【正文】 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)采用的閥類(lèi)元件有：（1）4WMM16J型三位四通電磁換向閥，（2）SLGG230/2型液控單向閥,（3）Y2H20型溢流閥，（4）H91320P型單向閥（5）CJZQH3215F型截止閥。綜合諸因素，本系統(tǒng)油管可參照各閥件的尺寸，分別選通徑為1120的鋼管，在液壓站通往支架的一段選用通徑為15的膠管。 管路系統(tǒng)總壓力損失及壓力效率（1）管路系統(tǒng)總壓力損失=沿程壓力損失之和+局部壓力損失之和，即對(duì)于多條支路的液壓系統(tǒng)，通常選壓力損失最大的支路來(lái)計(jì)算， （2）管路系統(tǒng)的壓力效率式中 —液壓系統(tǒng)的調(diào)速壓力。系統(tǒng)的發(fā)熱由泵和執(zhí)行元件功率損失，溢流節(jié)流損失和閥及管道壓力損失等引起的，驗(yàn)算可按下式粗略地計(jì)算，系統(tǒng)溫升是否超過(guò)允許值，若超過(guò)則要采取冷卻措施。 溢流損失引起的熱量 (W)式中 —溢流閥的調(diào)定壓力(KPa)—溢流流量(L/min)。 總的發(fā)熱量系統(tǒng)靠管道和油箱散熱，若溫升超過(guò)許可值，要采用一定的冷卻措施。對(duì)于固定式油箱，工自然冷卻情況下，油面水平達(dá)油箱高度的80%時(shí)，油箱的有效容量可用下列近似公式計(jì)算： （）式中 —總發(fā)熱損失功率（W）； —長(zhǎng)時(shí)間工作后的油溫（℃），取45℃； —周?chē)諝鉁囟龋ā妫?，?0℃。第七章 工作圖設(shè)計(jì) 支架的高度和伸縮比（1）根據(jù)所設(shè)計(jì)的支架架型為ZY2000/16/28型,最大和最小結(jié)構(gòu)高度分別為:Hmax= ,Hmin=.（2）支架伸縮比支架的伸縮比指最大與最小支架高度之比值即： =液壓支架的使用壽命較長(zhǎng)，并可能被安裝不同采高的采煤工作西，所以，支架應(yīng)具侖較大的伸縮比。煤層較薄時(shí)選大值。由于伸縮比m,故應(yīng)選雙伸縮立柱或帶機(jī)械加長(zhǎng)桿的單伸縮立柱。 支架間距支架間距B要根據(jù)支架型式來(lái)確定，但由于每架支架的推移千斤頂都與工作面輸送機(jī)的一節(jié)溜槽相連，因此主要根據(jù)輸送機(jī)溜槽每節(jié)長(zhǎng)度及槽幫上千斤頂連接塊的位置來(lái)確定，千斤頂連接塊的位置在溜槽中長(zhǎng)的中間，所以除節(jié)式相邁步式支架外。在設(shè)計(jì)支架的底座長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮如下方面：支架對(duì)底板的接觸比壓要??；支架內(nèi)部應(yīng)有足夠的空間用于安裝立柱液壓控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置；使于人員操作相行走，保證支架的穩(wěn)定性等。具體根據(jù)實(shí)際取值。用解析法來(lái)確定掩護(hù)梁和后連桿的長(zhǎng)度，如圖71所示。從幾何關(guān)系出發(fā)可以列出如下公式： GcosP1AcosQ1=L2 (72) GcosP2AcosQ2=L2 聯(lián)立兩式可得：A/G=cosP2cosP1/cosQ2cosQ1 (73) 按四連桿機(jī)構(gòu)幾何特征要求，選定PP2代入式73可以求得A/G的比值，由于支架形式不同，一般的比值按以下范圍來(lái)取。由已知參數(shù)計(jì)算： H1=Hm200200=2800400=2400mm H2=Hn200200=1600400=1200mm設(shè)定：P1=51176。Q1=79176。由式73可得：A/G= cosP2cosP1/cosQ2cosQ1=將HPQA= 代入式74可得：2400=Gsin41176。G=1790mmA==1035mm（2）幾何作圖法的過(guò)程幾何作圖作圖過(guò)程。作圖步驟如下：d圖75 采用幾何作圖法設(shè)計(jì)的四連桿機(jī)構(gòu)（1）確定支架后連桿下鉸點(diǎn)O點(diǎn)的位置，與中煤北京煤機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的QY24010/26類(lèi)比確定該距離為280mm。（3）過(guò)O點(diǎn)作與HH線(xiàn)夾角為Q1的斜線(xiàn)。（5）過(guò)a點(diǎn)作與HH線(xiàn)有夾角α1的斜線(xiàn)，以a點(diǎn)為圓心，以G為半徑作圓弧交此斜線(xiàn)于一點(diǎn)e‘，此點(diǎn)為掩護(hù)梁與頂梁的鉸點(diǎn)。