支架设计论文精选(九篇)

第1篇：支架设计论文范文

【关键词】液压支架技术；理论设计；类型结构

前言

随着我国当前液压支架体系的研究和技术开发，我国已经建设了完善的液压支架技术体系，液压技术得到重大发展。我国当前的顶层液压支架、大采高液压支架等环境较为复杂，支架体系水平已经达到世界领先水平，我国已经成为当前最大的液压支架生产国。在进行液压支架技术体系的研究与应用的过程中，将液压支架理论及液压结构进行完全，确保从本质上促进我国的液压支架技术发展。

1、液压支架设计理论

当前在进行液压支架设计的过程中，液压支架设计要保证技术的适应性和可靠性，从根本上提高液压支架的实用效果。在20世纪80年代，我国的液压支架技术体系主要是基于二维力学支架模型，主要是在工程力学计算的图版手工设计，对四连杆机构运动轨迹进行设计。在20世纪90年代，液压支架CAD技术开始完善，实现对CAD的优化设计，保证液压支架的计算机辅助设计，保证实现对图板的液压支架设计效果。

在2000年，我国通过消化吸收国际先进技术，有效对传统设计进行改变，实现了将液压支架技术理念的创新，将可靠性作为液压支架技术的主要目标，完成了对优化设计的开发理念，从本质哈桑实现了三维CAD的动态设计及可靠性设计研究。

高端液压支架技术攻关和十一五科技攻关有效对液压支架理论进行研究，有效对液压支架的耦合剂组合强度进行分析，提出了新的液压支架理论，实现对支架围岩耦合模型和有限元液压支架三维参数优化设计，已经实现了工作总体的配套数字仿真，建立了完全的液压支架设计理论体系。

2、液压支架类型结构

当前的液压支架类型有很多种，液压支架技术体系的结构逐渐呈现多样化。根据围岩的相互作用混合维护回采空间方式，液压支架结构可以分为支撑式、掩护式；依照移架方式可以将液压支架分为迈步前移式、整体自移式；根据液压支架技术的使用地点可以将其分为工作面支架及端头支架。

2.1支撑掩护式液压支架

支撑掩护式液压支架主要是将支撑式液压支架作为支撑的技术。支撑掩护式液压支架通过对掩护式液压支架进行改善和提高，有效发挥掩护式液压支架技术的特色。该体系中的液压前探梁和顶梁通过箱体焊接结构结合在一起，实现对工作面顶板的支撑，有效防止出现冒顶现象。该方法可以有效适应顶板出现的起伏不平现象，改善平面顶的性能，从本质上提高对液压支架技术体系的研究效果。

在进行支撑掩护式液压支架结构设计的过程中，四根立柱要对顶梁和底座进行支撑，保证立柱、顶梁、底座进行改善，提高对主体的受力效果。要对支架的支撑高度进行增大，适当扩大适用范围。在进行结构设计的过程中要将机械加长杆上进行连接，实现对端体的端加。

2.2掩护梁液压支架

掩护梁液压设计主要是通过钢板焊接保证对箱型结构的主体设计，保证钢板焊接连接形成统一整体。掩护梁液压支架将下端通过前、后连杆与底座进行交接，保证对四连杆的整体机构设计，完成对设计的整体方法和结构。在该液压支架技术结构的方式中，要通过将掩护梁和钢板结构稳定，保证支架结构工作的稳定性。底座前后将千斤顶的推移进行运输，实现对千斤顶的伸缩，在很大程度上实现了对千斤顶运输机的连接、行走动作。

进行结构设计的过程中，相关人员要对乳化液泵站进行管理，实现液压胶管结构支架的动静转换，实现对采煤技术的综合控制和管理，满足机械化采煤的需求。

3、液压支架的当前应用

我国是世界的产煤大国，是世界上煤矿最多的国家之一。当前我国的液压支架技术已经得到飞速发展，在煤矿行业已经取得显著成效。当前我国研制了十一轴联动柔性焊接机器人。十一轴联动柔性焊接机器人主要焊接系统由单丝焊接系统和双丝焊接系统组成，在进行焊接的过程中，可以有效通过测温一自动补热系统对焊接工件进行补热，降低在进行焊接过程中出现的不良现象，提高对焊接的焊接效果。在该过程中，液压支架大结构件十一轴联动柔性焊接机器人可以有效减少在焊接过程中由于热量不足导致的焊接工件冷却问题，保证焊接过程中的稳定性。液压支架大结构件十一轴联动柔性焊接机器人同时开发了焊接机器人的离线编程系统，实现了对工件三位数字模型的离线编程软件导入，有效通过电脑对外部轴系统进行模拟，有效缩短了停机时间。

3.1大幅度地提高了井下生产效益，改善了井下工人的劳动条件

电液控制系统的采用，取消了人工控制过程中的辅助时间，反应速度快，可以通过计算机来合理地安排采煤工序，最大限度地发挥机械设备的最大能力。可以对支架进行编组运行，同时对多个支架进行操作。因此，可大幅度提高采煤机械的利用率和生产效率。在薄煤层刨煤机工作面，电液控制系统可实现跟机定量推溜和自动移架。在工作面顺槽的远程控制，使井下无人工作面成为现实，成功地解决了薄煤层自动化开采问题，井下工人的劳动条件得到根本的改善。

3.2改善了工作面顶板支护状况，有利于生产安全

保证工作面液压支架的初撑力、带压擦顶移架都是效措施。电液控制系统集监测与控制于一体，合理地解决了在工作面支护中，液压支架初撑力达不到额定阻力和带压移架问题，为改善工作面顶板的维护提供了有利条件，可减少顶板事故的发生。同时，由于操作人员可邻架控制、远离工作面控制，故可避免遭受冲击地压、粉尘等矿井灾害的袭扰，保证人员的安全，同时，电液控制系统的使用为实现井下无人工作面提供了可能性，使我国煤矿生产的自动化提高到一个新的水平，进一步保证了人员的安全。

4、总结

经过不断的实践和技术开发研究，我国已经建立了完善的液压支架技术体系研究，在当前的煤炭工业中已经取得了重大贡献。在进行液压支架技术体系研究的过程中，相关人员要严格依照设计理念，对设计结构进行有效选取，确保从本质上提高液压支架技术体系的实际应用效果。要将液压支架技术体系进行实际应用，在应用中对其进行改进和完善，完成十二五发展目标。

参考文献

[1]闫少宏.特厚煤层大采高综放开采支架外载的理论研究[J].煤炭学报，2009，34（5）：90-91.

