Исследование работы лав с тонкими пластами, страница 8

        шток                  30ХГСА, HB=241-285

Предел текучести материала:

        цилиндр                 

        шток                 

Модуль упругости материала, МПа                 

Наружный диаметр сечения, м:

        цилиндр                 

        шток                 

Внутренний диаметр сечения, м:

        цилиндр                 

        шток                                                                 

Длинна гидропатрона, м                 

Длинна ступени постоянной жесткости, м:

        цилиндра                 

        штока                 

База заделки, м                 

Зазор диаметральный между цилиндром

и поршнем, м                 

Радиус отверстия в опорах, м                 

Коэффициент трения                 

1. Расчетное давление в поршневой полости:

МПа

где:     - коэффициент, учитывающий возможный заброс давления срабатывания предохранительного клапана;

           - рабочее давление насосной станции.

2. Действующее усилие в поршневой и штоковой полостях:

кН

кН

3. Площадь сечения штока:

м²

4. Моменты инерции сечений ступеней:

м⁴

м⁴

5. Моменты сопротивления сечений:

м³

м³

м³

6. Жесткости ступеней:

Н·м²

 Н·м²

7. Коэффициенты нагруженности ступеней:

м^-1

м^-1

8. Значение тригонометрических функций:

9. Угол перекоса:

рад

10. Смещение опоры штока:

м

После определения геометрических характеристик и жесткости участков выполним расчет упругой устойчивости.

11. Промежуточные величины:

для цилиндра ()

м^-3

для штока ()

м^-3

12. Критическая сила:

Н

13. Критическое напряжение:

МПа

14. Проверка применимости формулы:

МПа, т.е. условие не выполнено, запас устойчивости не определяется. Значит, расчет ведется только на прочность.

15. Эксцентриситеты приложения нагрузки:

м

м

16. Моменты в опорах:

Н·м

 Н·м

17. Поперечная сила в начале 1^й ступени:

Н

18. Геометрически и силовые параметры в конце 1^й ступени:

Н·м

19. Изгибающий момент в конце 2^й ступени:

Н·м

20. Условия равновесия:

21. Угол поворота вначале первой ступени:

рад

22. Максимальный момент (изгибающий):

Н·м

23. Составляющие напряжения в цилиндре:

наружная стенка:

от продольной силы:

МПа

от внутреннего давления:

МПа

внутренняя стенка:

от продольной силы:

МПа

от внутреннего давления:

МПа

МПа

24. Результирующие напряжения в цилиндре:

внутренняя поверхность:

МПа

на растянутом волокне:

МПа

на сжатом волокне:

МПа

25. Напряжение в штоке изгиба:

МПа

сжатия:

МПа

результирующие:

МПа

26. Запас прочности цилиндра:

Проведя расчет, убедились, что прочность гидроцилиндра достаточна.

2.7 Проверка прочности уступа

Производим расчет несущей способности уступа. Рассчитываем площадь опоры и силу, действующую на эту площадь при работе силового механизма.

Площадь опоры:

см²

Для определения усилия, действующего на кровлю, составим схему опорного механизма.

Рис. 2.3 Схема опорного механизма.

Суммарная реакция воздействия на кровлю:

, , , соответственно .

Найдем нагрузку, которую способен выдержать уступ при давлении на него опоры механизма:

, Н

где:    - напряжение, которое способен выдержать угольный уступ, Па;

           - коэффициент отжима на кромке забоя:

,

где:     - среднее значение отжима;

           - расстояние от резца, на котором определяется , м;

           - средняя расчетная мощность пласта, м.

где:     - показатель степени хрупкости угля.

Расстояние до резца, на котором определяется :

,м,

где:     - диаметр исполнительного органа по резцам;

           - угол охвата,

м

Средняя сопротивляемость угля резанию:

, Н/мм

Для вязких углей  Н/мм,

кН

Такую нагрузку может выдержать уступ, при действии на него опоры.

Рассчитаем усилие, развиваемое гидроцилиндром при рабочем давлении 32 МПа:

кН

Определим  и :

кН

кН, то есть уступ сможет выдержать такую нагрузку на него силового опорного механизма крепи.

Рассчитаем сопротивление козырька: м².

На каждый квадратный метр козырька приходится сопротивление:

кН/м².

Таким образом при среднем сопротивлении крепи 850 кН/м², сопротивление козырька составляет 308,47 кН/м², что сможет обеспечить удовлетворительное состояние кровли в бесстоечном пространстве.