液压支架掩护梁和四连杆的力学分析与计算

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液压支架掩护梁和四连杆的力学分析与计算i
q
ds
L1
图 3 断面单位长度的
微分析单元
ds
ds
!i
T
R
q
图 2 断面微分析单元
dx
托盘上的水通过-根胶管排到车外， 不至于流到车箱内。
这样就能保证可靠的防水密封。
[ 参考文献]
[ 1] 王建， 刘志武.可折叠式天线升降机构 [ J] .通信与测控， 2005， 29
( 2) .
[ 2] 刘锋， 熊鹏骏.潜艇升降装置现状及发展 [ J] .论证与研究， 2005
( 6) .
[ 3] 梁万银.某雷达升降机构设计 [ J] .零-八科技， 2005 ( 3) .
[ 4] 肖万选.雷达天线升降装置设计中的几个问题 [ J] .电子机械工
程， 2003 ( 2) : 40- 44. ( 编辑 启 迪)
作者简介: 刘志友( 1971- ) ， 男， 技术员。
收稿日期: 2007- 01- 13
支撑掩护式或掩护式液压支架， 主要是通过顶梁来
承受巷道围岩压力的。当外力的合力点作用在顶梁-侧
时， 掩护梁和四连杆就处于受扭的状态。四连杆的运动轨
迹是双扭线， 顶梁与掩护梁属于铰接的连接方式， 所以当
顶梁承载受压时， 掩护梁的两端可以视为自由端。这样掩
护梁和四连杆的受扭就属于纯扭状态。
2 支架受扭状态分析
支架受力如图 1 所示。
T1 为作用在顶
梁 上 的 扭 矩 ， T1
RL1 Q1L2 Q2L2。R
为工作阻力， Q1、 Q2
为顶梁与立柱铰接
点处的铅垂反力。
取任-点为原点，
由∑F0 和∑M0
平衡方程， 可以求
出 R、 Q1、 Q2 各个未知力和作用位置。
T2 为作用在掩护梁上的扭矩， T2T1cosβ ( β为顶梁与
掩护梁的夹角) 。
T3 为作用在前部连杆上的扭矩， T4 为作用在后部连
杆上的扭矩。
Tcp 为 作 用 在 四 连 杆 上 的 总 扭 矩 ， Tcp T2cosω cp
T2cos ( ω 1ω 2 ) /2。 ( ω 1、 ω 2 分别为前后连杆与掩护梁的夹
角， ω cp 为四连杆总扭矩中心线与掩护梁的夹角) 。
3 单个闭合断面腔室的抗扭分析计算
在任意薄壁构件上， 如图 2 所示， 取出-个边长为 ds
着周界上的各点的剪流 q 是
常值， q 对任何-点的力矩总
和等于力矩 T， 其平衡方程式
为:
T qds× Rq× ω k ( 1)
式中， Rdsω k 是包围闭合断
面壁厚中心周界线内的面积之 2 倍。
因此， 周界上任何-点的剪应力 τ ， 即为剪流 q 与该
点板厚度 δ i
的比值。
τ q
i
T
ki i
4 掩护梁的抗扭分析计算
掩护梁的横断面， 可以理
解为由 n 个单腔室所围成的闭
合断面。 单位长度 ( L1) 上构件
的扭转角为 θ ， 现在以图 2 所示
的沿周界宽度为 ds、壁厚度为
δ i
的单元进行研究， 如图 3 所
示， 根据能量等于作用在构件
上的扭矩 T做的功， 可以列出
单腔室断面的扭矩平衡方程
式:
Ti
2L
q2
1
2G
ds
i
( 2)
式中， Ti
表示在第 i 腔室的分扭矩， qI 表示作用在腔室的
剪流， G是材料的剪切弹性模量。
再根据以上推导的原理， 可以计算出掩护梁任-横
1
L1
R
Q1
L2
T1
Q2
T3
cp
2
T4
Tcp
T2
图 1 支架受力模型简图