第2篇：支架设计论文范文

关键字：支架搬运车、变坡点、巷道高度

1 前言

采煤工作面设备安装时，上下风巷高度的确定由通过设备的最大高度决定，在正常运输时其通过高度为设备净高与车辆承载部位高度之和。但在设备通过变坡点时由于设备前端上抬，其巷道高度在设备运输高度的基础上又有所增加。本文以淮南矿业集团西部投资公司泊江海子矿支架搬运车运输支架为例，通过CAD图形模拟来确定支架搬运车运输支架过变坡点时的巷道高度，并建立数学模型。

2 数据统计

2.1泊江海子矿支架装车后其各部尺寸如图2-1。在平巷段运输时，设备车辆高度为3300mm。

2.2 支架搬运车运输支架通过变坡点时支架前端上抬高度如图2-2。在巷道坡度为α°时，最大高度为h，高度增值Δh为：

本文利用CAD将支架搬运车运输支架在不同巷道坡度下过变坡点时的运行姿态进行了模拟，其模拟后的数据整理见表2.1。

通过表2.1可以看出随着巷道坡度的变化，高度增加值Δh在不断变化。通过整理CAD模拟支架搬运

车运输支架通过变坡点时的参数，可以建立巷道坡度与运输高度增值之间的关系如图2-2。

3建立数学模型

在将CAD模拟出来的离散数据转化为图2.2的连续曲线后，可以看出巷道坡度与高度增值存在着一定的线性关系。为了建立通用的理论模型，利用Excel表格进行回归分析后，得出了高度增值与巷道坡度之间的关系式如图3-1 。

通过Excel回归分析的方法将无规则的离散数据进行拟合，生成式（3-1）的数学模型。为变坡点巷道高度的确定提供了理论依据，工作面巷道变坡点的高度就可以按照此线性方程进行高度增值的计算，从而计算出变坡点处的巷道高度。

4结论

利用CAD模拟支架搬运车运输支架通过不同坡度变坡点得到的数据建立了高度增值与巷道坡度之间的线性方程。为今后支架搬运车运输支架通过变坡点时巷道高度的确定提供了理论依据，同时也为今后变坡点巷道高度验收提供了理论依据。

参考文献：

[1] MT/T989-2006矿用防爆柴油机无轨胶轮车通用技术条件.北京：煤炭工业出版社，2006

[2]AQ1064-2008煤矿用防爆柴油机无轨胶轮车安全使用规范.北京：煤炭工业出版社，1997

第3篇：支架设计论文范文

关键词：大采高，液压支架，液压装车平台，工作面撤除

 

1 设计构想

我矿南一901综采工作面安装的是ZY10000/27/56型液压支架，该支架总长为7.9米，总重量为37吨，根据综采工作面撤除的需要，撤除的液压支架在撤除过程中，要在底板上滑行3米左右的距离，转向后需要装车。。我矿传统的撤除工艺为使用回柱绞车撤除支架，之后转向装车。现有的技术设备难以满足该型设备撤除的需要，针对此难点，设计了此液压装车平台。

2 液压装车平台的设计根据

2.1 液压装车平台宽度的选择

根据液压支架的长度为7.9米，宽度为1.75米，工作面撤除时，支架顶梁前端距工作面煤壁即梁端距为3.5米，支架撤除时，首先要将支架向前撤出，撤出的长度至少达到支架的重心超过邻架的架脚，这样支架才能，根据实测，支架的重心在支架底座前端向后3米左右的位置，根据支架长度为7.9米，宽度1.75米的尺寸，确定支架对角线长度为8.1米，即支架转向时的长度为8.1米，也就是说，当支架在撤出后，转向时，支架会加长8.1－7.9＝0.2米，支架撤出后，应该距煤壁保持至少0.1米的距离，故支架撤出的距离为3.5－0.1－0.2＝3.2米，该尺寸能够满足支架撤出转向的需要。支架架脚到支架梁端的距离为2.9米，因此，支架架脚距工作面煤壁为2.9+3.5＝6.4米，平台推移时，至少保证平台距煤壁0.5米以上的距离，另一次平台距架脚至少保持0.5米以上的距离，再根据支架转向的要求，最终确定了平台的总宽度为5.125米。。

2.2 液压装车平台长度的选择

如图所示，在支架抽出转向过程中，从撤出部分到装车部分之间的距离至少保证8.3米的距离，装车部分的长度根据支架的装车长度确定为4米，因此，此装车平台的总长度为12.3米。

由于该平台的长度和宽度都比较大，满足不了装车、井下运输的要求，因此设计为分体式。在满足副井和井下大巷运输的条件下，将平台分成9部分，装车后在井下现场组装。

2.3液压部分的设计

图1——1 支架撤出时在液压装车平台上的行走轨迹

支架撤出时，首先将支架推移框架推出，将400运输机链条与框架连接，另一端穿过平台滑轮下方的十字孔卡住，支架降架同时框架收回，将支架向前拉移，支架向前拉移一步后，将松弛的链条继续穿过十字孔，是链条缩紧，之后支架再向前拉移，直到支架拉到要求的距离为止。支架撤出转向拉到装车部分后，装车部分的4根液压立柱上的液压缸上各焊接一挂400运输机链条，链条的另一端用起吊钩钩住支架底座四角的起吊孔，4根液压立柱同时上升，将支架吊起，将平板车放到支架下方，4根液压立柱下落将支架落在车上，完成了支架装车的过程。。

平台的厚度为0.22米，即在保证装车的高度上尽量减小平台的厚度。

图1——2 ZY10000/27/56型液压支架装车平台

该平台在投入使用后，满足了支架撤出装车的要求，使支架撤出更加顺畅，大大提高了安全性能，为安全生产提供了保障。

第4篇：支架设计论文范文

关键词：Creo；缓冲器支架；有限元分析

引言

近年来，随着房地产业快速发展，电梯产业也空前繁荣，人们日常生活中接触电梯的机会越来越多。在电梯调试、日常使用中，轿厢冲顶、蹲底的情况时有发生，缓冲器作为最后一种安全保护的电梯安全装置，就显得尤为重要。缓冲器支架作为缓冲器的支撑部件，强度和刚度均要得到充分保证。

随着CAD和CAE软件发展和普及，设计人员使用这些软件可以从繁杂的设计计算中解脱出来，将时间和精力投入到产品创新中去，提升产品的竞争力。本文以Creo为平台，简述电梯轿厢侧缓冲器支架的设计分析过程。

1 技术条件介绍

文中所述缓冲器支架如图1所示。所用槽钢：型号10（GB/T 706-2008）。图中六角螺母为焊接螺母，安装缓冲器之用。缓冲器支架缓冲器支架所用材料均为Q235A。Q235A钢弹性模量、泊松比、密度、许用应力分别为210GPa、0.3、7850kg/m3、235MPa.

