对于ZY5200/8/18D型液压支架力学研究【摘要】本文对ZY5200/8/18D型液压支架的主要结构件进行了受力分析、强度计算。在此基础上确定了对四连杆机构分析的必要性。液压支架顶梁、掩护梁、等主要的承力结构为焊接的箱形结构。在负载外载作用下，以弹性薄板理论和塑性力学为理论基础，借鉴建筑、桥梁刚结构等有关研究成果。针对以往运算只应用材料力学理论分析的不足，提出了在计算箱形截面内某一点应力时，按弹性力学中多腔室薄壁杆体的理论进行分析研究，运用解析法求出支架主体结构的强度。【关键词】液压支架力学分析【】G64.21【文献标识码】A【】1ZY5200/8/18D液压支架的组成根据支架各部件的功能和作用，其组成可分为4个部分[1]：(1)承载结构件，如顶梁、掩护梁、底座、连杆、尾梁等。其主要功能是承受和传递顶板和垮落岩石的载荷。(2)液压油缸，包括立柱和各类千斤顶。其主要功能是实现支架的各种动作，产生液压动力。(3)控制元部件，包括液压系统操纵阀、单向阀、安全阀等各类阀，以及管路、液压、电控元件。其主要功能是操纵控制支架各液压油缸动作及保证所需的工作特性。（4）辅助装置，如推移装置、护帮（或挑梁）装置、活动侧护板、防倒防滑装置、连接件、喷雾装置等。这些装置是为实现支架的某些动作或功能所必需的装置。1.1主要技术特征2主要件受力分析[2]根据《液压支架通用技术条件》（MT312-92）规定，液压支架加载方式主要分为5种类型：（1）顶梁两端加集中载荷；（2）顶梁加扭转载荷；（3）顶梁单侧加载；（4）底座两端加集中载荷；（5）底座加扭转载荷。两柱支撑掩护式支架如图2.1所示。假设方或（圆）垫块均匀受力，沿垫块的分布载荷可简化为集中力Q1;长垫块载荷呈梯形线分布，合力Q2相对对称平面偏心距为be。按加载方式（2）可建立起两柱支撑掩护式支架空间力系的一般方程。分别取顶梁和掩护梁为分离体，其受力如2.1所示。2.1两柱掩护式支架整体受力2.1顶梁、掩护梁受力2.2两柱掩护式支架顶梁、掩护梁受力对顶梁：…（2-1）(2-2)…(2-3)…(2-4)…(2-5)对掩护梁：…(2-6)…(2-7)…(2-8)…(2—9)…(2-10)根据变形协调条件建立补充方程，用解析法解得支架空间受力的解析表达示为:(2-11)(2-12)(2-13)…(2-14)(2-15)(2-17)(2-18)(2-19)(2-20)…(2-16)式中；------支柱工作阻力；—平衡千斤顶工作阻力，推力为正，拉力为负;__摩擦因数；、、、一一顶梁与掩护梁铰点的约束力；------前连杆力;——后连杆力;3液压支架主体结构的强度计算3.1主体结构截面的基本形状和有关假定1.结构截面的基本形状液压支架的主体结构件一顶梁、掩护梁、底座和连杆都是箱形结构的梁体。其截面的形状一般可分为4类。(1)对称的多腔室箱形截面，如具有双侧活动侧护板的支架的顶梁非柱窝截面，掩护梁的主梁截面，整体连杆的主体截面等，这种对称的结构截面，多为三腔室和五腔室闭合截(2)非对称的多腔室闭合截面，如具有单侧活动侧护板的支架的顶梁主体截面，掩护梁和整体连杆主体截面等，这种非对称结构截面，多为五腔室和四腔室闭合截(3)多腔室局部开口截面，如顶梁柱窝处截装侧推千斤顶而开口处的截面等。(4)单腔室和多腔室截面，如分体连杆截面，顶梁、掩护梁和组合连杆的连接耳子部位的截面，分体底座截石等。2.梁体结构强度计算的有关假定[3](1)焊缝的强度。由于支架的结构件梁体为焊接的箱形结构，计算中假定焊缝强度不低于母材的强度或者焊缝强度与母体强度相当。为计算安全起见，计算中忽略了焊缝对截面形状的影响，这样从安全角度考虑一般是偏于保守的，是可行的。在必要的时候，也可以适当的修正系数对计算结果加以修正。为安(2)箱体结构参数。为了精确地分析梁体箱形结构中上、下盖板，纵向筋板和横向筋板的受力状态，依据结构的受力及变形特点，可以近似地采用薄板小挠度理论对其进行分析研究。因此可以作以下假定：a.结构中板的厚度t与截面中最小尺寸b的比值应满足条件：b挠度与板厚t的比值满足条件：在通常情况下，液压支架梁体结构在受力前后均能满足上述两个条件。因此应用薄板小挠度理论来进行结构的强度计算不会造成显著的误差。(3)梁体箱形结构扭转分析。支架承受非对称的...