高工作阻力液压支架柱窝的计算和分析.pdf

第 3 1 卷第 0 6期 2 0 1 0年0 6月 煤 矿 机 械 Co a l Mi n e Ma c h i n e r y V0 l - 3 1 No ． O 6 J un ．2 Ol O 高工作阻力液压支架柱窝的计算和分析 王 建 鲁 ．王建 中煤北京煤矿机械有 限责任公司 ， 北京 1 0 2 4 0 0 摘要 液压支架的柱 窝是连接件 中关键件 ， 运用 He r t e z 理论计算工作阻力下的应力 ， 运用弹 塑性 理 论计 算柱 窝几何 尺寸 所允许 的产 生弹性 应 变应 力和 产生 塑性 变形 应 力。 关键 词 液压 支 架 ；立柱 ； 柱 窝结构 中图分 类号 T D 3 5 5 文献标 志码 A 文章 编 号 1 0 0 30 7 9 4 2 0 1 0 0 60 0 0 90 2 An a l y s i s a n d Ca l c u l i t i o n o f Hy d r a u l i c S u p p o r t Pi l l a r S o c k e t W ANG J i a n - l u。W ANG J i a n C h i n a C o a l B e i j i n g C o a l Mi n i n g Ma c h i n e r y C o ． ， L t d ． ， B e i j i n g 1 0 2 4 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Th e s up p o r t f l o o r p i l l a r s o c k e t i s k e y p a r t o f c o n n e c t p a rt，u s e t h e t he o ry o f He r t e z ，c o mp ut e r s t r e s s u n d e r wo r k f o r c e d e p e n d o n t h e s i z e o f p i l l a r s o c k e t ’ S s h a p ，c o mp u t e r s t r e s s o f t h e ma s t a l l o w e l a s t i c i t y a n d fig ur e ． Ke y wor ds h y d r a ul i c s u p po r t ；l e g；pi l l a r s o c ke t 0 引 言 接 被 动 加 载 ． 柱 窝 的受 力 较 为恶 劣 ， 是 顶 梁 的关 键 液压支架是现代化矿井综合 机械化采煤工作 部件 ． 在液压支架 的使用过程中时有断裂情况 的发 面的重要 配套设备之一 ， 其作用就是对顶板 的支护 生。为此特推荐用如下方法进行分析计算 。 管理和隔离采空区 ． 防止矸石窜人工作空间 顶梁 1 计算方法 是液压支架的重要组成部分 ，直接对顶板支撑 ， 并 按照 H e rt e z 理论 ， 一般来说接触应力的中心接 与立 柱 和掩护 梁连 接 。立 柱通 过 顶梁 柱窝 与顶 梁联 触 面多 为椭 圆接触 面 。但 由于支 架立 柱柱 头和柱 窝 ⋯ I ．⋯ ．⋯ 0 -⋯ Q 0 -⋯ 0 g -⋯ B I ．⋯ I ．⋯ I ．⋯ I ．⋯ 0 0 -⋯ 0 ．⋯ Q 0 ．⋯ 0 -⋯ 0 0 _⋯ 0 0 ．⋯ 1 0 -⋯ I -⋯ I -⋯ I -⋯ 0 8 ．⋯ 0 0 ．⋯ Q ．、 Q 的物 料扒 下来 ， 防止物 料突 然下 滑埋 住装 车机 ； 曰 刮板 槽宽 度 ， m。 7 沿轨道 自动进退 ， 四轮驱动 ， 操作简便。在 3 刮板槽与对称螺旋关系 无轨道水仓 或巷道 内 ， 可 以采用胶轮 ， 加装简易 刮板槽与对称螺旋输送 的物料应相等 ．因此 有 转 向机 构 即可 ．1 2煤泥 收集 输 送 匹配 的设 计计 算 2 1 T D z - d 2 S n t r d o n HB 1 螺 旋收 集物 料计 算 简化后 有 设装车产量为 Q， 单侧螺旋输送量 k D 一 d 2 S 2 d 。 HB 3 Q , l k v D 一 d 2 S 1 3结语 舯 三 一 ⋯ 效 地 喜 妻 D 输送 螺旋 叶 片直径 ． m 一 ～ 一 一 ” 一一 。 