【液压支架受力及计算过程案例分析2900字】

PAGE21液压支架受力及计算过程案例分析1.1支架的受力分析在支架工作过程中顶梁与掩护梁难免会落上矸石导致负载的施加。在这个过程中假设某一时段的掩护梁上没有负载，同时支架的位置是能够达到的最高位置。那么这时对支架进行受力分析，取摩擦系数。要是掩护梁工作的时候上方没有负载施加到掩护梁上，假定摩擦系数。支架的位置达到最高时，对支架整体进行受力分析：3-1支架整体受力图支架工作过程中提供的工作阻力：（1.1）因为在这种情况下顶梁支撑顶板，而顶梁在后半部分有着与掩护梁互相铰接的铰点。从这个前部分的受力截点到后部分铰点之间的距离通过公式可以计算：（1.2）代入数据后解得这种情况下支架的前连杆对前梁所施加的力的大小为：代入数据算得算得结果为符号，说明这种情况下前连杆对前梁施加的力方向为拉力，即此时前梁受到的力为拉力；后连杆对于前连杆的受力（1.4）计算解得计算得力的符号是符号，说明此时后连杆对前连杆的施力为压力，即前梁在这种情况下受到的是压力。1.2支护强度计算支架工作时被施加外载荷的大小已经知道了，这里算一下支架在工作时实际的支护强度的大小为：（1.5）误差在允许范围内满足要求。1.3底座比压的计算底座在支撑支架的时候与底板互相接触时的面积为：（1.6）这个时候对于底座而言其收到的比压为（1.7）1.4支架支护效率对于这个设计来说在决定立柱的时候一定会让立柱在垂直方向上存在一定的倾角，这也会使立柱在受力时一部分的垂直分力会去与支架在外部受到的一个载荷的分力去进行平衡。此时这个外部的分力的大小与立柱提供的支持力之间的比值被称之为支架支护效率，算得支护效率为（1.8）通过查表可知掩护式液压支架的支撑效率的范围时，因此算得结果满足所需要求。第四章液压支架的主要部件的设计主顶梁在支架结构上，对于上顶板而言需要顶梁去进行支撑。顶板在与支架接触的时候顶梁全部的面积去满足支撑条件。所以对于顶梁要保证充足的面积，还要保证在支撑过程中顶梁有着足够的刚度与强度。顶梁在支撑顶板时还需要让顶板做到及时垮落。顶梁上设有侧护板，活动试验处设有千斤顶和弹簧，防止漏灰和落煤矸石，两支架之间的距离可调。顶梁下方与立柱相连，将立柱提供的支持力反馈给顶梁以便于支撑顶板。顶梁对于偶尔出现的顶板不平现象还要有足够强的适应能力。图4-2顶梁所述顶梁采用梁筋作为四块钢板经过焊接加工而成的大箱体结构，其主要支承承力钢筋共计四块，为加强钢筋支承构件的箱体刚度刚性考虑，并在上、下盖板之间设置加强筋，形成完全封闭的棋盘形箱体。顶梁柱的前面有一个圆形的耳罩，可使千斤顶安装在顶梁柱上，下面有一根铸钢支柱。气缸的两面用销轴连接柱子与顶梁相互连接，而气缸的两面则有销孔，销轴可用来连接。4.2掩护梁它是支架的掩护部件，也是一个辅助的承受载荷部件，掩护梁可以让支架的工作空间与采煤时产生的采空区完全隔离。在工作时掩护梁会携带一定数量的煤和步进载荷防止采空区的矸石坠落到作业空间，极大程度的保证操作人员与其他设备的安全。掩护式支架在工作时还会承受扭矩和载荷，而掩护梁可以对此产生一些分担作用，所以掩护梁也是一个非常重要的部件。掩护梁是四连杆机构中的一部分，用于承受扭转和横向载荷，在掩护梁上还设有连接后支撑千斤顶的耳座。安全边缘两端的连接宽度不得超过安装位置与使用移动支架之间规定的步行距离。图4-3掩护梁4.3前、后连杆在支架的后部分有着连杆结构，支架中通过连杆结构将上方的掩护梁与底座等结构互相连接起来。