矿用液压支架油缸结构的改进方法研究

第一篇：矿用液压支架油缸结构的改进方法研究

矿用液压支架油缸结构的改进方法研究

【摘 要】近年来随我国煤炭事业的飞速发展，都需要先进的机电设备作为强有力的后盾。在一井一面综采设备上，支架性能及适应性以及地质构造的诸多因素，直接影响煤炭的产量。我国的综采工作面绝大部分分布在缓倾斜中稳及中稳以上顶板的中厚煤层，而其它条件下的煤层，现有的液压支架适应性差，使用效果不理想，本文对液压缸存在的一些结构不合理和拆卸比较困难的状况进行改进，以提高液压缸的内在质量，减小损坏率，降低维修费用。

【关键词】液压油缸；防尘压盖；导向套

1.液压支架的类型结构

液压支架有许多类型。按围岩的相互作用和维护回采空间的方式，可分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三类；按移架方式可分为整体自移式和迈步前移式两类；按使用地点不同可分为中间架、过渡架和端头架三类；工作面支架按煤层厚度和开采方法不同可分为铺联网支架和放顶煤液压支架。

支撑掩护式液压支架是在支撑式液压支架的基础上，吸取掩护式液压支架的特点而设计的。液压支架的前梁和顶梁是箱体焊接结构，支撑着工作面顶板，起着防止漏矸冒顶的作用。前梁千斤顶控制着前梁向上和向下摆动，可以较好适应顶板的起伏不平，改善其接顶性能。四根立柱（双作用单伸缩油缸）支撑在顶梁与底座之间，立柱与顶梁、底座接触处为球面铰，可以改善立柱受力。为了适当增大支架的支撑高度，扩大适用范围，根据需要可在立柱上端加接机械加长杆。

掩护梁是由钢板焊接而成的箱型结构，下端通过前、后连杆与底座铰接成四连杆机构，起着稳定支架重心和防止采空区岩石涌入工作面的作用，既能保证支架前梁顶端与煤壁的间距基本恒定，又承担了支架在工作过程中的水平分力，以保证支架的工作稳定性；底座是钢板焊接的箱型结构，它与底板直接接触，将立柱传来的顶板压力传递给底板。底座的后部与前后连杆铰接，前端焊接有安装推移千斤顶的联结耳，推移千斤顶的另一端与工作面运输机连接，通过推移千斤顶的伸缩，实现推溜和移架功能。

2.缸底焊缝的改进

对于推移千斤顶，有一种损坏形式就是缸底焊缝开裂。因为这种推移千斤顶的安装方式一般是中间耳轴连接，其缸体和缸底的焊缝不仅承受液体均匀的周向力，还要承受轴向力，所以这种连接方式比其他固定端在缸底的千斤顶对焊缝的要求更高。原因之一：在以往的设计中，往往缸底厚度设计的比缸筒壁厚大很多，以为这样更安全。其实，在焊接时因壁厚差大造成传热和散热不均，致使缸底和缸筒不能很好的融合，并产生很高的应力集中，因此在使用中出现掉底的现象。原因之二：采用V型焊缝。因V型焊缝在焊接时因底部狭小，难以使焊口底部的金属很好的融合。

建议推移缸底的焊缝改为U形坡口，减小缸底上和缸筒焊接部分的壁厚，也可有一个较平缓的过渡，让缸底焊接的部分厚度和缸筒相近，并使焊缝稍离开缸底底部较厚的部分一段距离，让缸底焊接的部分也打上U形坡口，使缸底和缸筒在焊接时传热和散热均匀，都能与焊缝金属很好地融合，并且减少了截面的突变量，使应力集中减小，从而能提高焊缝的质量。对于其他立柱和千斤顶的缸底和缸筒的焊接及中缸缸筒和中缸缸底的焊接也存在类似的结构，在设计中也应注意尽量避免。