。～ ～ 一 。 d 输送螺旋轴直径 ． ’ 的问题 ， 实现了水仓煤泥清挖的通用性 。本设备 已 |s 输送螺旋螺距 ， m 在煤矿水仓清理 中实际应用 ， 取得了很好的应用效 螺旋 转 速 ． r ， mi n 果 ， 实现 了水 仓煤 泥 的快速 清挖 。 由于对称 螺 旋 ． 所 以 参考文献 Q 2 Q 1 [ ] 成大先， 王德夫， 姬奎生 机械设计手册[ K ] 北京 化学工 业出版 物料性质及螺旋结构等因素都影响 值大小 ． 社， 2 0 0 4 - 于女 口 图 1 这样 的单倾 IJ 挡板螺旋 ， 输送煤泥 庄’ 1 9 98 李寿 ． 刚 新编液 压工 程手册 北 北京 理工 值在 0 ． 3 ～ 0 ． 5 k值根据物料性质通过试验取得 。 [ 3 ] 范祖尧 ，胡 武 ， 徐履 冰． 非标准机械设计手册 [ K] ． 北京 机械工 2 刮板槽输送物料计算 业出版社 ．2 o o 2 ． 刮板槽输送量 i 介 1 ． _ - 1 ； 二 人 ． i 币 i Q t r d o n H B 2 矿水仓清挖工艺和 设备研究， 电 子信箱 仃 s 1 6 3 - c 0 m 。 电话 0 5 1 6 一 式 中 一刮 板链 轮直径 ， m； ． 刮板槽 高 度 ， m； 责任编辑 王海英收稿日期 2 0 1 0 一 O 1 1 2 竺 ． Q 鱼 壹 蜜的 计算和分析王建鲁， 等 第3 1 卷 第0 6 期 结构形状均为球体 柱窝为内球面 ， 见图 1 并且材 则由式 1 得接触面积半径 料一样， 因此， 接触面积应该是圆形。接触面积半径 s 3 6 mm 由式 2 得接触最大应力 图 1 立柱和柱窝结构 屈 服 点／ MP a 8 3 5 柱窝的最大切应力 伸长率 2 5 ㈤ 。 44 9 0 最大正应力 根据式 6 得最大弹性应力 ‰- 0 1 3 3 4 8 3 5 1 一 1 _ 6 1 9 M P a 按第四 强度 理 论 计算 知道 、 c r a 、 ／ 5 根 据式 7 得最 大塑 性应力 根 据 弹 塑 性 理 论 可 以 推 导 出 柱 窝 允 许 的 最 大 弹 性 2 8 3 5 1n 1 6 5 7 5 5 M P a 应力 在实际使用 中液压支架的工作状态是增阻 J 1 一 6 卸 载 一 再 增 阻 再 卸 载 的 往 复 受 力 状 态 。 但 由 于 支 式中 柱窝的内径 架立柱安全阀保证 了立柱支撑力和柱窝承载在一 6 柱窝的外径 定范围内， 因此 ， O q O r z 保证 了柱窝的安全 ， 设计 材料 的屈服应 力 是合 理 的。 允 许 的最 大塑性 应力 2 结语 ． ， 『 1 6＼ 通过以上的计算和分析知道 ， 本计算方法可以 2 s “ I 卜 J ’ 根据工作阻力 、液压支架柱窝的材料和几何尺寸． 液压支架设计时考虑支架的安装需要 ， 柱窝和 方便地对液压支架柱窝校核 活柱一般在半径方向有 5 m m的间隙， 由式 2 知道 参考文献 间隙越大则接触应力越大． 结果将导致铸件表面压 [ 1 ] 徐亚军， 蒲宝山， 朱军 ． 液压支架柱帽的有限 元分析及其优化[ J ] ． 碎 ， 破裂。所 以控制配合间隙是非常重要的。由式 煤 矿机械， 2 0 0 5 ， 2 6 1 0 4 9 5 1 ． 6 、 式 7 可知材料和柱 窝的几何尺寸确定 了柱窝 [ 2 ] 杨伯 源， 张义同 工程弹 塑 性力 学[ M 】 北 京 机 械 工业出 版 社， 2 0 0 8 本身的 力学特性 [ 3 堡 ， 堡 竺 粤 望 竺 兰 苎 竺 竺 堂 坚 举例计算 压支架 z 8 立柱活柱学机 和柱 窝 的材 料 相 同 即弹性 模 量 E 2 ． 1 x l O ，泊松 比 任公司设 计所 ，从事液压支架设计研究 ， 电话 0 1 o 一 6 9 3 l 3 2 0 l s 6 4 3． 叼 0 ． 3 ， 活 柱半径 r 1 1 0 0 mm， 柱 窝 内半径 r z 1 0 5 m m， 电子 信箱 i 叩 n 。 h ． c 0 ． 柱 窝外半 径 a 1 6 5 mm， 立柱的工作阻力 为 3 4 5 0 k N 。 责任编辑 王海英收稿E l 期 2 0 1 0 0 1 1 8