本文针对某型客梯，该型电梯相关参数如下：

载重（Q）：1000kg

轿厢自重（P）：1200kg

速度（V）：1m/s

底坑深度（S）： ≥1400mm

图1 缓冲器支架

2 计算及有限元分析

缓冲器支架受力如图2所示，其中F=（P+1.25*Q）*K*9.81=（1200+1.25*1000）*2*9.81=48069N（此处K为载荷系数，考虑到冲击载荷，取值为2）。

忽略缓冲器和缓冲器支架重量影响，因槽钢处截面积最小，所受应力应最大，计算值为：F/A=48069/（2*12.748*100）=18.85MPa。

安全系数：235/18.85≈12.47

下面利用Creo2.0建立缓冲器支架模型，如图1右部所示，进入Simulate环境，设置材料、约束、载荷（如图3所示），进行静态分析。

图2缓冲器支架受力图 图3缓冲器支架受力图

图4所示为缓冲器支架受力应力云图，图5为槽钢边线应力曲线。我们发现：槽钢中间处应力与理论计算基本相符，在槽钢两端处局部有应力集中，最大值为38.8MPa， 安全系数为235/38.8=6。

压稳计算（Q235A材料计算数据见表1）

截面积：2.5496×105mm2

长度系数μ：2

缓冲器支架对中性轴的惯性矩I：I1=3.6×106mm4，I2=4×106mm4（因I1

缓冲器支架长度l（底坑深度S=1400）：608mm

柔度i：i=■=32.4A

缓冲器支架细长比λ：λ=■=32.4

当底坑深度S=1400mm时，细长比λ

表1 Q235A计算数据

下以底坑深度S=1950mm时，计算压杆稳定。

临界应力σcr=a-bλ=304-1.12×61.6=235MPa

临界压力Pcr=σcr×A=235×2×12.748×100=599078N

安全系数n=Pcr/F=12.5。

下面进行压杆稳定分析。先将模型中槽钢的长度改为1158mm，然后进入Simulate环境，利用之前的材料、约束、载荷的设置，重新开始静态分析，再进行失稳分析。结果如图6所示，其临界压力Pcr=12.1×48069=581635N，与理论计算基本一致。

图6 失稳分析结果

3 结束语

本文利用Creo建模、有限元分析模块对缓冲器支架进行了设计分析及验证。因Creo集建模、有限元模块与一身，减少了不同软件系统数据转换错误，为机械设计提供了强大的支持。另外还可以根据设计要求，对缓冲器支架进行优化设计，做到物尽其用。

参考文献

[1]刑艳玲.工程力学[M].北京.北京交通大学出版社，2011.

[2]海天.Creo2.0辅助设计从入门到精通[M].北京.人民邮电出版社，2013.

[3]杨红霞.基于有限元的电梯主机承重梁设计计算[J].CAD/CAM与制造业信息化，2012（4）：55-57.

[4]槐创锋.Creo Parametric 2.0动力学与有限元分析从入门到精通[M].北京.机械工业出版社，2013.

第5篇：支架设计论文范文

关键词：液压支架；三机配套；改造分析

Abstract: combining the ZY2800/10/23 stents in coal mine water group related the actual use of the situation, and to meet "three turbines supporting" related on the basis of the principle for the reconstruction of the ZY2800/10/23 after stent for the stress analysis and theoretical calculation. For the same type of structure after stent transformation for a certain reference.

Keywords: hydraulic support; Three turbines matching; Transformation analysis

中图分类号: TD355.4文献标识码：A文章编号：

0 概述

ZY2800/10/23综采液压支架作为我局主要的薄煤层开采架型，在矿井采面生产过程中，承担着重要的角色。随着我局产能的不断提高，大刮板、大采煤设备的不断投入，原有的ZY2800/10/23支架已经无法满足现有综采工作面 “三机配套”的要求。综采工作面的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机，是综采工作面的主要设备。其选型首先必须考虑配套关系，选型正确先进、配套关系合理是提高综采工作面生产能力、实现高产高效的必要条件。从综采工作面“三级配套”原则、综采液压支架受力情况、顶梁的强度校核等方面对ZY2800/10/23支架顶梁加长加长方案进行系统的可行性分析。

1 改造原因

根据综采液压支架与采煤机、刮板输送机“三机配套”原则，现有的ZY2800/10/23A支架已经无法满足综采工作面对梁端距的要求（梁端距从顶板管理的角度来说，其值越小越好，推荐为300mm左右）。综采工作面配套设备：刮板输送机：SGZ764/400；采煤机：MG300/700-AWD；综采液压支架：ZY2800/10/23A。

综采液压支架梁端距一般取150～400mm。它主要取决于采高、底板起伏情况、顶板条件及采煤机械的型式。从顶板管理来看，梁端距应尽可能的小。但由于采煤机在走向方向上倾角的变化，容易引起割顶梁。由于采煤机滚筒截深、刮板输送机宽度的变化，同时考虑到推移杆长度的限制，支架顶梁的理论梁端距增加至615，故无法满度“三机配套”对支架梁端距的要求。

ZY2800/10/23支架作为主要的薄煤层开采架型，较适合水城的地质条件，同时操作人员对此架型支架也较为熟悉，在考虑充分利用现有设备及“三机”配套原则的基础上，对ZY2800/10/23支架顶梁结构进行适当的修改，以适应现有采煤机及刮板输送机的布置要求。

2 改造方案

根据以上原因的分析，决定对ZY2800/10/23支架顶梁部分进行加长处理，以满足“三机配套”对梁端距及相关细节尺寸的要求（图1，图2）。

图1顶梁改造前示意图

图2顶梁加长后示意图

具体实施方案是：搭接如图所示板材，在不破坏顶梁原有箱型结构的基础上，保证所有焊缝强度。同时借助于辅助工装，保证搭接部分与原顶梁顶板的平整度。此方案在原有顶梁长度的基础上增加了235mm的顶梁长度，同时搭接板材全部才有Q460高强度板材，保证了支架顶梁结构的强度。

3改造分析与计算

ZY2800/10/23支架顶梁的改造势必会影响支架整体受力情况，同时对顶梁的力学性能提出了更高的要求，为了确保支架安全性能能满足综采工作面的使用要求，对支架的受力及强度计算进行如下分析。

