【正文】 ——活塞桿斷面慣性矩。 立柱的強(qiáng)度校核（1）油缸的穩(wěn)定性驗算油缸的穩(wěn)定性條件： （627）式中 ——油缸穩(wěn)定性極限力，KN。，可按標(biāo)準(zhǔn)厚度鋼材減薄，或減少加強(qiáng)筋板高度，以減輕支架重量，降低成本。 —計算出的焊縫許用應(yīng)力； —按焊條類型來定： 許用安全系數(shù)，如表64所示。 許用安全系數(shù)，～4。：。(2)主要銷軸均采用CrMo等合金結(jié)構(gòu)鋼，取=561MPa。1. 強(qiáng)度校核均以材料的屈服極限為計算安全系數(shù)。但是由于液壓支架的結(jié)構(gòu)特點、外載荷特點以及使用條件的特殊性，在強(qiáng)度計算中的強(qiáng)度條件也有其特殊性。 立柱的強(qiáng)度校核 強(qiáng)度校核的條件在液壓支架的研制、試驗過程中，各構(gòu)件的強(qiáng)度汁算是極為必要的。一般要求在支架工作段內(nèi)，支撐掩護(hù)式液壓支架有與立柱傾角較小，值應(yīng)在95%~105%之間；掩護(hù)式液壓支架由于立柱傾角較大，值應(yīng)該大于90%以上。對于掩護(hù)式液壓支架的支撐掩式液壓支架而言，兩者并不相等。則頂梁前段比壓為0，頂梁后端比壓為； 底座接觸比壓的計算驗算底座時，按平衡千斤頂受拉力計算。頂梁前端比壓為0，頂梁后端比壓為：M （618） 當(dāng)時，載荷呈梯形分布。則 圖68a頂梁三角形載荷分布 圖68b頂梁梯形載荷分布時，載荷分布為三角形。為了計算方便，假設(shè)頂梁與頂板均勻接觸且載荷為線性分布。代入公式得；=1521mm 頂梁載荷的分布頂梁載荷分布在把頂梁所受頂板的載荷求出后，就可以進(jìn)一步計算出載荷在頂梁上面的分布情況。作用點的位置可以由取整體支架為分離體求出。若這個條件強(qiáng)度計算能滿足，其他條件都能滿足。 再取頂梁和掩護(hù)梁為分離體：如圖67所示，對點取矩，可求得的表達(dá)式，將此式與上式聯(lián)立，解出如下：圖67頂梁和掩護(hù)梁分離體 （616）再把此式代回上式，可解出。（4）受力計算該支架整體受力如圖65所示，圖中和為已知，需求、及作用點位置。（2）支架工作狀態(tài)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(dāng)周期來壓時，頂板下沉，使立柱下腔壓力增大，當(dāng)增大到大于安全閥調(diào)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(hù)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(shè)計和使用中必須注意避免的現(xiàn)象；當(dāng)支架前移后，此時頂板處于無支護(hù)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)。頂梁受拉和受壓時分別代入公式614取平均值得： =250mm平衡千斤頂?shù)男谐虨?00mm 液壓支架受力分析與計算 鉸接式頂梁掩護(hù)式液壓支架的分析與計算（1）頂板狀態(tài)在采煤工作面中，當(dāng)煤被采出后，就會出現(xiàn)一定的空間，由于受上部巖層壓力，出現(xiàn)離層和裂隙，如果不及時支護(hù)，頂板就要冒落，不支護(hù)的時間越長，危險就越大。平衡千斤頂在推力時，取 式中為頂梁長度。 —平衡千斤頂活塞桿鉸點至頂梁面之距，當(dāng)支架降到頂梁和掩護(hù)梁成時，為使平衡千斤頂不與掩護(hù)梁發(fā)生干涉，所以可以按下式進(jìn)行計算：（m） (615)式中 —掩護(hù)梁厚度（m） —平衡千斤頂外徑（m） —平衡千斤頂外徑與掩護(hù)梁間之間隙，一般取 —瞬心點至頂梁和掩護(hù)梁鉸點之距（） —立柱柱窩中心至平衡千斤頂上鉸點之距（） —平衡千斤頂上鉸點至頂梁和掩護(hù)梁鉸點之距 —支護(hù)阻力合力作用點位置。