【正文】 == 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。－B截面的剪切強(qiáng)度在截面B－B的剪力最大，且腹板采用鋼板焊接，故需要校核，現(xiàn)對(duì)中性軸處剪切力進(jìn)行校核，即 式（）－最大剪力－截面沿中性軸的總寬度b0=δ2=－截面中心軸之上各塊面積對(duì)中性軸靜矩++= 式（）==安全系數(shù)： 式（）所以B—B截面強(qiáng)度合格。 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。圖 底座危險(xiǎn)截面因?yàn)榈鬃氰T造出來的，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。 h為截面高mm。彎曲截面系數(shù)： 式（）式中： ymax為中性軸到最遠(yuǎn)截面距離。最大彎曲正應(yīng)力： 式（）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=。108N/≤230MPa。所以合格。由以上受力分析可知，前連桿是二力桿，只受拉力作用F前連桿=.面積： A=ab=200150=30000mm2式中：a,b分別為截面寬和高，a=200mm,b=150mm拉應(yīng)力 式（）安全系數(shù) 式（）所以前連桿合格。同前連桿一樣，后連桿也只受一個(gè)拉力作用，F(xiàn)后連桿=。面積A=ab=200330=66000mm2式中：a,b分別為截面寬和高，a=200mm,b=150mm拉應(yīng)力安全系數(shù)所以后連桿合格。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。在對(duì)其進(jìn)行校核的過程中，通過Pro/E進(jìn)行三維建模，然后得到其應(yīng)力應(yīng)變圖，使分析結(jié)果一目了然。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)及液壓元件來實(shí)現(xiàn)支架的優(yōu)良工作性能。液壓支架的液壓系統(tǒng)屬于泵缸開式系統(tǒng)。動(dòng)力源是乳化液泵，執(zhí)行元件是各種液壓缸。系統(tǒng)回液流入乳化液箱，然后由泵吸入并增壓，經(jīng)各種控制元件供給各個(gè)液壓缸。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)。泵站通過沿工作面全長敷設(shè)的主供液管和主回液管，向各個(gè)支架供給高壓乳化液，接收低壓回液。工作面中每個(gè)支架的液壓控制回路多數(shù)完全相同，通過截止閥連接與主管路，相對(duì)獨(dú)立。其中任一支架發(fā)生故障進(jìn)行檢修時(shí)，可關(guān)閉該架與主管路連接的截止閥，不會(huì)影響其他支架工作。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。雖然支架的液壓缸（立柱和千斤頂）種類、數(shù)量很多，但其液壓系統(tǒng)都是采用多執(zhí)行元件的并聯(lián)系統(tǒng)。 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)可最大限度的滿足這些要求，因此液壓支架均采用這種傳動(dòng)。 液壓支架的液壓傳動(dòng)特點(diǎn)液壓支架的液壓傳動(dòng)，與其它機(jī)械的容積式液壓傳動(dòng)有很大的區(qū)別，其特點(diǎn)如下： 工作液的壓力高（管路內(nèi)的壓力達(dá)，立柱內(nèi)的壓力達(dá)），流量大（）。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。 這些基本特點(diǎn)決定了液壓傳動(dòng)元件以及整個(gè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，即：液壓支架是以單節(jié)支架為單元的，這就決定了液壓系統(tǒng)的構(gòu)成，即工作面支架和端頭支架的液壓系統(tǒng)成為液壓支架的基本組成部分。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)。其中每個(gè)部分都具有獨(dú)立的功能，在改善液壓傳動(dòng)或者制定新的方案時(shí)，一般都可以單獨(dú)地加以研究。 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)。 立柱系統(tǒng)的擬定單柱控制回路 a、b、c、d、e所示，其中圖a為單作用單柱，圖b、c為雙作用單柱，圖d、e為雙伸縮單柱。 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。 a為共用一個(gè)控制閥回路，圖為各用一個(gè)控制閥回路，采用雙液控單向閥或用于雙伸縮立柱。 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。在立柱控制閥前面裝設(shè)一個(gè)由移架液路控制的支撐保持閥和一個(gè)與立柱活塞桿腔液路相通的節(jié)流閥，可使支架帶壓移架，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮在移架時(shí)，支架對(duì)頂板的支撐力應(yīng)大于10KN/m2端頭錨固支架的閉鎖回路 帶壓移架回路端頭錨固支架的閉鎖回路，各柱升柱時(shí)，相互沒有關(guān)系。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，從而可以起到相互閉鎖的作用。提高立柱支撐力的回路提高立柱支撐力的回路采用兩條壓力液管路，一條為中壓大流量供液管，另一條是高壓小流量供液管。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。本設(shè)計(jì)采用:多柱控制回路 b 如圖： b 各用一個(gè)控制閥回路 千斤頂系統(tǒng)千斤頂系統(tǒng)包括前梁、平衡、側(cè)推、推移、護(hù)幫、防倒、防滑和調(diào)架千斤頂。這類千斤頂控制系統(tǒng)一般由油缸上加一些必要的液壓閥構(gòu)成。常用的千斤頂控制回路有如下形式：側(cè)推、調(diào)架、防倒系統(tǒng) 側(cè)推、調(diào)架、。 本設(shè)計(jì)選用：雙作用式推移千斤頂系統(tǒng)。a為單向鎖緊回路，b為差動(dòng)回路，c為千斤頂定壓回路，用于輔助移架千斤頂?shù)耐屏ο拗圃谝欢ǚ秶?，在該千斤頂?shù)幕钊灰粋?cè)液路上增設(shè)一個(gè)定壓開關(guān)閥。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)定壓開關(guān)閥去輔助移架千斤頂。