【正文】 夾角Q，應(yīng)滿足如下要求：支架在最高位置時，P≤52176。Q≤75176。；支架在最低位置時，考慮矸石便于下滑，以防矸石停留在掩護梁上，根據(jù)物理學(xué)摩擦理論可知，則要求，如果按鋼和矸石的摩擦系數(shù)f=，可求得，則P=176。為宜，而角主要考慮掩護梁底部距底板要有一定距離，防止支架后部冒落巖石卡住后連桿，使支架不能降下來，一般取Q≥25176。；還有書上的說法：是 在支架最小支護高度時，掩護梁傾角應(yīng)保證移架過程中掩護梁背負的殲石能沿梁體下滑，即滿足P＝～18176。以上分析得知，為使支架受力合理和工作可靠，在設(shè)計四連桿機構(gòu)的曲線運動軌跡時，應(yīng)盡量使支架的工作段要取雙紐線向前凸的那一段，所以當已知掩護梁和后連桿的長度后，從這個觀點出發(fā)，在設(shè)計時，只要把掩護梁和后連桿簡化成曲柄滑塊機構(gòu)，進行作圖就可以了。 掩護梁和后連桿構(gòu)成的曲柄滑塊機構(gòu)其具體做法是順時針轉(zhuǎn)動后連桿使支架最高位置時的點向下作近似直線運動，在掩護梁上定有一點在運動中有一段近似圓弧軌跡，只要找到這個圓弧軌跡的曲率半徑和曲率中心，就可以找到前連桿的位置和長度了。這樣四連桿機構(gòu)就可以確定了。后連桿下鉸點至底座底面之距,般根據(jù)支架最小高度確定，薄煤層支架取=150—250vmm，對中厚煤層支架?。?50—450mm，對大采高支架?。?50—600mm。這個尺寸的選取最好進行同類支架的選取，在設(shè)計中我發(fā)現(xiàn)若是這兩個尺寸選取不當會導(dǎo)致后續(xù)的麻煩。 已知條件是支架的最大高度＝3200mm和支架的最低高度＝1400mm，要求在這范圍內(nèi)掩護梁上的鉸點上下運動時的軌跡是一條直線或近似直線，水平偏移量不許超過70mm。用解析法來確定掩護梁和后連桿的長度，：設(shè)：G—掩護梁長度；A—后連桿長度；—點垂直線到后連桿鉸點之距；—支架最高位置時的計算高度；—支架最低位置時的計算高度。已知=，= ，最大計算高度和最小計算高度的確定。、=14176。、=25176。并以點為圓心，為半徑，交上一點點；以為圓心，為半徑，交上一點點，該、三點為液壓支架在三個位置時前連桿的上鉸點；1連接、為液壓支架降到中間位置和最低位置時后連桿的位置；1分別作和的垂直平分線交一點，即為前連桿下鉸點，為前連桿長度；1過點向H—H線作垂線，交一點，則，和為液壓支架的四連桿機構(gòu)。最終液壓支架四連桿機構(gòu)的幾何作圖得到的最終結(jié)果， 頂梁長度的確定 支架工作方式對頂梁長度的影響 支架工作方式對頂梁長度的影響很大。這是因為采用先移架后推溜的工作方式時，支架要超前輸送機一個步距，以便采煤機過后，支架能及時前移，支控新暴露的頂板，做到及時支護。 支架工作方式比較圖 — 先推溜后移架工作方式（活塞桿處于收縮狀態(tài)） — 先移架后推溜工作方式（活塞桿處于伸出狀態(tài)）。、 — 支架在最高位置，分別為后連桿和掩護梁與水平面的夾角。刮板輸送機型號SGB764/264，規(guī)格（長寬高）（mm）為1500764222配套尺寸=800+154+130+764+190+25=2063mm底座長度=2800mm頂梁長度=(2063+2800+1234cos70176。+300+19) +200=3974mm 立柱布置本支架采用雙伸縮立柱。故選立柱數(shù)目為2。頂板所需的支護強度取決于頂板的等級和煤層厚度。 式中， —作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)，取　K=5。