连杆在形式上一般都是焊接件，通过铰点将前后连杆以及底座掩护梁互相铰接在一起，形成了支架中的四连杆机构。图4-4前连杆4.4底座在支架进行移动时，底座要将来自于顶板传递至立柱又传递至底座的压力传递给煤层的底板，还要有一定的适应底板可能发生起伏的能力，保证支架能够正常的承载和进行前移的动作。在传递压力的时候要求底座强度与刚度足够大，可以承受住所需要求。底座中间布置有推移装置让推溜得以正常进行，在侧面有推移千斤顶让支架移架的时候稳定动作。底座设置呈整体刚性结构，四连杆机构的铰接点设计在底座的后部分，内主筋间的铰点位置较高，以保证足够的工作空间，前后连杆铰接点要尽可能前移，保证人行通道的空间。两内主筋下设置推拉装置。图4-5底座4.5立柱4.5.1立柱概述支架通过立柱传递压力支撑顶板，立柱是最为重要的部件之一。在这个设计里选择双伸缩式立柱。在结构上，立柱由气缸、导套和活动立柱组成。由于柱体必须具有足够的精度和精度，因此必须采用无缝钢管加工柱体。筒体下部为球形焊接钢底，下部钻有管道连接孔，作为下腔的流体连接。筒体上部设有螺纹孔，焊接管接头与上腔连通，使管接头作为上柱腔与框架之间的流体连接。气缸顶部必须有导套，以使活动柱上下移动。此外，安装防尘环，以确保灰尘和其他污垢不会进入气缸。它还应该有一个蛋黄密封和一个O形圈，以防止液体从上腔泄漏。图4-6立柱装配图4.5.2立柱参数的确定对于本设计而言，仅仅是要设计一个掩护式支架的立柱。则对于立柱数量而言要求为两根，支护时立柱要向前稍微与底座平面有一个倾斜角。当支架处于最低位置的时候，要求立柱所在平面与顶梁垂直平面呈角度最大为18°。在操作人员进行平时的维护时，以及对其他一些零部件的安装时，要保证空间布置足够合理，取立柱之间的距离在1~1.5m之间。1.支架的支护面积支架在进行支护时，顶梁与顶板进行直接接触，所以对于支架的支护面积其实就等同于顶梁的面积。但是在移架时顶梁在前端也会对煤壁进行一定的支护作用，距离取0.3m。根据下面公式得：(2.12)其中：——支架支护面积，即顶梁面积，——支架上方顶梁的宽度，m——支护时顶梁的长度，m——移架时顶梁前部分对煤壁的部分距离2.支架的支护强度查表可以得到支护强度，用插值法计算与所差得表数据不一定相同的数据。(2.13)式中：—支架最高时支架支护强度，；——比低的邻近采高支护强度，；——比高的邻近采高支护强度，；——的采高，m；——的采高，m计算得1.立柱参数的确定：当立柱呈现得倾斜角度比15°小，取角度为有(2.14)其中—支架的立柱内径，—理论上的支护产生的阻力，—支架的立柱数—立柱呈现的最大倾角，°—安全阀的调整压力，取型由支架的，选取立柱行程。4.6千斤顶液压支架在工作时需要各种千斤顶的配合来保证各个工作流程可以正常进行。对于千斤顶来说每个千斤顶都是类似的结构，但是在作用上支架内的各种千斤顶又是完全不同的。在这里简述几种液压支架中比较重要的千斤顶。4.6.1平衡千斤顶平衡千斤顶处在顶梁与掩护梁相互铰接的位置。它可以保证顶梁在某些情况下在支撑顶板时及时对顶梁调正倾斜度，让顶梁在某些情况下的受力相对稳定。平衡千斤顶还能起到让增加顶梁承受载荷能力的作用。对于支架内的千斤顶控制回路大体上都是相同的。4.6.2前梁千斤顶前梁千斤顶处于顶梁与前梁之间的位置，它是一个承受载荷的部件，可以在一定范围内改善顶梁的承受载荷限度。在工作时