3.防尘压盖的改进

对于具有三半环或四半环连接形式的各种型号的立柱和千斤顶，在使用过程中表现出良好的使用性能，其抵抗侧向力的能力远大于螺纹式联接，其损坏的比例也远小于螺纹式联接的液压缸，但是在拆卸方面却不如螺纹式。螺纹式可用专用的拆装机，拆装省时省力，而半环式就比较费力，尤其是在拆的过程中，因为防尘压盖A面和缸体配合间隙较小，它的范围一般为0.056―0.347 mm，在使用一段时间后，压盖和缸体之间会存在煤尘和锈蚀，并且用于拆卸的螺纹孔一般都会损坏或锈蚀，就算螺纹是完好的，由于压盖和缸体拆卸时需要的力较大（因压盖上还需要装防尘圈，给螺纹剩下的空间有限，一般螺孔都是M5的，只有千斤顶的活塞杆和缸体内壁之间空间大可以布置稍大的螺纹孔）也很难拆下。建议适当扩大压盖和缸体内壁之间的配合间隙，让压盖外径和缸体内壁配合间隙在0.3―0.5mm为宜，这样当活柱（活塞杆）承受侧向力或弯矩时，由于防尘压盖和缸体之间的间隙小于导向套和外缸的配合间隙，则侧向力或弯矩由导向套传给外缸，而不会加在压盖上然后传递给外缸缸口薄弱的部位。

在液压缸的维修中，对于半环式的，拆防尘压盖时，一般用的拆卸方法是用螺栓焊在压盖上然后在螺栓上施力，或是用工装把螺栓卡在活柱或活塞杆上利用液压力的作用带出来，之后把螺栓割掉，把压盖磨平，这种拆卸方式很浪费人力和物力，而且在焊接的过程中很容易损坏活柱（活塞杆）、外缸体和压盖。对于现有的液压缸，那些活塞杆和缸体内壁空间大的可进行如下改造，将压盖的2个螺纹孔加大至M10―M16，并加工成通孔，使通孔对准在导向套上，平时用尼龙堵堵上，拆卸时拧掉呢绒堵，拧上螺栓，螺栓顶在导向套上后，交替拧2个螺栓，用螺栓螺纹的力量把压盖带出来。对于液压支架的立柱，活柱和缸体内壁之间的空间小，布置不下较大的螺纹，把原压盖加长，缩短缸体半环槽到缸口的距离C（原设计C这段距离足够大，适当缩短这段距离不会影响缸体的强度，并且会减小拔防尘压盖的力），让压盖伸出缸口一段距离，压盖的环形槽留出取弹簧卡的空间，这样就留在缸口外部一个环形槽B，可以在环形槽上施力，或是做一个简单的工装卡在活柱上利用液压力带出压盖。为了取弹簧卡容易些，用窄弹簧卡比较好。半环处为了防尘，也可在压盖和三半环之间压一个O形圈。这种压盖虽然加工比原结构复杂些，伸出外缸约30 mm，外观上稍差，但在拆卸时施力简单方便，且不会损伤其他零部件，可大大提高立柱的拆卸工艺性。

对千斤顶也可做类似的改造，拆卸时可直接用尖锥等工具在环形槽上施力。立柱和千斤顶改造后可大量节省拆卸时间，并节省大量人力和物力。

4.半环的改进

三半环或四半环式的液压缸，有时使用后由于导向套对半环压得比较紧，或是半环有些许变形时比较难取，有的千斤顶半环较小，上面的拆卸孔直径一般仅有3 mm或更小，用挑针有时比较难取，假如在半环的头部做一个65°左右的斜面，拆卸时用扁铲或尖锥等工具很容易就可以从斜面处把半环剔出来，相对来说更容易取出。假如说改造后安装时不如以前用挑针方便可以保留小孔。

5.锁紧螺母式连接的活塞杆的改进

在液压支架的维设计中，大部分千斤顶的活塞和活塞杆的连接为螺纹联接，一般用2个粗牙的对顶螺母防松，防松效果很差，一些螺纹在变载荷和液压冲击下防松失效，联接松动，导致螺纹损坏，有的活塞从活塞杆上脱落并且把对顶螺母压碎，有的螺纹损坏后活塞很难拆下，这些拆不下活塞的，由于活塞杆前端较大，导向套在活塞杆上无法拆掉，只能按报废处理。建议该处联接设计为细牙螺纹，并在连接处加一个防转顶丝。即提高了防松效果还提高了联结强度和耐冲击性。

【参考文献】

［１］成大先.机械设计手册(第三版第4卷)［M］.北京:化学工业出版社,1993.［２］雷天觉.液压工程手册［M］.北京:机械工业出版社,1990.［３］综采管理手册,液压支架检修工艺与检修标准［M］.北京:煤炭工业出版社,1994.

