中文題目：低位放頂煤液壓支架總體設(shè)計(jì)外文題目：THE OVERALL DESIGN OF LOW CAVING COAL HYDRAULIC SUPPORT 畢業(yè)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)）共 78 頁（其中：外文文獻(xiàn)及譯文 28 頁）圖紙共 4 張I摘要高產(chǎn)高效已是當(dāng)今煤礦生產(chǎn)追求的目標(biāo)，而高可靠性放頂煤液壓支架的研制是高產(chǎn)高效目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵之一，采煤綜合機(jī)械化，是加速我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展，大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)煤炭工業(yè)現(xiàn)代化的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施。放頂煤液壓支架是綜合機(jī)械化綜采工作面不可缺少的支護(hù)設(shè)備之一，其性能的好壞直接影響采煤工作面以及工作人員的安全。本設(shè)計(jì)介紹了低位放頂煤液壓支架的結(jié)構(gòu)、類型、工作原理，對(duì)低位放頂煤液壓支架作了詳盡的分析和介紹，講述了這種支架的設(shè)計(jì)方案和用途。通過對(duì)現(xiàn)有低位放頂煤液壓支架的分析，優(yōu)勢(shì)對(duì)比，設(shè)計(jì)出適合的結(jié)構(gòu)形式，最后對(duì)立柱，頂梁，掩護(hù)梁和底座進(jìn)行了強(qiáng)度校核計(jì)算。關(guān)鍵詞：放頂煤；液壓支架；支護(hù) IIABSTRACTFor the reason of the manufacture of high dependability dropping top coal hydraulic powered support is one key of whether the high yield and high efficiency-which is the collieries pursue today-can achieve, The comprehensive mechanization of coal mining is the acceleration coal industrial development of our country , raises labor productivity substantially, realizes the modern a strategic measure of coal industry. The caving hydraulic support is one of the most indispensable support equipment in the full mechanization coal mining face. Its performance will impact the safety of the comprehensive mechanization coal mining face and the staff.This paper has introduced requirement, type, working principle, characteristic, purpose and the structure of laying down top coal hydraulic support, for screening type Low caving coal hydraulic support have made detailed analysis and introduction, have narrated use and the scheme of this kind of support. Through the existing low-level caving hydraulic support analysis, advantages compared to design a suitable structure , the last of columns , roof beams, beam shield , the base for the strength check calculation ,Key words ： laying down top coal ； hydraulic support ；support目錄1 緒論 .........................................................................................................................................11.1 低位放頂煤液壓支架簡(jiǎn)介 ..........................................................................................11.1.1 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) ...............................................................................................11.1.2 分類及特點(diǎn) ..................................................................................................................11.2 液壓支架的工作原理 ....................................................................................................21.3 低位放頂煤液壓支架適的適用條件 ........................................................................31.4 設(shè)計(jì)任務(wù) ...........................................................................................................................32 低位放頂煤液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì) ............................................................................42.1 低位放頂煤液壓支架架型的選擇 ............................................................................42.2 液壓支架主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和形式的確定 ...................................................................42.2.1 支架的高度和支架的伸縮比 ................................................................................42.2.2 支架間距和寬度的確定 ..........................................................................................52.2.3 梁端距和頂梁長(zhǎng)度的確定 ......................................................................................62.2.4 立柱和千斤頂?shù)拇_定 ...............................................................................................72.2.5 通風(fēng)斷面的計(jì)算 ......................................................................................................112.3 四連桿機(jī)構(gòu)的確定 ......................................................................................................122.3.1 四連桿機(jī)構(gòu)的幾何特征 ........................................................................................122.3.2 四連桿機(jī)構(gòu)的幾何作圖法 ....................................................................................132.4 底座長(zhǎng)度確定 ................................................................................................................172.5 液壓支架性能參數(shù)的確定 ........................................................................................172.6 各部件結(jié)構(gòu)選擇 ...........................................................................................................172.6.1 頂梁 ..............................................................................................................................172.6.2 立柱 ..............................................................................................................................182.6.3 底座 ..............................................................................................................................192.6.4 側(cè)護(hù)板 .........................................................................................................................192.6.5 千斤頂 .........................................................................................................................203 液壓支架的強(qiáng)度受力分析及強(qiáng)度校核 ......................................................................213.1 液壓支架的受力分析與計(jì)算 ....................................................................................213.1.1 支架整體受力分析 ..................................................................................................223.1.2 頂梁的受力分析與計(jì)算 ........................................................................................233.1.3 掩護(hù)梁的受力分析與計(jì)算 ....................................................................................253.1.4 底座的受力分析與計(jì)算 ........................................................................................273.2 頂梁載荷分布 ................................................................................................................283.3 底座接觸比壓 ................................................................................................................293.4 液壓支架的強(qiáng)度計(jì)算 ..................................................................................................313.4.1 強(qiáng)度條件 ....................................................................................................................313.4.2 主頂梁強(qiáng)度校核 ......................................................................................................333.4.3 底座強(qiáng)度校核 ...........................................................................................................383.4.4 掩護(hù)梁的強(qiáng)度校核 ..................................................................................................424 液壓支架的液壓系統(tǒng) ......................................................................................................475 結(jié)論 .......................................................................................................................................48致謝 ..............................................................................................................................................49參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................50附錄 A...........................................................................................................................................51附錄 B...........................................................................................................................................6311 緒論對(duì)于放頂煤技術(shù)，在我國(guó)已經(jīng)普遍存在，而且得到用戶的親賴。它的誕生，使得煤炭開采變得多樣化，特殊煤層的開采變得簡(jiǎn)單有效，從經(jīng)濟(jì)效率上得到大大的改善。而放頂煤技術(shù)必須配套有相應(yīng)的放頂煤液壓支架。本文主要對(duì)低位放頂煤液壓支架進(jìn)行進(jìn)行介紹和設(shè)計(jì)。1.1 低位放頂煤液壓支架簡(jiǎn)介1.1.1 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)世 界 上 生 產(chǎn) 并 且 應(yīng) 用 放 頂 煤 液 壓 支 架 的 要 屬 法 國(guó) ， 放 頂 煤 液 壓 支 架 的 出 現(xiàn) 在 特厚 煤 層 的 開 采 上 有 著 很 重 要 的 意 義 。 在 放 頂 煤 液 壓 支 架 的 研 究 上 ， 我 國(guó) 起 步 比 較 晚 ，開 始 于 20 世 紀(jì) 80 年 代 初 期 ， 為 了 在 開 采 過 程 中 適 應(yīng) 不 同 的 環(huán) 境 ， 研 制 出 了 高 、 中 、低 位 三 種 放 頂 煤 液 壓 支 架 。 我 國(guó) 生 產(chǎn) 的 低 位 放 頂 煤 液 壓 支 架 有 FY400—14/28 型 、FY280—14/28 型 和 SFZ300—15/30 型 。