（取30MPa）——活塞桿直徑 ——推移千斤頂?shù)囊萍芰Γ霐?shù)據(jù)求得，= =參照表63，選取推移千斤頂技術(shù)參數(shù)如下：缸徑 桿徑 推力 拉力 泵壓 由采煤機(jī)規(guī)格，推移步距為650mm,則推移千斤頂步距為700750mm,參照資料規(guī)定選行程為750mm（2）側(cè)推千斤頂技術(shù)參數(shù)確定選取側(cè)推千斤頂?shù)募夹g(shù)參數(shù)如下缸徑 桿徑 推力 拉力 行程 表64液壓缸活塞行程系列表第一系列第二系列第三系列第一系列第二系列第三系列50450635008055090600100650110700125750140800160900170925185950200100022010502401100260280115012503001300320350400（3）前梁千斤頂技術(shù)參數(shù)的確定參照平衡千斤頂?shù)募夹g(shù)特性，查表63及表64選取前梁千斤頂?shù)募夹g(shù)參數(shù)如下：缸徑 桿徑 推力 拉力 行程 （4）護(hù)幫板千斤頂?shù)募夹g(shù)參數(shù)的確定選取護(hù)幫板千斤頂?shù)募夹g(shù)參數(shù)如下：缸徑 桿徑 推力 拉力 行程 （1）平衡千斤頂在頂梁上位置的確定取頂梁和掩護(hù)梁為分離體 （如圖64示） (613)取頂梁為分離體為： (614)圖64式中—平衡千斤頂?shù)耐屏?、拉力（推力取“＋”、拉力取“－”）　　—頂梁與掩護(hù)梁之間的摩擦系數(shù)，—支架在最高位置時的立柱傾角—支架在最高位置時平衡千斤頂傾角。厚煤層中=300~400KN。直接推移千斤頂?shù)母讖剑? (69）式中 ——推移千斤頂?shù)耐屏?，一般?100KN。可以使移架力大于推溜力。為了解決這個問題，故降推移千斤頂設(shè)計成幾種移架力大于推溜力的結(jié)構(gòu)形式，框架連接方式就是其中的一種。2)由于掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式液壓支架質(zhì)量較大，為了提高移架力，就要增加缸徑或提高供液壓力。代入公式(68)得； =查表（63）得=85mm。 平衡千斤頂技術(shù)參數(shù)的確定平衡千斤頂缸體內(nèi)徑的計算： (67） 式中：—平衡千斤頂?shù)耐屏?88KN —平衡千斤頂?shù)睦?95KN —根據(jù)上述=40MP代入公式（67）得： = =表（6—3） 千斤頂內(nèi)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)表缸徑/mm160140125100806350桿徑/mm14010085100857070635045454032泵壓/Mpa推力/KN6374903922451579863拉力/KN150038244523430428412715798108485840推薦材料/mm缸19222168201461412114102148311桿15217105圓鋼95圓鋼110/105圓鋼95圓鋼85圓鋼80/85圓鋼70圓鋼————— 查表（6—3）得平衡千斤頂缸徑內(nèi)徑取=140mm，外徑為168mm。按幾何關(guān)系可列 。（2）立柱下柱窩位置的確定立柱下柱窩位置的確定設(shè)為，要有利于移架 ，是底座前端比壓小。 —活塞全部縮回立柱的總長度。由前面的計算可知q=； =；=3m； =2=； =； = m； =代入得（取900mm）立柱全部伸長時的長度是2803mm；立柱全部縮回時的長度是1770mm =式中： 單位缸行程。此時認(rèn)為支架頂梁承受集中載荷在頂梁1/3處，取頂梁為分離體。同時為偏于安全，可以認(rèn)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。 立柱柱窩位置的確定（1） 立柱上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于頂板與載荷分布一致。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64= 安全閥壓力和立柱工作壓力的確定安全閥選用YF1B型調(diào)正壓力=40 MPa。