當(dāng)液壓力超過定壓關(guān)閉閥的調(diào)整壓力時(shí)，該閥關(guān)閉，切斷液路，保證輔助移架千斤頂?shù)耐屏Σ怀^調(diào)定值。 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。 支架液壓閥液壓支架的液壓控制系統(tǒng)中所使用的控制元件有兩大類：壓力控制閥和方向控制閥。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。液控單向閥夜控單向閥在支架液壓系統(tǒng)中主要用來閉鎖液壓缸中的液體，使之承載。它是大多數(shù)支架立柱必不可少的控制元件之一。對(duì)液控單向閥的要求：密封可靠，特別是鎖緊立柱下腔液路的液控單向閥，保持絕對(duì)密封；流動(dòng)阻力?。还ぷ鲏勖L，能保證工作面推進(jìn)800～1000米不需要更換；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。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。安全閥安全閥是支架液壓控制系統(tǒng)中必不可少的限定壓強(qiáng)的元件。立柱安全閥可以防止支架的主要承載結(jié)構(gòu)件過負(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。對(duì)立柱安全閥的要求：關(guān)閉時(shí)必須完全封閉；能夠穩(wěn)定溢流的溢流量范圍大，在頂板緩慢下沉?xí)r的微小流量(30~40以下) 工況下，啟閉壓強(qiáng)差不大于整定壓強(qiáng)的5～10%，以保證支架的恒阻性。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%。操縱閥在支架液壓控制系統(tǒng)中用來使液壓缸換向，實(shí)現(xiàn)支架各個(gè)動(dòng)作的手動(dòng)換向閥，習(xí)慣上稱為操縱閥。按壓力液通過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。本章設(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。主要進(jìn)行了各類閥體的選擇使用，以及立柱千斤頂?shù)牟季旨斑x型。第六章 結(jié)論放頂煤液壓支架是綜合機(jī)械化放頂煤開采最重要的機(jī)械設(shè)備。它的發(fā)明和應(yīng)用，使放頂煤開采技術(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。放頂煤工作面由液壓支架實(shí)現(xiàn)可靠、快速地支護(hù)和放煤，采用采煤機(jī)采煤，使厚煤層全厚開采在安全、可靠的工作條件下進(jìn)行，保證了工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。本論文在綜合分析國內(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。本課題在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，主要完成了以下工作：（1）進(jìn)行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。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)。（2）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)化了分析過程，式分析過程更為清晰。（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。在對(duì)其進(jìn)行校核的過程中，通過Pro/E進(jìn)行三維建模，然后得到其應(yīng)力應(yīng)變圖，使分析結(jié)果一目了然。（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。主要進(jìn)行了各類閥體的選擇使用，以及立柱千斤頂?shù)牟季旨斑x型。參 考 文 獻(xiàn)[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(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。30(9)：1409—1424．[11] 唐大放，：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2001[12] 張家鑒，. 北京：煤炭工業(yè)出版社，1985[13] ：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2001[14] ：機(jī)械工業(yè)出版社，2003[15] ：高等教育出版社，1999[16] 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)、：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002[17] ：煤炭工業(yè)出版社,1999致謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)為我今后進(jìn)入這一行業(yè)發(fā)展打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)．總的來說,自己的確學(xué)了不少東西。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，自己都學(xué)的是書本知識(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學(xué)的知識(shí)．再者，自己學(xué)會(huì)了該怎樣利用工具書和圖書館資源，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)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，從開始分配任務(wù)到實(shí)習(xí)，查找資料到設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖以及編寫說明書，自己都十分投入，從而保證了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。在做設(shè)計(jì)的過程中，也有許多不足，有些學(xué)過的知識(shí)還不能夠和實(shí)際相聯(lián)系，很多東西不能學(xué)于至用；在參觀實(shí)習(xí)過程中，自己還