第二篇：液压支架强度可靠性优化设计方法研究论文

1基于最大应力约束的强度可靠性优化设计

1.1优化变量设定

在对液压支架掩护梁结构进行优化的阶段中，液压支架中的主要参数以及空间尺寸已经基本完成设计，为恒定状态。因此，设计变量可以选取支架主要部件所对应的钢板厚度，同时可在有限元优化中对其初始值进行定义。假定对于液压支架掩护梁而言，3个板厚分别定义为T1，T2，T3，均为设计变量，T1取值为25.0mm，为掩护梁竖筋板板厚，T2取值为25.0mm，为掩护梁上顶板板厚，T3取值为25.0mm，为掩护梁下腹板板厚。该状态下掩护梁整体质量为3345.0g。

1.2有限元优化分析

在有限元分析过程当中，选择掩护梁受力条件最为恶劣的偏载工况作为加载方式。在此工况下，整个液压支架的实验高度取值为2400.0mm。应力极限值在460.0MPa范围内，因此可设定掩护梁重量最小作为强度可靠性优化设计的基本目标。同时，遵循现行国家标准，将设计变量的增长步长设置为5.0mm。同时，对于液压支架而言，厚度在15.0mm以下的板材较为单薄，与液压支架其他组件结构无法相互配合，因此缺乏实际意义，故而在可靠性优化设计分析中，按照下表方式选择板厚，计算相应的组合方案。

1.3有限元优化结果分析

根据在不同组合方案下得到的数据分析来看，按照表1所取值IDE各种板厚组合方案均能够满足液压支架掩护梁结构强度可靠性优化设计中“掩护梁最大受力不超过屈服极限水平”的要求。在此状态下，在液压支架重量取最小值时，板材厚度T1，T2，T3均取值为20.0mm，与之相对应的探测点1应力水平为398.9MPa，探测点2应力水平为413.7MPa，可以满足应力标准要求，对应的液压支架掩护梁质量水平为2992.29kg。

2基于疲劳寿命约束的强度可靠性优化设计

由于在现行国家标准《煤矿用液压支架第一部分（通用技术条件）》中，已经针对液压支架疲劳强度实验方法与结果提出了严格要求，因此在液压支架实验中仅需要满足要求即可，无需过分追求较大的疲劳寿命水平。从这一角度上来说，在对液压支架强度可靠性进行优化分析的过程中，不需要单独将液压支架疲劳寿命作为优化目标，将其满足循环寿命作为可靠性优化中的约束条件之一。从这一角度上来说，对于液压支架掩护梁而言，基于疲劳寿命约束的强度可靠性优化设计可以从如下角度进行分析

2.1设定负载水平

在现行国家标准《煤矿用液压支架第一部分（通用技术条件）》中，耐久性试验规范中要求采取内加载方式进行循环加载，加载压力交替设置为1.05*额定工作压力以及0.25*额定工作压力。加载周期按照规范标准，设定为20000次。

2.2有限元优化分析

有限元分析过程当中，结构材料为Q460，弹性模量取值为210000.0MPa，密度标准值为7.85kg/m3，泊松比取值为0.3，结构屈服强度取值为460.0MPa。根据结构优化分析数据表，可在满足所设定疲劳寿命（即加载周期20000次）的条件下，最优方案为板材厚度T1，T2，T3分别取值为20.0mm，20.0mm，以及25.0mm，与之相对应的探测点1寿命水平为3.2*104，探测点2寿命水平为2.6*104。