3.1对改造后的支架进行受力分析

由于支架受力条件复杂，尤其掩护式与支撑掩护式支架载荷，既作用在顶梁上，也作用在掩护梁上，很难确定各部分载荷大小与方向；此外，对不同工况时支架受力分析表明，顶梁单独受载，比顶梁与掩护梁同时受载的状况更为危险，因此，设计时，支架载荷一般均按顶梁单独承载的危险状态考虑。经过相应的计算，支架在最高位置时的顶梁与底座合力点具置及大小如图3所示。

支架顶梁及底座合力Q=2153kN；支架顶梁合力点位置X=1137mm；支架底座合力点位置XG=830mm。

图3 支架受力简支图

3.2支架结构件强度校核

校核支架承载结构件强度主要有两种方法可供选用，即材料力学方法与结构有限元分析方法。传统的材料力学方法比较简单，对正常工况来说，准确度已基本能满足要求。

ZY2800/10/23支架顶梁改造后，顶梁长度加长了235mm。随着支架整体结构及相应参数的变化，支架的受力情况也随之发生变化，其原有设计的安全系数是否能满足现有工况的要求必须对结构件进行强度校核。现取顶梁为分离体,同时根据上述的各项计算参数（图4）。

图4 顶梁分离体受力图

支架强度校核时取顶梁柱窝处为危险断面（支架顶梁加长，对顶梁的抗弯要求提出了更高的要求，而支架其他部件设计上的安全系数基本上能够满足改造后的实际工况），现根据实际弯矩及其断面尺寸对支架顶梁的危险断面进行弯曲应力校核计算（图5）。

图5顶梁柱帽处截面图

1―小顶板；2―大顶板；3―侧板；4―主筋；5―盖板；6―柱帽；7―盖板

由顶梁结构的受力图5可知，在顶梁立柱柱帽处为顶梁受最大弯曲力处，应对此处进行弯曲力的强度校核。

首先对每块筋板进行编号，把位置和形状相同的筋板变成一个号，再计算截面积，最后计算截面积形心距（Yi）。即有：

截面形心距：

矩形截面的惯性矩为：JZC=bh3/12

式中 b――截面宽度；

h――为截面宽度。

计算每个零件对截面形心的惯性矩JZi：

对于A-A截面由力矩的平衡关系可知，截面左右所受的力矩一样。故截面左面立柱产生的力矩为为最大力矩:

计算弯曲应力和安全系数：

=341MPa

安全系数:

由此可知，安全系数在顶梁要求的安全系数范围之内。支架各部件安全系数表见表1。

表1支架各部件安全系数

安全系数 前梁 顶梁 底座 掩护梁 前连杆 后连杆

N 1.1 1.1 1.1 1.3 1.3 1.3

由表1可知，支架顶梁的安全系数要求在1.1左右，其计算结构基本能够满足支架的设计要求。故此改造方案是可以执行的。

4 改造后的使用效果

改造后的ZY2800/10/23支架使用效果良好，在水矿集团汪家寨煤矿工作面使用。改造后的支架未出现因强度不够而产生的变形。

总之改造后的支架能够继续满足水矿集团综采工作面的正常出煤要求。在大滚筒、大截深采煤的不断推广的前提下同时对原有架型的改造提出一个新的思路。

参考文献：

[1]刘玉堂. 煤矿支护手册[M].北京：煤炭工业出版社,1991

[2]李国军. 煤矿（矿山）综采液压支架设备选型设计、工况分析检测及液压支架安全运行维护检修使用手册.北京：中国煤炭出版社,

[3]孙训方,方孝淑,关来泰. 材料力学[M].北京:人民教育出版社,1979

[4]华东水利学院工程力学教研组.理论力学[M].北京:人民教育出版社,1979

第6篇：支架设计论文范文

[关键词]液压支架；立柱；基础参数；性能参数；强度；稳定性

中图分类号：TD35 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0024-01

0 引言

为防止顶板冒落，在采煤过程中，液压支架用于保证工作人员的作业安全。液压支架与采煤机和输送机组成了机械化的采煤设备，是提高采煤效率、降低生产成本及保证人员安全的有效措施，因此液压支架合理的设计在采煤作业有着重要的作用[1，2]。

液压支架的主要包括机械部分和液压部分，通过液压控制液压缸的运动，实现液压支架的升降、移架和推移输送。在液压支架的组成中，立柱用于承受载荷，支撑顶梁，并起着调整液压支架的高度的作用。在液压支架工作过程中，立柱的数量较少，而工作压力较大，因此，液压支架中立柱的设计对液压支架的整体性能有着重要的影响[3，4]，文中主要对立柱进行设计并对其稳定性校核进行分析。

1.立柱的布置及尺寸的确定

该液压支架采用单伸缩立柱，立柱数目为4。立柱间距指支撑式和支撑掩护式支架而言即前、后柱的间距。立柱间距的选择原则为：有利于操作、行人和部件合理布置。本支架立柱间距选0.87。对于支撑掩护式支架，前柱窝一般近似在顶梁后部三分之二处，而下柱窝的位置根据立柱的角度来确定，一般立柱与底座垂线的夹角α角要小于11°，其具置如图1所示。

在设计时，我们选择泵站的工作压力为31.5MPa，立柱的数目为4，理论上支架承受的总载荷为10000KN，安全阀可调整的压力为40MPa，额定工作压力为36.1MPa，立柱与底座垂线的最大夹角α为11°。采用以上数据为例对液压支架立柱的设计做系统的分析。

1.1 立柱的尺寸

立柱采用单伸缩液压缸时，缸体内径为：

（1）

式中：F为理论上支架承受的总载荷力；n为支架中采用立柱的数目；Pa为安全阀的调整压力；α为立柱与垂直线的最大夹角。

那么通过计算求得D的值为284.8mm，通过查询机械设计手册选择立柱的缸体内径D为300mm，立柱的柱径为290mm。

那么立柱缸筒内的压力可计算为：

MPa （2）

其中D根据上述缸体内径的计算求得。通过上述的计算可选取缸筒的材料为27SiMn无缝钢管，其屈服极限σs为835N/mm2。安全系数为2时，那么此材料的许用应力为[σ]=σs/2，即417N/mm2。

那么缸筒的内壁厚度可由以公式（3）计算求得：

（3）

将上述计算求得的许用应力[σ]、立柱缸筒内压力机缸体内径D代入式（3）得δ=11.7mm。考虑在立柱的液压缸内需要安装导向套，因此选取缸筒内壁厚度为δ=25mm。