取最大截割高度，—巖石密度，一般取　故： 支架支撐頂板的有效工作阻力為： 　式中： —支架的支護面積， 　式中： —支架頂梁長度，　??； —梁端距，　　； —支架頂梁寬度，　　； —架間距，　　。初撐力的大小對支架的支護性能和成本都有很大影響。但對乳化液泵站和液壓元件的耐壓要求提高。初撐力在立柱設(shè)計中計算。本次設(shè)計取推溜力為150。薄煤層一般為100～150，中厚煤層為150～300，厚煤層為300～400，本次設(shè)計取移架力為 200 ；4 液壓支架主要部件設(shè)計 支架主要部件的設(shè)計要求頂梁是支護頂板的直接支撐構(gòu)件，除滿足一定的剛度和強度外，還要滿足支護頂板足夠的頂板覆蓋率；同時盡可能的要適應(yīng)頂板的不平整性，使頂梁與頂板的接觸應(yīng)力均勻，避免因局部壓力而引起損壞。掩護梁是支架的掩護構(gòu)件，除防止采空區(qū)冒落的矸石涌于工作面外，并承受冒落矸石的壓力和頂梁分解的水平力。因此除滿足一定的剛度和強度外，對底板起伏不平的適應(yīng)性要強；對底板接觸比壓要?。灰凶銐虻目臻g安裝立柱、液壓控制裝置、推移裝置和其它輔助裝置；要便于人員操作行走，能起一定的擋矸作用；要考慮排矸能力；要有一定的重量，以保證支架的穩(wěn)定性等。由于頂煤易產(chǎn)生裂隙、破碎及跨落，要求頂梁盡可能適應(yīng)這種變化，具有良好的接頂性能，避免因局部壓力而引起損壞。但對頂板的適應(yīng)性差。 b為全鉸接式，它能適應(yīng)頂梁上方前、后頂板的變化，但當頂板出現(xiàn)凹坑時，頂梁易成人字形，影響支撐效果和切頂性能。 d為剛性頂梁帶鉸接式前梁，頂梁由前、后梁鉸接。為了使冒落的頂板矸石滑向采空區(qū)，保護擋矸簾，還可以增加尾梁3， e所示。由于前梁可以及時伸出支護剛暴露的頂板，從而允許固定頂梁減少長度。為了使支架結(jié)構(gòu)簡單，而且具有更好的支護能力。 頂梁斷面形狀各類頂梁都為箱式結(jié)構(gòu)，一般由鋼板焊接而成。頂梁前端呈滑撬式或圓弧形，以減少移架阻力。在頂梁下面焊有鑄鋼柱窩，柱窩兩側(cè)有孔，用鋼絲繩或銷軸把立柱和頂梁連接起來，掩護式支架和支撐掩護式支架在頂梁后端有銷孔，通過銷軸與掩護梁上的銷孔相連。一種為立筋凸出型， a所示，增加了焊接強度；另一種為立筋凹下，焊接后使頂梁平整，但焊接強度如前一種， b 。 頂梁閉式 立筋型式 頂梁開式立筋型式開式頂梁的特點，可減輕頂梁重量，增強頂梁的抗彎強度。 頂梁斷面。因此，除滿足一定的剛度和強度外，對底板的適應(yīng)性要強；對底板的接觸比壓要小；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；便于人員操作和行走；保證支架的穩(wěn)定性。由于中擋底板分體，推移裝置處的浮煤、浮矸可隨支架移架從后端排到采空區(qū)，不需要人工清理，適應(yīng)高產(chǎn)高效生產(chǎn)要求。掩護梁上端與頂梁鉸接，下部與前、后連桿鉸接。：前、后連桿是四連桿機構(gòu)中重要的運動和承載部件，與掩護梁和底座的一部分共同組成四連桿機構(gòu)，使支架能承受圍巖載荷、水平作用力和保持支架穩(wěn)定。ZY3200計成雙單連桿，后連桿設(shè)計成整體連桿，、整體連桿由兩根單連桿組焊而成，用在后連桿，抗扭轉(zhuǎn)能力強，銷軸與銷孔最大配合間隙控制在1mm以內(nèi),以增強支架的穩(wěn)定性。 頂梁側(cè)護板的設(shè)計支架側(cè)護板裝置一般由側(cè)護板、彈簧筒、側(cè)推千斤頂、導(dǎo)向桿和連接銷軸等組成。 