3可靠性优化设计结果分析

根据以上分析数据，在最终确定可靠性优化设计方案的过程中，可以首先考虑适当减小T1板材厚度，然后可对T2板材厚度进行调整，最后是对T3板材厚度的控制。根据有限元分析结果，在满足液压支架掩护梁疲劳寿命以及应力水平基本要求的前提下，可先选几组性能较好的数据作为优选方案，展开进一步分析。备选数据方案如下表所示。

4结束语

对以上各个方案的可靠性优化结果进行对比分析：其中，对于A方案而言，在该组合下，液压支架掩护梁质量减小比例最大，虽然疲劳寿命有一定程度上的下降，但仍然能够满足所设定疲劳寿命（即加载周期20000次）的基本要求，同时应力变化较小。对于B方案以及C方案而言，虽然疲劳寿命取值有一定程度上的提高趋势，但同时应力值也对应下降，液压支架掩护梁质量减小状态不理想。对比A方案，D方案虽然能够使液压支架掩护梁的整体重量得到控制，但液压支架掩护梁的应力水平以及疲劳寿命改善效果均不理想。E方案虽然能够增大疲劳寿命，但也同时降低了最大应力水平，导致液压支架掩护梁质量与优化前差异不明显。故而，最终选择A方案作为可靠性优化方案。

第三篇：地铁车站结构支架、受力分析及施工方法

地铁车站结构支架、模板受力分析及施工方法

摘 要:结合石家庄地铁**站土建工程施工实例,对住建部规定的危险性较大工程之一的高支模设计计

算及应用进行了详细介绍,重点说明了设计计算的主要内容及施工注意事项,对类似工程具有普遍指导

意义。

关键词:地铁车站 危险性较大工程 高支模 受力分析 施工方法 1工程概况

**站车站为地下两层三跨岛式站台车站，中心里程为DK7+583.000，车站全长223.62m，结构标准段总宽度21.1m，基坑深约13.34m。该车站为二层明挖现浇框架结构，车站中板厚度为400mm，侧墙厚度为700mm，顶板厚度为800mm和900mm，负一层层高4950mm，负二层层高6190mm。2 侧墙、顶板设计计算

在地铁站混凝土施工过程中,大量使用高支模现浇施工方法,为保证施工质量与安全,模板和脚手架计算显得更为重要,需要受力验算的部位有:顶板、中板、梁、柱、侧墙等,验算主要包括强度、刚度、稳定性三个方面,下面以侧墙、顶板、立柱的受力验算为例,计算模板和脚手架的布置。根据风道结构形式、施工荷载、施工质量等方面的因素，结合北京地铁车站主体结构工程施工经验，侧墙模板、顶板底模都采用2440×1220×15mm木模板。背楞采用100×100mm方木，侧墙次楞间距200mm，主楞间距600mm；顶板次楞间距300mm，主楞间距600mm。立杆间距：600×900mm（横×纵），水平杆步距：1200mm。模板支撑体系采用扣件式脚手架钢管。2.1侧墙模板支架验算 2.1.1荷载计算

新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力计算

C40混凝土自重（γc）取25 kN/m3，采用导管卸料，浇注速度v=2m/h，浇注入模温度T=25℃；β1=1.2；β2=1.15； t0=200/(T+15)；墙高H＝6.29m；

F1=0.22γc t0β1β2v1/2 =0.22×25×200/（25+15）×1.2×1.15×21/2=44.7KN/m2 F2=γc H=25×6.29=157.25KN/m2 取较小值F1=44.7KN/m2作为计算值。考虑倾倒混凝土时，采用混凝土泵车导管，倾倒混凝土对侧模板产生的水平荷载标准值取2KN/m2。则按强度要求计算模板支撑系统时，组合荷载为： F1=1.2×44.7+1.4×2=56.44KN/m2(强度要求)按刚度要求计算支撑系统时，不考虑倾倒混凝土荷载，F2=1.2×44.7=53.64KN/m2（刚度要求）2.1.2侧墙模板验算