1.2 立柱的初撑力及工作阻力计算

立柱的初撑力p1及工作阻力p2分别按公式（4）及公式（5）进行计算，式中Pb为泵站的工作压力，Pc为安全阀的额定工作压力：

（4）

（5）

2 立柱强度和稳定性验算

2.1 立柱缸体强度验算

缸筒是立柱的主要零件之一，由于立柱长期承受高压，要求缸筒本身具有足够的强度能够保持很好的性能。在对缸筒设计时，应当满足一定的强度和变形条件。对于缸筒壁厚的设计，应使得工作的额定压力Pn小于一定的极限值。即满足条件：

（MPa） （6）

式中D1为缸筒外径尺寸。

同时为了避免塑性变形的发生，也应当满足以下条件：

（7）

2.2 立柱的稳定性验算

油缸的稳定性条件：

（8）

式中PK1为油缸稳定的极限力；Pm为油缸最大工作阻力，根据实际工作情况确定；J1为活塞杆断面惯性矩。的数值根据《液压传动设计手册》中极限力计算得到。

3.小结

文中对液压支架的主要组成结构进行了介绍，并重点对液压支架的立柱进行了分析。文中对液压支架的立柱布置方式进行了简要的分析，并通过实例对立柱的基本参数和受力情况进行了相应的分析，并对立柱的强度及稳定性校核方法进行了说明，为相关问题的分析奠定了基础。

参考文献

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第7篇：支架设计论文范文

关键词：经济性设计；现浇混凝土；单侧模板及支架体系；力学模型；极限状态

中图分类号：TU745.3 文献标识码：A

文章编号：1674-2974（2015）11-0133-06

城市地下建筑工程如地铁站等经常因场地限制，地下混凝土外墙无法设置双侧模板，只能采用单侧模板（如图1所示）来解决这一场地限制问题.该单侧模板体系由模板系与支架系组成，模板系是由面板、主楞和次楞几个部分组成，面板直接与混凝土接触，是保证浇筑的混凝土具有构件所要求形状的部分，主楞和次楞承受面板传来的水平荷载，对面板起加强作用，须保证面板不变形且不发生位移.支架系由连接部分和架体部分组成.连接部分包括地脚螺栓、连接螺母、外连杆、外螺母等等.连接部分的主要作用是保证支架与模板、支架与地脚连接牢固，不发生偏移，保证单侧模板体系的整体稳定性；支架承受模板侧压力并将其传递到地脚上.

目前，单侧模板体系在国内地下混凝土外墙施工中正逐步增多，它能根据外墙高度要求而进行楞骨和支架的构造设计.国外还没有相关文献对其进行研究，国内对其的研究主要停留在工程应用上，孙伟在文献[1]中对单侧模板体系施工过程中的质量及安全控制措施提出了建议，张中岳在文献[2]中以实际工程为对象对模板体系的支架进行了受力分析，余晓炯在文献[3]中则是对一工程的单侧模板体系各结构进行了安全性验算.此类研究[4-6]仅结合工程进行经验构造设计后的复核验算，未在理论上系统地结合工况对设计的可靠性与经济性进行综合分析，存在制作的浪费.本文结合单侧模板体系实际工况，基于模板体系在满足稳定性和安全性的前提下，充分利用模板体系材料的力学性能，以节省成本为目的，通过理论分析，得到经济的设计，并对体系常规构件尺寸条件下随墙体支模高度提出楞距、架距及栓径的经济数据的确定方法，供实际工程选用.

1 经济性设计的思路

单侧模板及其支架的设计决定了其成本与使用功能，故在设计阶段既应考虑使用功能，也应考虑其经济性[7].基于价值工程理论（V=F/C），工程的使用功能和成本存在着有效的经济匹配，即在保证使用功能（F）的前提下，寻求提高工程价值（V）的途径，此时这一途径就是开展寻求降低工程成本（C）的优化设计[8].因此，单侧模板体系的经济性设计思路是：

1）对于面板设计，在混凝土侧压力作用下保持不变形和位移的同时，应充分发挥面板材料性能从而节省用量；

2）对于承受面板传力背楞的设计，在保证面板及背楞不变形的前提下，应充分利用材料性能，让间距达到最大布置；

3）对于承受模板体系传力支架的设计，在保证整体及其局部稳定的前提下，应使材料性能达到利用极限，间距达到最大布置；

4）对于地脚螺栓的设计，在不考虑压梁槽钢设置拉锚螺栓时，保证支架不侧移的前提下，应充分利用力学性能，使螺栓直径达到最小.

完成上述各构件系统的优化设计，就能实现单侧模板及其支架体系的使用功能和成本的经济性匹配.本文在分析单侧模板及支架体系受力原理的基础上，建立了施工状态的力学模型，并进行了经济性设计的研究.

2 单侧模板及支架体系的力学模型分析

2.1 单侧模板及支架体系的受力原理

单侧模板及支架体系所承受的力主要是混凝土的侧压力以及倾倒混凝土时产生的水平推力.受力路径是由面板传至次楞、主楞和支架，支架传至地面.在浇筑混凝土过程中，由于混凝土与面板之间的摩擦及混凝土侧压力的作用，会使模板及支架体系有上抛与向外偏移的趋势[9]，工程中采用预埋45°的地脚螺栓来抵抗这一趋势.地脚螺栓的抗力可分解为竖向力F.1与水平力F.2来抵抗支架的上抛与外移，从而保证体系的整体稳定性，如图2所示.

2.2 单侧模板的受力分析

2.2.1 混凝土的侧压力

混凝土初凝之前呈半流动状态， 对模板产生一定的侧压力，在一定浇筑高度范围内，侧压力值随着高度增加而加大，但当浇筑到一定高度时，由于自身产生一定的承载能力，侧压力则不会继续增加，呈不变状态，此时的侧压力称为混凝土的最大侧压力[10].可根据以下的公式求得[11]：

2.2.3 荷载设计值的确定

模板体系应同时满足稳定性与安全性的要求，各部分强度及其变形都必须在规定范围内，即在承载能力极限状态（满足强度条件）与正常使用极限状态（满足变形条件）下须分别满足荷载设计值S.k，S′.k的要求[13].S.k，S′.k按以下计算式确定：

2.3 单侧模板及支架体系的力学模型

单侧模板及支架体系是一个整体体系，实际力学状态比较复杂，施工中可以根据工况及受力效果进行模拟分析，建立相应的力学模型.结合工况与理论分析，体系的受力力学模型如下：

1）面板可按多跨连续梁计算，以次楞为支承，验算跨中和悬臂端的最不利抗弯强度及挠度（见图4），其所受荷载用q.1表示.