側(cè)護板的種類與選擇頂梁和掩護梁的側(cè)護板有兩種，：一種是一側(cè)固定另一側(cè)活動的側(cè)護板。在設(shè)計時，根據(jù)左右工作面來確定左側(cè)或右側(cè)為活動側(cè)護板?；顒觽?cè)護板通過彈簧筒和側(cè)推千斤頂與梁體連接，以保證活動側(cè)護板與鄰架的固定側(cè)護板靠緊。另一種是兩側(cè)皆為活動側(cè)護板。 側(cè)護板的結(jié)構(gòu)型式 側(cè)護板的結(jié)構(gòu)型式一種是側(cè)護板在頂梁的外側(cè)。另一種是鉸接式側(cè)護板， d所示。所以綜合考慮各個方面， b所示的側(cè)護板。：頂梁側(cè)護板高度一般取250～500mm，薄煤層支架取下限，掩護梁側(cè)護板和后連桿側(cè)護板高度一般根據(jù)支架最大高度時，側(cè)護板水平尺寸一般按移架步距加100～200mm搭接量的原則來確定。好的結(jié)構(gòu)不但可以使支架外形美觀，還可以改善支架的受力狀況，使支架受力更合理，能承受更大的外載荷。一級立柱的缸體內(nèi)徑：　式中：——支架工作阻力，；n——每架支架立柱數(shù)，n=2；——安全閥調(diào)整壓力，；——立柱最大傾角，（支架降到最低位置時α角最大）。屈服極限：?。话踩禂?shù)：取??；允用應(yīng)力：　缸筒所需最小厚度： 考慮到需要安裝導(dǎo)向套，選取缸筒內(nèi)壁厚度為　二級立柱的工作壓力已知二級缸徑為200mm，按下式可求得二級缸內(nèi)的壓力：　式中：——支架工作阻力，；n——每架支架立柱數(shù)，n=2；——二級缸內(nèi)徑，；——立柱最大傾角，（支架降到最低位置時α角最大）。而由于高壓液體把液控單向閥K打開，因而中缸可以縮回。5 液壓支架頂梁受力分析及強度計算液壓支架的結(jié)構(gòu)和支架液壓系統(tǒng)必須保證液壓支架具有完全適應(yīng)頂板變化的性能。此時，頂板尚無下沉現(xiàn)象，支架以“初撐力”支撐頂板。稱此現(xiàn)象為液壓支架的“讓壓”現(xiàn)象。隨著頂板壓力不斷加大，立柱就要不斷“讓壓”下縮。由上述可知，支架承受的外載荷是頂板下沉行成的。設(shè)垂直于頂梁的力為，由支架的工作阻力來平衡。為了設(shè)計計算方便，要對支架的外載荷和支架本身進行簡化，現(xiàn)概述如下：（1） 把支架簡化成一個平面系機構(gòu)。（2） 金屬結(jié)構(gòu)件按直梁理論計算。（4） 通過分析和計算可知，掩護梁上矸石的作用力，只能使支架實際支護阻力降低。（5） 立柱和短柱按最大工作阻力計算?！＃?） 各結(jié)構(gòu)件的強度校核，除按理論支護阻力校核危險斷面外，還要按原煤炭部標準MT－8684《液壓支架型式試驗技術(shù)規(guī)范》的各種加載方式，以支架的額定工作阻力逐一校核，超過額定工作阻力10％的超載試驗，將由安全系數(shù)來保證強度。隨著支架高度的變化，支架各個部件所受的力也隨之變化。為簡便計算，以下均在支架的最高位置進行各部分的受力計算。對O點取矩可求得的表達式。取為最大值時進行梁的強度校核。從和的式子中可以看出，當，即平衡千斤頂為推力時, 和有最大值，掩護梁受力最大，同時前后連桿受力也最大，所以驗算掩護梁和前后連桿強度時，也應(yīng)按此種情況進行。前面的內(nèi)容已經(jīng)給出了支架主要零部件受力分析和負荷的計算方法，但是由于液壓支架的結(jié)構(gòu)特點、外載荷特點以及其使用條件的特殊性，在強度計算中的強度條件也是有其特殊性的。下面簡單介紹我國液壓支架強度計算中的強度條件：；、銷軸、活塞桿的屈服極限及強度條件；(1).