图2-1

每块模板承受的线荷载为： q1=56.44KN/m2 q2=53.64KN/m2

1、强度验算

根据模板规格，其截面抵抗矩W=54mm3，截面惯性矩I=486mm4 σ=Mmax/W=0.1ql2=0.1×0.05644×2002/37.5=46.02N/m2<[σ]=13N/m2 符合要求 2、刚度验算

ω=0.667ql4/(100EI)=0.667×0.05364×2004/(100×10000×281.25)=0.2mm<[ω]=l/400=0.5mm 符合要求

2.1.3支撑检验（脚手架横向钢管）横向水平钢管承受的最大水平压力N=56.44KN

1、强度验算

σ=N/A=56.44×600×1/489=70N/mm<[σ]=205N/mm2 2、稳定性验算 λul190056.96i15.8查表可得：0.829[w][]0.829205169.95N/mm2符合要求2.1.4次楞验算（100×100mm方木）

图2-2

q356.440.211.29N/mmq453.640.210.73N/mm截面特性Wbh622

1001006166666.7mm3bh31001003I8333333.3mm412121、强度验算Kmql2M0.111.2960022.44N/mm2[]13N/mm2WW166666.7符合要求

2、刚度验算Kmql40.67710.7360046000.11mm[]1.5mm100EI100100008333333.3400符合要求

2.1.5主楞验算（100×100mm方木）

图2-3

q50.0564460033.86N/mmq60.0536460032.18N/mm截面特性W166666.7mm3I8333333.3mm4将主楞看成以横向水平钢管为制作的三跨连续梁

1、强度验算

M0.133.866007.31N/mm2[]13N/mm2W166666.72符合要求

2、刚度验算Kwql40.67732.1860046000.34mm[]1.5mm100EI100100008333333.3400符合要求

2.2顶板底模支架验算

顶板最厚处为900mm，所以以900mm厚为验算对象。

2.2.1顶板荷载组合

钢筋砼自重：25.10.922.59KN/m2模板自重：0.3KN/m2砼振捣产生荷载：4KN/m2施工人员及设备荷载：2.5KN/m2强度检算荷载组合：q1(0.322.59)1.2(42.5)1.436.218KN/m2刚度检算荷载组合：q2(0.322.59)1.227.468KN/m2

2.2.2模板（2440×1220×15mm）验算

将模板视为以次楞为支座的多跨连续梁，计算图式如下：

图2-4

截面特性W37.5mm3I281.25mm41、强度检算

M0.1070.036223009.3N/mm2[]13N/mm2W37.52符合要求

2、刚度检算Kwql0.6770.027473003000.54mm[]0.75mm100EI10010000281.2540044符合要求

2.2.3次楞验算（100×100mm方木）

图2-5 次楞承受的均布荷载分别是：q30.0362230010.87N/mm(强度要求)q40.027473008.24N/mm(刚度要求)截面特性bh2W166666.7mm36bh3I8333333.3mm4121、强度验算M0.1ql20.110.8760022.35N/mm2[]13N/mm2WW166666.7符合要求

2、刚度验算Kwql40.6778.2460046000.87mm[]1.5mm100EI100100008333333.3400符合要求

2.2.4主楞验算（100×100mm方木）将主楞视为以横向钢管为支座的多跨连续梁

图2-6

主楞承受的均布荷载分别为：q50.0362260021.73N/mm(强度要求)q60.0274760016.48N/mm（刚度要求）

1、强度验算M0.121.7390010.56N/mm2[]13N/mm2W166666.7符合要求

2、刚度验算Kwql40.67716.4890049001.69mm[]2.25mm100EI100100008333333.3400符合要求2.2.5脚手架钢管支撑检算

竖向钢管所受轴向压力N36.2180.90.619.56KN，远小于横向水平杆的压力。根据横杆强度、稳定性的检算，顶板砼施工时强度、稳定性同样满足要求。

3柱模板支架计算 3.1方柱模板支架验算 3.1.1荷载计算

根据侧墙砼荷载计算，柱浇筑砼时：

F156.44KN/m2F253.64KN/m2q12500.0564414.11N/mm2q22500.0536413.41N/mm2

3.1.2次楞检算（次楞70×100mm方木）

间距：250mm 截面特性bh2W116666.7mm36bh3I5833333.3mm4121、强度验算Kmql20.114.118002M8.28N/mm2[]13N/mm2WW116666.7符合要求