目前，液壓支架的設(shè)計(jì)研究已經(jīng)達(dá)到一定的高度，主要體現(xiàn)在：（1）計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)。就是建立液壓支架有限元模型，開發(fā)出仿真軟件，使得液壓支架的研究分析更加的科學(xué)與經(jīng)濟(jì)。（2）輔助設(shè)計(jì)(CAD)得到了較大的發(fā)展。目前，已經(jīng)建立比較完整的關(guān)于液壓支架的數(shù)據(jù)庫。有了以上的進(jìn)展，液壓支架的發(fā)展方向就比較明確。例如，液壓支架的智能化設(shè)計(jì)；支架的自動(dòng)化控制；參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；新型材料的設(shè)計(jì)等。1.1.2 分類及特點(diǎn)所謂的低位放頂煤液壓支架就是在掩護(hù)梁或者尾梁上設(shè)計(jì)一個(gè)可伸縮的插板用來控制放煤，也就是放煤口，而在底座上配套雙輸送機(jī)，一個(gè)用來輸送采煤機(jī)的開采運(yùn)煤，一個(gè)用來輸送插板的放煤運(yùn)煤。按四連桿機(jī)構(gòu)的位置不同，可以將其分為中四連桿和后四連桿低位放頂煤液壓支架。其特點(diǎn)如下：（1）中四連桿低位放頂煤液壓支架中四連桿結(jié)構(gòu)就是四連桿與頂梁連接，設(shè)計(jì)一個(gè)千斤頂控制掩護(hù)梁擺動(dòng)。其特點(diǎn)是工作空間大、垂直方向的穩(wěn)定性提高、放煤口大且放煤位置低、煤塵較小、回收率較大。但是這類支架的相對(duì)穩(wěn)定性比較低，承受側(cè)向力的能力比較差。（b）后四連桿低位放頂煤液壓支架2這類支架架型與四柱式支撐掩護(hù)式液壓支架比較類似如圖 1-2 所示，前連桿用 Y型，后連桿用 I 型，四連桿與掩護(hù)梁連接，其放煤口的選擇是在掩護(hù)梁上鉸接一個(gè)尾梁，尾梁上設(shè)計(jì)一個(gè)可以伸縮的插板用來控制放煤，既為放煤口。其特點(diǎn)不僅擁有前四連桿的大部分優(yōu)點(diǎn)以外，還具備承載能力好，控制方便，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。1—立柱 2—底座 3—頂梁 4—掩護(hù)梁 5—伸縮放煤板 6—尾梁7—前四連桿 8—后四連桿 9—尾梁千斤頂 10—放煤板千斤頂圖 1-1 低位放頂煤液壓支架組成示意圖Fig 1-1 Low Caving hydraulic support consisting of a schematic1.2 液壓支架的工作原理 PO1293456178201-頂梁；2-立柱；3-底座；4-推移千斤頂；5-安全閥；6-液控單向閥；7、8-操縱閥；9-輸送機(jī)；10-乳化液泵；11-主供液管；12-主回液管圖1-2 液壓支架基本工作原理圖Fig1-2 The basic operating principle of hydraulic support升柱：將操縱閥 8 置于升柱位置，高壓液體經(jīng)過操縱閥 8 與單向閥 6 進(jìn)入立柱 23的下缸，使得上缸回液，活塞向上移動(dòng)使得支架升起支撐頂板。降柱：將操縱閥 8 置于降柱位置，高壓液體經(jīng)過操縱閥 8 進(jìn)入立柱 2 的上缸，使得下缸回液，活塞縮回使得支架下降脫離頂板。推移：首先讓支架空載下降，然后將操縱閥 7 置于移架位置，高壓液體流入千斤頂 4 的前缸使其壓力上升，活塞桿不動(dòng)，缸體移動(dòng)使得支架前移，而推溜時(shí)與其相反。1.3 低位放頂煤液壓支架適的適用條件（1）煤需要三個(gè)月以上的自燃發(fā)火期，在煤自燃之前完成一個(gè)采面的開采并創(chuàng)造隔絕密封環(huán)境。（2）煤層節(jié)理要發(fā)育，易破碎冒落，便于放煤。（3）頂板條件應(yīng)為“破碎頂板”或“中等穩(wěn)定頂板” 。（4）煤層傾角應(yīng)小于 150。（6）綜采工作面的長(zhǎng)度以一般在 80 至 100m 之間。（7）煤層厚度在 8 至 12m 時(shí)，可以選用低位放頂煤液壓支架中的支撐掩護(hù)式。1.4 設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)的是低位放頂煤液壓支架總體設(shè)計(jì)，既對(duì)低位放頂煤液壓支架的整體結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算，以及各主要部件的選擇、受力分析和強(qiáng)度校核。本次設(shè)計(jì)參數(shù)如下：頂板條件：老頂 Ⅲ級(jí)直接頂 2 類最大采高：3 m最小采高：2.5 m工作阻力：15000kN適應(yīng)煤層傾角： dnmLd92375?所以，底座呈梯形比壓分布 ad MPbLnFq 128.41402975)6(14)64(321 ????? adbnq 139.1402975)756(134)6(215 ??????3.4 液壓支架的強(qiáng)度計(jì)算液壓支架的頂梁、底座等部件都屬于箱體式焊接結(jié)構(gòu)件，它們的強(qiáng)度都取決于液壓支架工作阻力和鋼板及焊接的許用應(yīng)力。為了保證它們具有足夠的強(qiáng)度，就必須根據(jù)力學(xué)原理進(jìn)行強(qiáng)度校核。333.4.1 強(qiáng)度條件下面簡(jiǎn)單介紹我國(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)。s2 結(jié)構(gòu)件、銷軸、活塞桿的屈服極限及強(qiáng)度條件：（1）各結(jié)構(gòu)件通常采用 15MnVN 等普通低合金結(jié)構(gòu)鋼，并由具有保證厚度的鋼板焊接而成，按手冊(cè)中的屈服極限取值。（2）主要銷軸均采用 CrMo 或 40Cr 等合金結(jié)構(gòu)鋼，按手冊(cè)中的屈服極限取值。（3）活塞桿均采用 45 號(hào)鋼，取屈服極限 。MPas=367.2（4）結(jié)構(gòu)件、銷軸和活塞桿的強(qiáng)度條件為：（3－23）max[]sn=3式中—危險(xiǎn)斷面計(jì)算出的最大應(yīng)力，MPa；smax—許用安全系數(shù)。