（7）以a為圓心，（～），在掩護(hù)梁上交與一點(diǎn)b，為前連桿上鉸點(diǎn)的位置。（9）在垂線(xiàn)上作液壓支架在最低位置時(shí)，頂梁與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)e’’’。（11）以O(shè)點(diǎn)為圓心，Oa為半徑作弧。（13）以e’’’為圓心，掩護(hù)梁長(zhǎng)ae’為半徑作弧，交與最前面圓弧上一點(diǎn)a’’，此點(diǎn)為支架降到最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。（15）連接a’O、a’’O，為液壓支架降到中間某一位置和最低位置時(shí)后連桿的位置。② 按確定四連桿機(jī)構(gòu)尺寸的方法,確定四連桿及掩護(hù)梁長(zhǎng)度。COS(Q1)]一[G故頂梁長(zhǎng)度L為：L=mm④ 確定立柱布置（a）立柱數(shù)掩護(hù)式支架立柱數(shù)為兩根。一般立柱軸線(xiàn)與頂梁的垂線(xiàn)夾角小于30度（支架在最低工作位置時(shí)），立柱傾角加大可以可以使頂梁柱窩位置前移，使頂梁前端支護(hù)能力增大。支架頂梁只支承兩柱時(shí),上柱窩位置在頂梁后部,～::1,而下柱窩的位置根據(jù)立柱的角度來(lái)定。但頂板載荷復(fù)雜，分布規(guī)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。把支架的空間桿系結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化成平面桿系結(jié)構(gòu)。所以，支架支撐力分析也為三角形，以此計(jì)算立往上住窩位置。代入以上公式計(jì)算得 x＝。（d）平衡千斤頂位置的確定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78所示 78 頂梁和掩護(hù)梁分離體 取 取頂梁為分離體式中 平衡千斤頂?shù)耐屏?、拉力（推力取“＋”拉力取““? 支架在最高位置時(shí)的立柱傾角支架在最高位置時(shí)平衡千斤頂?shù)膬A角平衡千斤頂在拉力時(shí),取X=,平衡千斤頂在推力時(shí)，取X=,式中為頂梁的長(zhǎng)度。為簡(jiǎn)化計(jì)算，取如下兩種情況：假設(shè)平衡千斤頂?shù)幕钊麠U全部伸出時(shí)頂梁和掩護(hù)梁成；平衡千斤頂?shù)幕钊麠U全部縮回時(shí)，支架恰好在最高位置。(5) 側(cè)護(hù)板尺寸的確定① 頂梁側(cè)護(hù)板側(cè)向?qū)挾?按支架升降高度和移架步距來(lái)定。② 掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板的側(cè)向?qū)挾?主要考慮移架步距,一般比一個(gè)步距大100mm,即側(cè)護(hù)板寬度大于700mm,當(dāng)一架固定另一架前移時(shí),原不動(dòng)支架的掩護(hù)梁的側(cè)護(hù)板不至于離開(kāi),所以掩護(hù)梁側(cè)護(hù)板下部要加寬。 第八章 支架的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算 整體式頂梁掩護(hù)支架受力分析當(dāng)支架撐牢在頂?shù)装逯g時(shí)，取其整體或部件為分離體，皆處于平衡狀態(tài)。該支架整體受力如圖81所示。圖81 整體受力圖首先，取頂梁為分離體，如下圖82所示。圖8－2 支架受力圖一、強(qiáng)度條件(1) 強(qiáng)度校核均從材料的屈服極限計(jì)算安全系數(shù)(2) 結(jié)構(gòu)件，銷(xiāo)柱，活塞桿的屈服極限及強(qiáng)度條件① 各結(jié)構(gòu)件受力普通低合金結(jié)構(gòu)鋼為15MnVN或16Mn鋼板焊接成，取極限4500Kg/㎝178。② 主要銷(xiāo)柱均采用合金結(jié)構(gòu)鋼為35CrMo元鋼，取屈服極限5500 Kg/㎝178。④ 以上主要件的強(qiáng)度條件為 n = ≥[n]其中 :危險(xiǎn)斷面計(jì)算出的最大應(yīng)力，[n]：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1000 Kg/㎝178。(4) 焊接抗拉強(qiáng)度取 = 5500 Kg/㎝178。 