2、刚度验算

44Kwql0.67713.418008000.64mm[]2mm100EI100100005833333.3400

符合要求3.1.3柱箍验算

柱箍间距800mm，采用两根Ф48钢管和Ф14对拉螺杆作为柱箍四面固定柱模板，计算简图如下：

图3-1 柱箍受力化为均布荷载考虑：q30.0564490050.8N/mmq40.0536490048.28N/mm截面特性：W10160mm3I243800mm41、强度检算50.85502M8189.06[]205N/mmW101602、刚度验算ql40.52148.2855045500.5210.46mm[]1.338mm100EI1002060002438004003、对拉螺杆截面积检算

14截面积A0154mm2AN0.62550.8550102.72mm2A0f170(f为螺栓的抗拉强度值，取170N/mm2)3.2圆柱模板计算

模板采用定型钢模板：面板采用δ5mm；横肋采用80mm宽，δ6mm的圆弧肋板，间距400mm；竖肋采用[8，间距340mm；法兰采用δ12mm带钢。3.2.1模板检算 计算简图如下：

图3-2 挠度计算

按照三边固结一边简支计算，取10mm宽的板条作为计算单元，荷载为： q=0.05644×10=0.5644N/m 根据lx/ly=0.70,查表得Wmax=0.00227×ql/Bc Bc=Eh³b/12(1-ν²)=2.1×10×5³×10/12×(1-0.3²)=24038461.54 ν——钢材的泊桑比等于0.3 Wmax=0.00227×5.644×340/24038461.54=0.712㎜<[W]=340/400=0.85mm 符合要求。3.2.2竖肋计算 计算简图：

竖肋采用[8，间距340mm,因竖肋与横肋焊接，固按两端固定梁计算，面板与竖肋共同宽度应按340㎜计算 4

图3-

3荷载q=F×L=0.05644×340=19.1896N/mm 截面惯性矩I=2139558.567㎜挠度计算

Wmax=ql/384EI=19.1896×340/384×2.1×10×2139558.567=0.002㎜<[W]=340/400=0.85mm 3.2.3横肋计算 计算简图：

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图3-4

荷载计算

圆弧形肋板采用80mm宽，6mm厚的钢板，间距为400mm。荷载为： q=F×L=0.05644×400=22.576KN/m 圆弧形横肋端头拉力计算依据（路桥施工计算手册213页）T=Qd/2=22.576×0.8/2=9.0304KN 圆弧形横肋端头拉力强度计算

横肋材料为Q235钢材ft=140N/㎜² F=ftA=140×80×6=67.2KN F>T 故横肋抗拉强度符合要求。3.2.4连接螺栓强度计算

在模板连接中，螺栓只承受拉力，螺栓为M20×60；查《桥梁施工计算手册》得ft=110N/mm²,螺栓内径16.75mm.单个螺栓承受拉力F=D²πft/4=16.75²×π×110/4=24.24KN 2F=48.48KN＞T＝9.0304KN 故螺栓抗拉承载力符合要求。4 模板施工方法 4.1侧墙模板施工 4.1.1施工工艺流程

剔除接茬处混凝土软弱层→测量放样→搭设脚手架、绑扎侧墙钢筋→钢筋检验→安装预埋孔洞模板→安装侧模板→安装支撑钢管固定→预检 4.1.2侧墙模板施工

侧墙模板采用2440×1220×18mm木模板, 主、次楞均采用100×100cm方木。将次楞和木模板组合加工，人工依次进行安装，不足标准块模板长度或宽度的位置预先制作异形模板拼装，面板接缝处用玻璃胶封闭。脚手架水平钢管两端部加设顶托顶在两边侧墙的竖向主楞上，固定侧墙模板，防止侧墙浇筑时模板内移。最后再在主楞外背上钢管。侧墙模板次楞间距为200mm，主楞间距为600mm，脚手架水平杆步距为1200mm。侧墙模板体系见图4-1《侧墙模板安装图》（以标准段为例）4.2顶板（梁）模板施工 4.2.1施工工艺流程