[]n3 缸體材料采用 27SiMn 無縫鋼管，取抗拉強(qiáng)度 ，強(qiáng)度條件為：MPas=102b[]bns=3（3－24）式中—缸體許用應(yīng)力，MPa；s[]—許用安全系數(shù)，取 3.5～4。n4 焊條抗拉強(qiáng)度取 ，其強(qiáng)度條件為：MPas=561b[]bn3（3－25）式中 —計(jì)算出的焊縫許用應(yīng)力；s—按焊條類型來定。b345 許用擠壓應(yīng)力按下式計(jì)算：s=[]0.75cs（3－26）6 安全系數(shù)安全系數(shù)如表 3－5 所示表 3－5 安全系數(shù)表Tab 3-5 Safety factor table安全系數(shù) 前梁 頂梁 底座 掩護(hù)梁 前連桿 后連桿[]n1.1 1.1 1.1 1.3 1.3 1.3安全系數(shù) 主要軸 缸體 焊縫 活塞桿[]n1.3 3.3～4 3.3～4 >1.43.4.2 主頂梁強(qiáng)度校核按理論支護(hù)阻力在主頂梁的最危險(xiǎn)截面處，對(duì)主頂梁進(jìn)行校核。主頂梁的強(qiáng)度校核步驟如下：1.畫出主頂梁受力圖、剪力圖和彎矩圖，如圖 3-9 所示2.求各點(diǎn)的剪力和彎矩 KNyxKNPKNF Pyx bbbybxn ayaxkykxaa 659,283,49,87,1063 ,4981,43.2.1224 ???? ?????（1） 剪力：（從右向左取，向上力為負(fù)，向下力為正） 。對(duì)各點(diǎn)左右剪力計(jì)算如下：A 點(diǎn)： 659bQy??左B 點(diǎn)： 46598BAbyBQKNP??? ?? ??? ?右 左左 右35C 點(diǎn)： 56810349CBncQKNF??? ?? ???? ?右 左左 右D 點(diǎn)： -8526DayP??右 左左 右E 點(diǎn)：263.1.kyKNQ??? ?? ?? ????? ?E右 左左 右F 點(diǎn)： -2.60a????F右 左左 右（2）彎矩：從 A 點(diǎn)向 C 點(diǎn)取矩（從右向左取，逆時(shí)針為正）A 點(diǎn)： 230835bMxNm?????左B 點(diǎn)： y62065912480147BAbxP??????? ?? ?? ?右 左左 右C 點(diǎn)： 85373529bbyCCPNm???右 左 左 右從 F 點(diǎn)向 D 點(diǎn)取矩（從左向右取，順時(shí)針為正）F 點(diǎn)： 16840aMx???右E 點(diǎn)： a253y92531.40797253kxPNm? ????????? ?? ???? ?E左 F右右 左D 點(diǎn)： 408285254360146akyDFaxDP???? ?? ?左 右右 左36圖 3-9 主頂梁受力圖、剪力圖和彎矩圖Fig 3-9 By trying the main roof beam, shear and bending moment diagram所以危險(xiǎn)截面為 C-C 截面最大彎矩 max31529MN??3.按彎曲應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核由計(jì)算得知，按彎壓聯(lián)合作用計(jì)算，不如按最大彎曲應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力大。為安全計(jì)，在 C-C 截面（如圖 3-12）采用最大彎曲應(yīng)力進(jìn)行校核。計(jì)算截面積 及截面形心至 A-A 面的距離 。Fy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 1 個(gè)號(hào)，再計(jì)算截面積 ，最后計(jì)算截面形心距t tY)m(250384221=×=′LF)(y )(622′37)m(402321=+=Xy′圖 3－10 C-C 截面Fig 3-10 C-C-section )m(3402154253=×=XHF )(5.173123 =++y()[]()[]2300522314 ×=×= )m(4612XHXy )(76460235LF )(3015032312 =+×=+=y()[]()[])m(6252416× XHFm(304=y)(602217L )(51042385035142 =+×=+ XHXy )m(2032548×=LF )m(475203825418 =+×=+X HXy38)m(201259=×=XLF)(7y)(52310Hm800210 =+=Xy則：∑ /∑yiFi 10987654321 y FyFy yy ?／ =204 mm）1098765每個(gè)零件中心到截面形心的距離 為：ia－ ＝204－15=189 （mm）y=11－ ＝204－40=164 （mm）22－ ＝204－177.5=26.5 （mm）ya 33－ ＝204－300=－96 （mm）=44－ ＝204－300=－96 （mm）y55－ ＝204－300=－96 （mm）a66－ ＝204－510=－306 （mm）y=77－ ＝204－475= －271 （mm） 88－ ＝204－510= －306 （mm）ya99－ ＝204－280=－76 （mm）=1010計(jì)算截面中心主慣性矩 ziJ矩形截面的慣性矩為：39123bhJzc?式中—截面寬度；b—截面高度。h計(jì)算每個(gè)零件對(duì)截面形心的慣性矩 ：ziJ(mm4)9025182304122123 =×+=+=FaxLJz(mm4)1736)4(623232z′(mm4)806)5.(10414 233353 =×+×=+=FaHJz′(mm4)() 21359)96(62234234 X z′(mm4)6070)(101235355 =×+×=+×=FaLJz′(mm4)() 798515)96(54622326346XHz′(mm4)1800)(101237347 =×+×=+= FaLJz′(mm4)9723)7(24223823548z′(mm4)1860)6(1012392359 =×+×=+=FaLJz′(mm4)7250)7(5223102310 Hz′ 1098765431 Zzzzzzz JJJJ ????