2）次楞一般为两跨以上连续楞梁，以主楞为支承，当跨度不等时，按不等跨连续楞梁或悬臂楞梁设计；主楞可根据实际情况按连续梁 、简支梁或悬臂梁设计，以连接爪（或自攻螺栓）为支承；同时主次楞梁均应进行最不利抗弯强度与挠度验算.次楞与主楞的力学模型分别如图5～图6所示，图中布置间距分别为L.1和L.2，荷载分别为q.2和P.

3）三角支架是由型钢焊接而成，其支座为一边铰支，一边滑动，有效限制支架的侧移.支架按简支钢架进行计算，如图7所示，图中布置间距为L.3，荷载为q.3.

2.4 最不利荷载情况分析

根据结构力学计算方法，可计算出一至五跨的等跨连续梁在均布荷载作用下的最大弯矩系数和最大挠度系数，计算结果见表2.

由表2可知：在等跨且荷载相同的情况下，简支梁的最大弯矩值和最大挠度值比其他多跨的等跨连续梁的大.由于模板体系的面板、背楞都简化为等跨连续梁来计算，在设计时应考虑最不利的情况，因此对模板体系进行设计时，均按简支梁的受力情况计算，这样充分保证了模板体系的安全性和稳定性.同理，主楞的设计亦按简支梁进行计算.

因此面板、次楞、主楞的受力计算模型简图如图8～图10所示.

3 单侧模板及支架体系的经济性设计

3.1 单侧模板及支架体系设计应满足的功能要求

根据文献[14]，模板构件必须能承受施工过程中的荷载，保证弯矩强度σ.ω和弯矩变形ω.max满足规定的要求，即模板设计应同时满足式（6）和式（7）.支架是由型钢焊接而成的多自由度整体体系，施工过程中支架既有受拉杆件也有受压杆件，施工中各杆件的σ.ω和ω.max应满足式（6）和式（7）的同时，拉杆的抗拉强度σ.l和压杆抗压强度σ.c应分别满足式（8）和式（9）的要求.地脚螺栓的抗拉力σ.d，l设计应满足式（10）的要求.

主楞和次楞一样，都是以简支受力工况进行设计.因此，主楞的经济布距设计方法同次楞的设计方法一样.

3.3 支架的布距设计

支架体系各杆件均为刚节点，整体自由度较多，无法简单地利用结构力学计算方法得出每根杆件的最大弯矩、挠度、轴力等参数表达式，目前只能借用相关软件（较多采用SAP2000软件）进行试算，通过试算得出最接近材料极限的布距即为支架的经济布距.

3.4 地脚螺栓最小直径的确定

从经济性考虑，地脚螺栓的布距应等同支架布距.因此，地脚螺栓的经济性直径按式（12）确定：

4 应用示例

某市一地铁站工程，地下进站大厅混凝土外墙厚度1 000 mm，一次性浇筑的最大高度为6.9 m，墙体总长为155.8 m，采用单侧支模施工技术.原施工方案确定了单侧模板及支架体系各构件材料、规格和布置间距，地脚螺栓采用Ⅱ级螺纹钢，直径为40.该模板工程设计者仅是根据工程实践经验，先给出各构件系统的布距值，在此基础上进行强度及变形验算，满足条件即用于实际工程中的布距.这种设计方法更注重安全而忽略了其经济性.

经过计算，该模板工程各构件系统布距还能进行进一步优化，运用本文提出的经济性设计方法对本工程单侧模板及支架体系进行重新设计，得到各构件的经济布距，见表3，相应的地脚螺栓的直径为48.

进行重新设计后，前后用量相比，次楞节省19.3%，主楞楞节省22.2%，支架节省26.5%、地脚螺栓节省9.2%，在保证施工安全的条件下，大大降低了施工成本.

5 结 论

1）本文通过系统地分析现浇混凝土单侧模板及支架体系的工况，建立了相应的受力力学模型，并基于价值工程原理，提出了满足功能要求前提下充分利用材料性能，使其达到极限状态下的经济性设计方法.

2）本文解析了单侧模板及支架体系的经济性设计时模板的次楞、主楞和支架的经济布距，以及支架经济布距时的地脚螺栓直径，并通过实际工程的应用示例计算表明达到了节省材料，降低施工成本的效果.

3）在工程施工中，施工单位应根据现场施工条件情况对经济布距作一定的调整，使其更能适合工程要求.

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第8篇：支架设计论文范文

关键词：固定支架；管沟敷设；热网管道；选择和计算

中图分类号：U175.5文献标识码：A 文章编号：

随着社会经济的迅速发展，城市集中供热的快速发展，其热网的规模也在不断地扩大，室外的供热管道敷设技术水平也取得了突飞猛进的发展。地下敷设过程中，由于管沟敷设敷设形式具有很多的优点，已经成为了城镇集中供热管道最常用的一种敷设方式。但是因供热管道存在热胀冷缩的现象，很容易使管道出现轴向位移，在这种情况下必须要在管道上进行补偿器的安装以及固定支架的设置，在这其中就涉及到了选择和计算固定支架等问题。本文笔者管沟敷设热网管道固定支架的选择和计算进行研究和分析。

1.固定支架的受力

固定支架所受力主要有以下几种：第一，介质内压力所产生的轴向应力和径向应力；第二，因热膨胀所产生的弯曲应力以及弹性力所产生的轴向应力；第三，风力作用所产生的弯曲应力；第四，冷紧或者冷缩所产生的弯曲应力；第五，因套筒补偿器摩擦力与管道水平位移所产生的轴向应力。而本文笔者主要从弹性力所产生的轴向应力、热膨胀所产生的弯曲应力以及冷紧或者冷缩所产生的弯曲应力等不同方面进行研究和分析，主要从设备相同的条件下，固定支架的位置和数量的不同也会造成支架的受力不同来进行详细地阐述。

2.管沟敷设热网管道的固定支架受力计算

将固定支架设置在供热管道上就是为了限制管道的轴向位移，把管道分为若干的补偿管段，分别实施补偿，以此确保各补偿器能够正常的工作。固定支架作为供热管道中一个关键的受力构件，在进行计算和选择的时候，必须要在节约投资的前提上，尽量将固定支架的间距加大，其间距必须要满足以下几个方面的内容：第一，管段的热伸长量不能大于补偿器所允许的补偿量。第二，管道由于膨胀或者其他作用所产生的推力，不能大于固定支架所能承受的允许推力范围内。第三，管道不能产生纵向弯曲。