搭设脚手架→测放梁轴线和梁、板底高程→铺设梁底模板→安装、绑扎梁下部钢筋→安装梁侧模板和板底模板→校正模板高程→模板预检→绑扎板、次梁及主梁上部钢筋 4.2.2板（梁）模板施工 侧墙模板安装，经检验合格后，校正脚手架立杆上的钢管，依次铺装主楞、次楞、模板，板缝采用胶带封闭。根据计算，板次楞间距为300mm。脚手架立杆纵向间距900mm，横向间距为600mm。梁板底模次楞和主楞间距分别为250mm、900mm，脚手架立杆横向间距调整为600mm。梁、板底模板安装时，考虑砼的落沉量将模板标高台高2cm，并按跨度的2‰～3‰进行起拱。

图4-1

4.3柱模板施工

基础梁及中板施工时，在柱外四周距柱边缘15cm左右的位置预埋钢筋，柱每边预埋2根25cmφ20钢筋，预埋钢筋伸出板面5~8cm顶住立柱模板底部以免模板移位。当底板（中板）砼强度达到2.5Mpa后,即可测量放线，安装立柱钢筋。

清除立柱砼接茬面的水泥薄膜或松散混凝土及外露钢筋粘有的灰浆，绑扎立柱钢筋。柱钢筋隐蔽检查合格后，方可安装柱模板。柱模板安装前应清理模板表面并涂刷脱模剂。

方柱截面均为800×900mm，柱模采用胶合板(δ=18mm)，70×100mm竖向次棱间距250mm，φ14对拉螺杆及两根φ48钢管从柱四面固定形成柱箍，柱箍间距为800mm。柱模板安装、固定后，由钢管脚手架从柱四周进行支撑，并在柱四周加设两道钢管斜撑。方柱模板安装见图4-2,图4-3。圆柱直径为900mm，模板采用定型钢模板：面板采用δ5mm；横肋采用80mm宽，δ6mm的圆弧肋板，间距400mm；竖肋采用[8，间距340mm；法兰采用δ12mm带钢。

立柱模板顶面高出上层板底面5cm，以便脱模后凿除柱头浮浆后，立柱能进入上一层梁或板内2~3cm。

5总结 图4-2 图4-3 要确保在高大空间情况下现浇砼的施工安全,必须认真做好专项施工方案的安全核算工作。特别是高支模排架的结构计算,各种构件的强度和稳定性,满足安全要求是重中之重。此外，模板支架搭设过程中应严格遵守相关规范，以避免不必要的工程事故。

参考文献

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第四篇：核磁共振方法研究蛋白质结构

核磁共振方法研究蛋白质结构

维特里希教授创建的方法是对水溶液中的蛋白质样品测定一系列不同的二维核磁共振图谱，然后根据已确定的蛋白质分子的一级结构，通过对各种二维核磁共振图谱的比较和解析，在图谱上找到各个序列号氨基酸上的各种氢原子所对应的峰。有了这些被指认的峰，就可以根据这些峰在核磁共振谱图上所呈现的相互之间的关系得到它们所对应的氢原子之间的距离。可以想象，正是因为蛋白质分子具有空间结构，在序列上相差甚远的两个氨基酸有可能在空间距离上是很近的，它们所含的氢原子所对应的NMR峰之间就会有相关信号出现。通常，如果两个氢原子之间距离小于0.5纳米的话，它们之间就会有相关信号出现。一个由几十个氨基酸残基组成的蛋白质分子可以得到几百个甚至几千个这样与距离有关的信号，按照信号的强弱把它们转换成对应的氢原子之间的距离，然后运用计算机程序根据所得到的距离条件模拟出该蛋白质分子的空间结构。该结构既要满足从核磁共振图谱上得到的所有距离条件，还要满足化学上有关原子与原子结合的一些基本限制条件，如原子间的化学键长、键角和原子半径等。