＝3906609560 (mm 4)40計(jì)算彎曲應(yīng)力： ??azz MP yhJyJM2630453390612)(maxaxmax ?????計(jì)算安全系數(shù)： 7.12634max?sn對(duì)比安全系數(shù)表 5-1，> =1.1n][所以主頂梁強(qiáng)度合格。3.4.3 底座強(qiáng)度校核1.畫出底座受力圖、剪力圖和彎矩圖，如圖 3-11 所示2.求各點(diǎn)的剪力和彎矩 KNRFKNRRPPKNyx bybxaa 2176,9513,2643,7.2834 ,49879161 ?????（1） 剪力：（從右向左取，向上力為負(fù)，向下力為正） 。對(duì)各點(diǎn)左右剪力計(jì)算如下：A 點(diǎn)： 2176Q?左B 點(diǎn)： 21769533BABQKNF?? ?? ??????? ?右 左左 右C 點(diǎn)： 12647980CByccR?右 左左 右D 點(diǎn)： 4980491DCbyQKNP??? ?? ???? ?右 左左 右E 點(diǎn)： 1ayDE右 左左 右（2）彎矩：從 A 點(diǎn)向 C 點(diǎn)取矩（從右向左取，逆時(shí)針為正）41A 點(diǎn)： 0AM?左B 點(diǎn)： 2591765034BBRNm?????? ?? ?? ?右 左 右C 點(diǎn)： 2163291523645-4583.7-=-04.CxCFN???????????右左 右從 E 點(diǎn)向 D 取矩（從左向右取，順時(shí)針為正） PaxyPbyxR1xF＇ W＇ R2R2F＇＇ WR1xyPbxayPx2176KN-4981KN-980KN-37KN139520Nm-84-90436.5Nm-23165Nm-0314Nm382圖 3-11 底座受力圖、剪力圖和彎矩圖Fig 3-11 Base by trying, shear and bending moment diagramE 點(diǎn)： 32043619520axEMPN????右D 點(diǎn)： 7978381043725ybxD Nm???????? ?? ??? ?左 右右 左所以危險(xiǎn)截面為 C-C 截面最大彎矩 max90436.5Nm??42圖 3－12 C-C 截面Fig 3-12 C-C-section )m(136028221=×=′LF)(0Xy )m(93108214.360821 222 =× R Hà)m(12122 =×=Xy()[] )(2760346023 ×HF′(502y )(721234 =×=′m4036244 Hy則：∑ /∑=yiFi= ／ =150 4321yy4321F（mm）43每個(gè)零件中心到截面形心的距離 為：ia－ ＝150－10=145 （mm）y=11－ ＝150－120=30 （mm）22－ ＝150－250=－100 （mm）ya ?33－ ＝150－420=－270 （mm）=44計(jì)算截面中心主慣性矩 ,矩形截面的慣性矩為：ziJ123bhzc式中—截面寬度；b—截面高度。h計(jì)算每個(gè)零件對(duì)截面形心的慣性矩 ：ziJ(mm4)28613045120681223123 ????????FaxLJz() 9310)(4.64 2232 ×+×=+= aD Hz à′(mm4)3796?(mm4)( 27806)10(231223233 =×+×=+=FaXJz′(mm4)57)(10434 Hz′=1327733332(mm4)4321zzzz JJ+=計(jì)算彎曲應(yīng)力：(MPa)??23815013275.906)(32maxaxmax ????? yhJMyJzz?計(jì)算安全系數(shù)：449.1238450max??sn對(duì)比安全系數(shù)表 3-5，> =1.1 所以底座強(qiáng)度合格。n][3.4.4 掩護(hù)梁的強(qiáng)度校核掩護(hù)梁的受力如圖 3－13 所示。 obθY′ α2R13Rh8Xb′L7圖 3-13 掩護(hù)梁受力分析Fig 3-13 Shield Beam Stress Analysis把所有力向掩護(hù)梁上投影則成圖 3－14。 0P8x'L1yF6x'5yax'2圖 3－14 掩護(hù)梁投影圖Fig3-14 Shield Beam ProjectionKNyb 305cos6950cos1 ???x1822845KNRx 18250cos7.283450cos1 ???y 696cscs002?1.畫出頂梁受力圖、剪力圖和彎矩圖，如圖 3－15 所示b1＇x＇ R1y＇x＇ 2＇-139KN159723Nm21645Nm30K圖 3-15 底座受力圖、剪力圖和彎矩圖Fig 3-15 Base by trying, shear and bending moment diagram2.求各點(diǎn)的剪力和彎矩 KNRKNRyKNx yxbb 2176,2643,7.2834,659,283 11 ??????（1） 剪力：（從右向左取，向上力為負(fù)，向下力為正）A 點(diǎn)： Q32??左B 點(diǎn)： ??????????KNRByBA301961右左 左右C 點(diǎn)： ??301bcCQ右左 左右（2）彎矩：從 A 點(diǎn)向 D 點(diǎn)取矩（從右向左取，逆時(shí)針為正）A 點(diǎn)： ?左M46B 點(diǎn)： ???????????mNMBB216453297R1542右左右C 點(diǎn)： ???CyC978032右左右所以危險(xiǎn)截面為 B-B 截面最大彎矩 ??N216453max 02438圖 3－16 B-B 截面Fig 3-16 B-B sectional)m(280142=×F)y([])(61459722 × )(30=y([])m(7223×F)(5297y360124=)(970 ym5225×F)(3y=則：∑ /∑iFi= ／ =335mm54321 y Fyy 54321 F47每個(gè)零件中心到截面形心的距離 為：ia－ ＝335－10=325 （mm）y=11－ ＝335－305=30 （mm）22－ ＝335－305=30 （mm）ya 33－ ＝335－690=－355 （mm）=44－ ＝335－350= －15 （mm）y 55計(jì)算截面中心主慣性矩 ziJ矩形截面的慣性矩為： 123bhJzc=式中—截面寬度；b—截面高度。