固定支架所承受的水平推力主要是由以下几个方面产生的：第一，因活动支座上的摩擦力所产生的一种水平推力为P8·m，可以按照以下公式来进行计算：P8·m=μqL，其中q为计算管道单位长度自体荷载，其单位为N/m；μ是摩擦系数，钢对钢μ为0.3；L为管段的计算长度，其单位为m。第二，因波纹管补偿器或者方形补偿器的弹性力Pt，以及套筒补偿器的摩擦力所产生的水平推力，在供热管道上，其轴向的波纹管补偿器在受到热膨胀的时候，因热伸长而产生的弹性力Pt，可以按照以下公式来进行计算：Pt=KΔχ，其中Δχ为波纹管补偿器轴向位移，K为波纹管补偿器轴向刚度，其单位为N/m。第三，因波纹管补偿器内的压力产生的水平推力P，其中P=PB+POf或者P=PB+POSi，其中PB为波纹管补偿器的波壁所承受的内压轴向力，PO为波纹管补偿器工作压力，Si为波纹管补偿器的有效面积，f为管道内截面积。第四，在套管补偿器中因管道内的压力所产生的摩擦力Pm：其公式为Pm=A PnDtwμB，其中A为系数，若DN小于等于400mm，其A为0.2，如果大于450mm，其A为0.175，Pn为管道内的压力，Dtw为管道补偿器中套管的外径，μ为管道和填料的摩擦系数，若采用的是橡胶填料，μ为0.15，若是涂石墨圈和油浸，μ为0.1；B为沿着补偿器向上填料长度。第五，因不平衡内压力所产生的水平推力，若在固定支座的两端管段设置享用的波纹管补偿器或者套管补偿器，但是其管径的不同；或者在固定支座的两端管段中一端，设置堵板、阀门以及弯管，而在管段另一端设置波纹管补偿器或者套管补偿器，当在进行管道水压运行和试验的时候，就会出现不同的轴向力，其具体的计算方式主要见表一。

3.在实例中的选择和计算

通过上述的相关情况以及计算方式，本文笔者就一典型的计算实例来进行详细地研究和分析，其计算条件主要如下：第一，敷设的方式为管沟敷设，其管径为DN200，管道的压力为0.064MPa；第二，管段长为160m，热媒为130℃，其管道的单位长度重量q=772.75kg/m，补偿器的型号为RZ10-200-41，属于内压轴向型，轴向刚度为271N/mm；波纹管的有效截面积S1=480cm2；其轴向的总补偿量为41mm。下面针对不同固定支架以及补偿器的设置方式来计算支架的水平推力。

其方案一主要如图一所示。该方案的特点就是，从前3个管段获取固定支架最大的间距，在本方案其间距取50m，支架4、5间距为10m，前两个补偿器主要集中设置在固定支架2的两边，固定支架的水平推力计算主要如下：

第一，因1#和5#的受力是由两侧的实际情况所决定的，由于其条件的不明朗，因此在本文中不予研究和分析。而4#支架的水平推力计算：F=Pt+μqL+P，Pt为波纹补偿器弹性力，通过Pt=KΔχ这个公式来进行居易的计算，其Pt=KΔχ=271×41=11111N，P为波纹管内压产生的水平推力，根据P=PB+POf或者P=PB+POSi计算其P=POSi=480×0.64=30720N；μtqL=50×777.75×0.3=11591.25N；F1=1591.25+30720+11111=530422.25N。

第二，2#支架的水平推力计算，F= Pt1+μqL1+ PB—0.7，通过计算可以得出Pt1= Pt= Pt2=1111N，PB=10624 N，μqL1=11591.25N，2#支架的水平推力F2=9997.875N。根据这种方法来计算3#支架的水平推力，其F3=45308.38N。

方案二，本方案的特点和方案一类似，其不同的是前两个补偿器分别设置在固定支架上的1和2的右边（如图二所示），利用上述的计算方法，2#和3#支架的水平推力为45308.25N，4#支架的水平推力为53422.25N。

方案三（如图三所示），本方案的特点是把管段在支架的最大间距范围内进行平均分配，该方案的一个优点就是所选用的补偿器和支架的型号是相同的，便于采购以及维修，但是其缺点就是因支架间距缩短，导致支架的数量增多。

通过对这些不同方案的比较，可以得出以下两点结论：第一，根据管道长度在设置补偿器和固定支架的时候，可以进行均匀设置，以此延长固定支架的使用寿命。第二，当在进行补偿器设置的时候，补偿器的位置对于固定支架受力有着很大的影响，因此，在设置固定支架和补偿器的时候，二者尽量一一对应设置。

参考文献：

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第9篇：支架设计论文范文

关键词：液压支架;四连杆机构;Java

前言

近年来，随着有限元法、可靠性设计、CAD理论的发展，工程设计逐步向自动化、集成化、智能化方向发展。作为现代设计方法重要内容之一的优化设计得到广泛应用，它是一种寻找和确定最优设计方案的技术。优化设计是以数学规划为理论基础，以计算机为工具来进行的。本文对液压支架四连杆机构进行优化设计。

液压支架四连杆机构是支架整体设计的核心。其作用概括起来主要有两个，其一是当支架由高到低变化时，借助四连杆机构使支架顶梁前端点的运动轨迹呈近似双纽线，从而使支架顶梁前端点与煤壁间距离的变化大大减小，提高了管理顶板的性能;其二是使支架能承受较大的水平力。因此设计优良的四连杆机构能极大提高液压支架支护性能。传统的四连杆机构设计采用解析法和作图法，过程繁琐精度低效率差，而利用计算机能够快速并精确地设计四连杆机构，因此具有重要意义。

1.四连杆机构运动介绍

图1为液压支架四连杆机构模型的结构简图。它由底座、前连杆、后连杆和掩护梁组成。图2为四连杆机构的位置关系图。支架工作过程中E点的运动轨迹如图所示近似为双纽线。当支架顶梁前端点由E_1向E_3运动时，θ角越来越小，顶梁有向前运动的趋势，因此顶板给顶梁的摩擦力和摩擦力引起的附加力都向采空区。当顶梁前端点由E_3向E_2运动时，顶梁有向后运动的趋势，顶板给顶梁的摩擦力指向采煤区，附加力方向仍指向采空区。并且附加力的大小与tan?θ值的大小成正比例关系。

