壞 ,是放頂煤開(kāi)采技術(shù)能否進(jìn)一步推廣和發(fā)展的關(guān)鍵。圖215 放頂煤液壓支架本章完成了液壓支架的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括支架主要尺寸的確定，頂梁、掩護(hù)梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及參數(shù)確定，底座、立柱及液壓千斤頂?shù)倪x擇。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(qiáng)筋板組成，長(zhǎng)1080㎜，寬290㎜。長(zhǎng)框架推移裝置的缺點(diǎn)是傳力框架較長(zhǎng)，桿端面小，因而剛度不易保證，容易發(fā)生彎曲變形。短框架推移裝置與長(zhǎng)框架推移裝置工作原理形同無(wú)論是長(zhǎng)框架還是短框架推移裝置，都可以把推移千斤頂設(shè)計(jì)成傾斜裝置，前高后低。支架撐緊頂板時(shí)，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?duì)傳力框架的推