外缸內(nèi)徑/mm活塞外徑/mm工作阻力/KN額定工作壓力/MPa250240235250220210196020018517641801701372160150980140130784表62 立柱缸徑缸、活塞柱徑配合關(guān)系表查表62選取配合尺寸為：外缸內(nèi)徑180mm，活柱外徑170mm，工作阻力1372kN。)，(支架降到最低工作位置時，角最大)。KN/ ——在在架型選擇表35高于但與之相鄰的采高對應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度。由于實際最大采高不一定正好和表35所列采高相同，所以要用插值法重新計算： （62）式中 ——支架最大采高Hm時支架支護(hù)強(qiáng)度。 支護(hù)強(qiáng)度的計算支護(hù)強(qiáng)度的計算可借助于表35。 （3） 用鋼絲擋圈固定 液壓支架支護(hù)技術(shù)參數(shù)的確定 支護(hù)面積的確定Fc = bc( Lg +Δ) （61）式中:Fc支護(hù)面積，；bc頂梁寬度；Lg定量長度；Δ移架后頂梁前端到煤壁的距離，一般取Δ=+e，m。導(dǎo)向套內(nèi)表面與活塞桿的配合精度一般采用，有時，為簡化缸口結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向套和缸蓋合成一個部件。導(dǎo)向套與活塞桿表面既要緊密接觸又要動作靈活，同時要承受活塞桿形成的橫向載荷。缸蓋和缸體相連，保證環(huán)形腔密封和承壓。缸口是缸體與活柱和活塞桿接觸的部位，他裝有密封圈，導(dǎo)向套和缸蓋等主要部件?；钪突钊麠U與導(dǎo)向套的配合精度為，外了防止在礦井條件下表面生銹和腐蝕，表面鍍，并要注意保護(hù)。（3）用半圓環(huán)叫彈性擋圈固定，在活塞頭的環(huán)槽內(nèi)卡進(jìn)兩個半圓在用彈簧卡圈固定在半圓環(huán)的槽內(nèi)?？梢圆患訐跞?、活塞的軸向固定有三種形式：（1）用螺帽加防松螺釘固定。蕾形密封圈是一個U形夾布橡膠圈和唇內(nèi)夾橡膠壓制而成的單向?qū)嵭拿芊馊?。鼓形密封圈是兩個夾布U型橡膠圈中間夾一塊橡膠壓制而成的整體實心密封圈，他和兩個L型防擠圈一起使用，~，可以不加擋圈。在不承受橫向力或橫向力很小的情況下，可以用保護(hù)密封圈的尼龍當(dāng)圈兼做導(dǎo)向環(huán)?；钊商自诨钪?，或直接焊接在活柱上，活塞與缸體內(nèi)徑的配合精度一般為,用鋼制作活塞時，可以在活塞上安裝導(dǎo)向環(huán)與缸體內(nèi)徑配合。缸體內(nèi)表面是活塞的密封表面，所以要求很高的加工精度，鄭州煤礦機(jī)械廠用粗﹑精鏜后在研磨，它的配合精度為—。 立柱的結(jié)構(gòu)組成1． 缸體缸體是立柱的承壓部件。當(dāng)高壓液進(jìn)入中缸上腔，下腔回液，中缸下降；當(dāng)中缸降到底時，一方面底閥被缸底頂開，另一方面中缸上孔正對立柱上部進(jìn)液孔，如圖62c所示。當(dāng)中缸全部伸出后中缸下腔壓力增加，當(dāng)壓力增加至超過底閥彈簧調(diào)正壓力時，底閥打開，高壓液進(jìn)入上柱下腔，上柱上腔液體經(jīng)中腔上部小孔排出，使上柱伸出，如圖62b所示。當(dāng)下腔進(jìn)液上腔回液時伸柱，反之為降柱。圖61 立柱類型a單作用活塞式；b單作用柱塞式；c雙作用活塞式；d、e、f雙伸縮式 立柱的工作原理1）單伸縮立柱的動作原理單伸縮單作用活塞式或柱塞式立柱，靠液壓力伸柱，靠自重或彈簧力降柱。為提高橫向穩(wěn)定性減少對底板的比壓，~，底座中間安裝推移裝置的橫向?qū)挾?，與推移裝置的結(jié)構(gòu)和千斤頂缸徑有關(guān)，~。)（2400cos41+300+e）+100=2881綜上所述圓整得到頂梁長度=3000mm. 頂梁寬度和底座寬度的確定—頂梁寬度。底座長度=2250mm，e=30mm，掩護(hù)梁與頂梁鉸點至頂梁后端點之距=100mm。 頂梁長度的計算掩護(hù)式與支撐掩護(hù)式頂梁長度的計算公式為頂梁長度=(配套尺寸+底座長度+AcosQ1)（GcosP1+300+e）+掩護(hù)梁與頂梁鉸點至頂梁后端點之距式中： 底座長度—底座前端至后連桿下鉸點之距；e—支架