图1图2

当支架在最高位置时，D_1点的坐标为

{（x_（D_1 ）=L_3 cos?〖α_1 〗@y_（D_1 ）=L_2 sin?〖α_1 〗+L_1 sin?〖β_1 〗 ）┤（1）

当支架在最低位置时，D_2点的坐标为

{（x_（D_2 ）=L_3 cos?〖α_2 〗@y_（D_2 ）=L_2 sin?〖α_2+L_1 sin?〖β_2 〗 〗 ）┤（2）

当支架后连杆与掩护梁轴线处于垂直状态时，即BC_3E_3 C_3时，D_3点的坐标为

{（x_（D_3 ）=L_3 cos?〖α_3 〗@y_（D_3 ）=L_2 sin?〖α_3 〗+L_1 sin?〖β_3 〗 ）┤（3）

α_3=arccos （L_6?L）/√（1+〖（L_1?L）〗^2 ）-arctan?（L_1?L）

β_3=π/2-α_3

A点就是过D_1 〖、D〗_2 〖、D〗_3三点的圆的圆心，L_4是该点的半径，因此，可以用圆的方程式

〖（x_（D_1 ）-x_A）〗^2+〖（y_（D_1 ）-y_A）〗^2=〖L_4〗^2（4）

求得：

x_A=[（〖x_（D_1 ）〗^2+〖y_（D_1 ）〗^2 ）-（〖x_（D_3 ）〗^2+〖y_（D_3 ）〗^2 ） ]（y_（D_3 ）-y_（D_2 ） ）/2[（y_（D_1 ）-y_（D_3 ） ）（x_（D_3 ）-x_（D_2 ） ）-（x_（D_1 ）-x_（D_3 ） ）（y_（D_3 ）-x_（D_2 ） ） ]

+[（〖x_（D_3 ）〗^2+〖y_（D_3 ）〗^2 ）-（〖x_（D_2 ）〗^2+〖y_（D_2 ）〗^2 ） ]（y_（D_1 ）-y_（D_3 ） ）/2[（y_（D_1 ）-y_（D_3 ） ）（x_（D_3 ）-x_（D_2 ） ）-（x_（D_1 ）-x_（D_3 ） ）（y_（D_3 ）-x_（D_2 ） ） ]

y_A=[（〖x_（D_1 ）〗^2+〖y_（D_1 ）〗^2 ）-（〖x_（D_3 ）〗^2+〖y_（D_3 ）〗^2 ） ]（x_（D_3 ）-x_（D_2 ） ）/（2[（y_（D_1 ）-y_（D_3 ） ）（x_（D_3 ）-x_（D_2 ） ）-（x_（D_1 ）-x_（D_3 ） ）（y_（D_3 ）-y_（D_2 ） ） ）

+[（〖x_（D_3 ）〗^2+〖y_（D_3 ）〗^2 ）-（〖x_（D_2 ）〗^2+〖y_（D_2 ）〗^2 ） ]（x_（D_1 ）-x_（D_3 ） ）/（2[（y_（D_1 ）-y_（D_3 ） ）（x_（D_3 ）-x_（D_2 ） ）-（x_（D_1 ）-x_（D_3 ） ）（y_（D_3 ）-y_（D_2 ） ） ）

进而可求得L_7=x_A，L_5=L_6-x_A，h=y_D

设E点坐标为（x，y），以掩护梁与水平线的夹角α为参变量，则C点的坐标方程为

{（x_C=x+L cos?α@y_C=y-L sin?α ）┤ （5）

D点的坐标方程为

{（x_D=x+L_3 cos?α@y_D=y-L_3 sin?α ）┤ （6）

因为C、D两点运动轨迹为圆，所以

{（〖（x_D-L_7）〗^2+〖（y_D-h）〗^2=〖L_4〗^2@〖（x_C-L_6）〗^2+〖y_C〗^2=〖L_1〗^2 ）┤（7）

2.优化过程

在液压支架的设计过程中，减小tan?θ值就能减小附加力的大小。同时，为了能更有效地支控顶板，规定支架由高到低动作时煤壁与顶梁前端点的距离变化要小。因而在设计中要满足这两个条件，只需限定支架由高到低动作时顶梁前端点运动轨迹近似成直线就可以。

在图2中α，β，I_1，I_2的值发生变化，附加力的大小和 tan?θ 的值都会发生变化。本文借助计算机编程语言Java进行优化计算。在设计优化程序时把α，β，I_1，I_2设计成变量对各变量规定相应的步长：α的步长为0.034弧度，β的步长为0.034弧度，I_1的步长为0.02弧度，I_2的步长为0.032弧度。在允许的长度范围内寻求最佳的长度组合，以满足设计要求。

由上述对液压支架四连杆机构的特性分析可知，掩护梁上端点的最大水平摆幅可由E点坐标轨迹求得。

约束条件：

（1）后连杆与掩护梁长度比值的经验取值I_1=L_1?L=0.45～0.61，前后连杆上铰点之间的长度与掩护梁长度的比值I_2=L_2?L=0.22～0.3。

（2）在支架最高位置时，掩护梁与水平方向的夹角α与后连杆与水平方向的夹角β，应满足，α_1≤52°～62°，β_1≤75°～85°;在支架最低位置时应满足α_2≥25°，β_2≥25°～30°。

（3）前后连杆速度瞬心和掩护梁上端点之间连线与水平方向的夹角θ应满足tan?〖θ≤0.16〗。

（4）满足上述公式（1）～（7）。

3.优化结果

输入最高计算高度2900mm和最低计算高度1700mm，得到优化结果图3和下表所示。

图3 Java计算结果

优化变量 L_1/mm L_2/mm L_3/mm L_4/mm L_5/mm L/mm e/mm tan?θ

Java算法 1235.41 470.23 1667.16 1138.56 578.82 2137.39 13.84 0.154

解析法 1205 457 1620 1148 599 2077 14 0.16

4.结论

从上表的优化结果动过对比可以得到，传统的四连杆机构设计方法繁琐，计算的时间比较长并且得到的结果也不够准确，要得到掩护梁上铰点的轨迹曲线需要大量的作图，而借助计算机语言Java可以更快速方便的计算出各种数据，e值也大大的减小，并且所得到的优化结果均满足约束条件，通过E点的运动轨迹，近似作直线运动，满足设计要求。

参考文献：

[1]赵宏珠.《综采面矿压与液压支架设计》.中国矿业学院出版社，1987.

[2]王忠宾，赵啦啦等.支撑掩护式液压支架的优化设计.重庆大学学报，2009，32（9）：1037-1042.

[3]王本林，王军.基于VB语言的液压支架四连杆计算机辅助设计.科技情报开发与经济，2008，18（29）：133-134.

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