h計(jì)算每個(gè)零件對(duì)截面形心的慣性矩 ：ziJ(mm4)295830325104=×+=zJ(mm4)()619722 z 07(mm4)73010423 =+×=Jz(mm4)46503529234z(mm4)8917070235 =+×=zJ=7699079707(mm4)54321zzzz J計(jì)算彎曲應(yīng)力：48σ (MPa)103)57(769012453maxmax ??? yJMz計(jì)算安全系數(shù)： maxsn??4.1035對(duì)比安全系數(shù)表 3-5，> =1.3n][所以掩護(hù)梁強(qiáng)度合格。4 液壓支架的液壓系統(tǒng)支架的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)也是液壓支架重要的部分，它的設(shè)計(jì)與研究能夠使得支架的動(dòng)作快速、便捷、以及安全運(yùn)行。在支架的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，應(yīng)該考慮沒有爆炸危險(xiǎn)，49而且不要影響煤塵的清理空間，同時(shí)還要能夠傳遞較大的能量和承載較大的載荷。液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源是乳化泵液，配合各種執(zhí)行元件、控制元件和回路一同來完成各種動(dòng)作和實(shí)現(xiàn)各種作業(yè)。液壓系統(tǒng)的每個(gè)回路相對(duì)獨(dú)立，這樣就使得檢修維護(hù)比較方便，如果有支架發(fā)生故障，關(guān)閉閥體即可，不會(huì)影響別的支架作業(yè)，這樣使得效率大大提高，滿足經(jīng)濟(jì)效率要求。支架液壓原理圖如圖 4-1 所示：圖 4-1 液壓支架液壓原理圖Fig 4-1 hydraulic support hydraulic schematics本支架的液壓系統(tǒng)，由乳化液泵站，主進(jìn)，主回液膠管，各種液壓元件，立柱及各種千斤頂?shù)冉M成。液壓系統(tǒng)原理：本支架操作方式采用鄰架操作控制，使用快速接頭拆裝方便，性能可靠。其中立柱系統(tǒng)采用多柱控制回路，而千斤頂系統(tǒng)由于安裝位置與作用各不相同，所以選用的系統(tǒng)形式具體分析。在使用乳化液時(shí)應(yīng)該注意定期檢查其濃度，濃度對(duì)成本液壓元件的影響比較大，同時(shí)還應(yīng)防止乳化液被污染，應(yīng)該定期的進(jìn)行清理，最后還要注意防凍，其凝固點(diǎn)比較低，所以要引起重視。5 結(jié)論低位放頂煤液壓支架在采煤工藝中已經(jīng)得到普遍的使用，它對(duì)推動(dòng)采煤工藝的發(fā)展起到了一定的影響，其特點(diǎn)比較顯著，而且工作效率與經(jīng)濟(jì)效率上也比較優(yōu)越，此50類支架生產(chǎn)以來就一直收到用戶的親賴。本次設(shè)計(jì)的專題是低位放頂煤液壓支架總體設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)目前液壓支架的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為系列化，架型結(jié)構(gòu)基本相似，而且沒有什么特別突出的特點(diǎn)。在新型的架型結(jié)構(gòu)研發(fā)上，處于緩慢進(jìn)行。低位放頂煤液壓支架古典形式是前四連桿結(jié)構(gòu)，在這次設(shè)計(jì)中，我做一些調(diào)整與探索，采用支掩式為基本架型，加強(qiáng)四連桿的連接，后部輸送機(jī)與推移千斤頂之間添加短推桿。此次調(diào)整增加了支架的強(qiáng)度，減少對(duì)支架的損壞；后部輸送空間增大并且破煤能力增強(qiáng)，但是支架的重量有所增加。本次設(shè)計(jì)還存在許多不足之處，在材料的選取上明顯不到位，由于資歷的淺顯與知識(shí)儲(chǔ)量的不足，在有限元分析與優(yōu)化上有著明顯的欠缺。51致謝本次設(shè)計(jì)是在曹艷麗老師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的。曹老師態(tài)度和藹、學(xué)識(shí)淵博、有問必答，而且比較細(xì)心。在設(shè)計(jì)過程中，老師督促我們認(rèn)真的完成設(shè)計(jì)，不厭其煩的答疑解惑，嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的治學(xué)態(tài)度不僅促使我更加認(rèn)真地對(duì)待畢業(yè)設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)我以后的工作態(tài)度也有積極影響。值此畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向曹老師表以衷心的感謝，并致以崇高的敬意！在畢業(yè)來臨之際，衷心的感謝學(xué)校的培養(yǎng)，任課老師的教導(dǎo)。最后，非常感謝各位老師評(píng)閱本次設(shè)計(jì)，由于作者水平有限，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，難免有疏漏甚至錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)[1]陳慶祿，朱銀昌.煤礦液壓支架設(shè)計(jì)·監(jiān)測(cè)·試驗(yàn)·使用與維修[M].內(nèi)蒙古：內(nèi)蒙古科學(xué)技術(shù)出版社，1999.[2]丁紹南.液壓支架設(shè)計(jì)[M].北京：世界圖書出版公司，1992.[3]趙宏珠.綜采面礦壓與液壓支架設(shè)計(jì)[M]. 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