n=/≥[n]其中T為計(jì)算出的焊接應(yīng)力(5) 許用擠壓應(yīng)力按下式進(jìn)行計(jì)算 [] = (6) 各結(jié)構(gòu)件鋼板應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸(7) 安全系數(shù)，各安全系數(shù)如下所示 前 梁：頂 梁：底 座：掩護(hù)梁：活塞桿前連桿：后連桿：立 柱：缸 體：焊 縫： 三、頂梁強(qiáng)度計(jì)算：（1）頂梁的受力情況假設(shè)頂?shù)膬啥酥?，如下圖83所示。）261 420 192 80 96 80(cm) () 4326．19 －第i件板的截面積；－第i件板中心到截面形心的距離；－第i件板對(duì)截面形心的慣性矩。故安全系數(shù)為：【】，所以頂梁滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。底座對(duì)底板的比壓值應(yīng)小于底板的抗壓強(qiáng)度，否則底座會(huì)陷入底板，造成移架困難，頂?shù)装逡苿?dòng)量增大，支架失穩(wěn)及支承力降低等現(xiàn)象。 油缸穩(wěn)定性條件： 式中 ——油缸穩(wěn)定性極限力（kN），——油缸最大工作阻力(kN)——活柱斷面慣性矩。查上圖得＝35，故＝3044 kN980 kN，油缸滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求。＝－活柱外徑為150mm，－活柱內(nèi)徑126mm?；钪淖畲髲澗貫椋夯钪膽?yīng)力為由于軸向力形成的壓應(yīng)力和彎曲形成的彎曲形成的彎曲應(yīng)力,即:,活柱材料選用27SiMn無(wú)縫鋼管,安全系數(shù)由于活柱安全系數(shù)n=。當(dāng)時(shí)，按中等壁厚缸體計(jì)算。為許用安全系數(shù)。最大彎矩所在位置為：式中為機(jī)械加長(zhǎng)桿慣性矩，為彈性模量，P為立柱工作阻力。由上式可知最大彎矩發(fā)生在處，即機(jī)械加長(zhǎng)桿與活柱結(jié)合的地方。圖85 極限力的計(jì)算圖結(jié) 論我本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的液壓支架為ZY2000/16/28型，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)的計(jì)算與校核，其強(qiáng)度和性能都達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。拓寬了我的知識(shí)視野，開(kāi)闊了我的理性思維，為我將來(lái)無(wú)論是走向工作崗位，還是繼續(xù)學(xué)習(xí)深造都奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)這方面的研究，我掌握了一定的方法，四連桿機(jī)構(gòu)是我們?cè)谌粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的機(jī)構(gòu)，并且是應(yīng)用最為平凡的機(jī)構(gòu)，掌握好對(duì)四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析將是我這次設(shè)計(jì)的最大收獲。頂梁是掩護(hù)式液壓支架的主要構(gòu)件，也是液壓支架設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，其中頂梁的選型、選材和焊接結(jié)構(gòu)最為關(guān)鍵，它關(guān)系到液壓支架的使用壽命、安全性及其穩(wěn)定性。另外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我進(jìn)一步增強(qiáng)了我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我有機(jī)會(huì)對(duì)大學(xué)四年所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)課知識(shí)進(jìn)行全面鞏固和全新的總結(jié)，使我能夠?qū)⒆约核鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。致 謝光陰如梭，兩個(gè)多月的時(shí)間在充實(shí)勞頓中不知不覺(jué)中度過(guò)。我欣慰自己能夠?qū)⑽宜鶎W(xué)知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合；更欣慰自己有勇氣和膽量去嘗試，去追求，去創(chuàng)新。借此之際，特向指導(dǎo)老師表示衷心的感謝。由于時(shí)間倉(cāng)促，本人水平有限，難免有錯(cuò)誤和不足之處，敬請(qǐng)各位老師指