各結(jié)構(gòu)件采用16Mn低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼，并由具有標準厚度的鋼板焊接而成，取MPa；(2).各銷軸均采用35CrMo等合金結(jié)構(gòu)鋼，取屈服極限MPa；(3).活塞桿均采用27SiMnTi鋼，取屈服極限 MPa；(4).結(jié)構(gòu)件、銷軸和活塞桿的強度條件為：≥[n] （53）式中， —危險斷面計算出的最大應(yīng)力，MPa； —許用安全系數(shù)。4. 焊條抗拉強度取MPa，其強度條件為：≥[n] （55）式中： —計算出的焊縫許用應(yīng)力—按焊條類型來定。 （2）如果各結(jié)構(gòu)件計算出來的安全系數(shù)偏大時，可按標準鋼材厚度減薄，或減少加強筋數(shù)量和筋板高度，以減輕支架重量，降低成本。頂梁的強度校核步驟如下： 畫出頂梁結(jié)構(gòu)簡圖、受力圖、剪力圖和彎矩圖。剪力計算如下： （59） （510） （511）： （512） （513） （514） 。為安全起見，（）采用最大彎曲應(yīng)力進行校核。，，，，每個零件中心到截面形心的距離為：計算截面中心主慣性矩矩形截面的慣性矩為： (515) 式中： —截面寬度； —截面高度。結(jié) 論通過這次畢業(yè)設(shè)計，從開始接到論文題目到參數(shù)計算、作圖，再到論文的完成，我對液壓支架結(jié)構(gòu)和工作原理及其它相關(guān)理論有了深刻的了解。綜合機械化不僅產(chǎn)量大，效率高，成本低，而且能減輕笨重的體力勞動，改善作業(yè)環(huán)境，是煤炭工業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向。本次畢業(yè)設(shè)計設(shè)計的是ZY3200掩護式液壓支架，適用于傾角≤15186。對端面頂板的支撐力較大，可以有效防止端面頂板的早期離層和破壞；具有掩護梁、連桿、活動側(cè)護板等擋矸掩護部件，擋矸性能好；可以承受頂板的水平力，支架穩(wěn)定性好等特點。在受力校核的過程中，運用了機械原理、機械設(shè)計、機械制造、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機械制圖等一系列知識，通過理論和實踐的結(jié)合，使我對以往所學(xué)的知識以及繪圖技術(shù)又有了一個新的提高。在畢業(yè)設(shè)計過程中我學(xué)到了許多知識，畢業(yè)設(shè)計是理論聯(lián)系實踐的，是運用所學(xué)的知識對設(shè)計零件進行優(yōu)化設(shè)計，最后進行合理的裝備，得到最終所需要的產(chǎn)品。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(jié)晶。這次畢業(yè)設(shè)計是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次升華，我相信這次畢業(yè)設(shè)計將對我未來的學(xué)習和工作有很大的幫助。在本論文即將完成之際,謹向所有幫助﹑支持過我的老師﹑同學(xué)和朋友表示最真誠的感謝！首先非常感謝我的設(shè)計指導(dǎo)老師李玉聲老師！還要感謝我可愛的同學(xué)們，此課題的順利完成都是我們共同努力的結(jié)果，也感謝參加論文答辯的老師們給予我的指導(dǎo)和幫助。 dynamic load analysis, dynamic stability, and behavior 。1.Figure1