从1980年代初维特里希教授发展出这种方法至今，核磁共振技术在生物大分子的结构研究方面有了飞速的发展，一方面是由于仪器技术本身的发展，能够产生的磁场越来越强；计算机的计算速度也越来越快，更多地是由于实验方法上的创新和发展，由二维的核磁共振实验发展成三维甚至更多维的实验；借助于基因技术可以得到同位素富集的蛋白质样品,核磁共振的实验也从原来单一的核发展到三种甚至四种核同时在一个实验中共振而产生相关信号。核磁共振方法的应用范围也从原来单一的蛋白质分子的空间结构研究发展到蛋白质动力学方面的研究，蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸以及小分子的相互作用和药物筛选中蛋白质分子与药物分子的结合等方面。随着人类基因组学和蛋白质组学研究的不断深入，蛋白质结构组学的研究也会随之兴起，核磁共振技术在这方面的应用会更多更广。这些应用的需求反过来也会促进核磁共振技术本身的进步和发展，使之更趋成熟和完善

H-HCOSY是确定质子间偶合关系的有力工具，就这种作用来说，它相当于多次质子同核自旋去偶实验，但二者各有长处。H-HCOSY中的相关峰（或称交叉峰）主要反映的是2J和3J偶合关系，偶尔会出现远程相关峰。

TOCSY（全相关谱，TOtal Correlation Spectroscopy）

可以找到同一偶合体系中所有氢核的相关信息，也就是说，从某一个氢核的信号出发，能找到与它处在同一个自旋系统中所有质子的相关峰。这是一种很有用的2DNMR技术。

COSY通常只能看到相邻碳的氢的相关，（有时稍微远一点）。但是TOCSY顺着化学键可以看到相隔若干个碳的氢相关。因此TOCSY谱图繁杂得多，不过也确实很有用。所需要时间和COSY差不多。

核磁共振ROESY和NOESY的区别及 适用范围

核磁共振ROESY和NOESY的区别及 适用范围

答案一： 在1000~3000用ROESY，小于1000大于3000用NOESY。

答案二： ROESY是旋转坐标系下的NOESY。小分子的NOE是反相的，大分子是正相的。当分子量接近2000时，NOE趋于0。在旋转坐标系下NOE始终为正，故测2000左右的样品时须用ROESY。

答案三：

NOESY：Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy 二维NOE谱

ROESY：Rotating Frame Overhauser Effect Spectroscopy 旋转坐标系NOE谱

相同点：

1)都是二维核磁共振实验(包括同核和异核实验)。同核实验主要有1H-1H COSY，TOCSY，E.COSY, NOESY，ROESY，relay-NOESY等实验，主要用于自旋体系(残基内部)的谱峰确认，耦合常数的测定，顺序识别，以及由NOE交叉峰的强度得出质子间距离约束条件。这也是非标记样品所能进行的主要实验。

2)都是检测 H-H 的空间相关, 距离3.5-5 A，可以考察化合物的立体结构;

不同点：

1)分子量在 1000-3000范围，建议使用 roesy;小于1000和大于3000的化合物宜做NOESY。

2)noesy 是相敏图, 在对角峰附近的分辨率较差;

3)roesy 得到的都是吸收谱，因此有相信号点(交叉峰)距离对角峰近的可以考虑使用 roesy。

氢原子在分子中的化学环境不同,而显示出不同的吸收峰,峰与峰之间的差距被称作化学位移；化学位移的大小,可采用一个标准化合物为原点,测出峰与原点的距离,就是该峰的化学位移,现在一般采用(CH3)4Si(四甲基硅烷TMS)为标准化合物,其化学位移值为0 ppm.处在不同环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同,在图谱上出现的位置也不同,利用化学位移,峰面积和积分值以及耦合常数等信息,进而推测其在碳骨架上的位置.二维核磁共振波谱的基本原理

二维核磁共振谱的出现和发展，是近代核磁共振波谱学的最重要的里程碑。极大地方便了核磁共振的谱图解析。

二维核磁共振谱是有两个时间变量，经两次傅里叶变换得到的两个独立的频率变量图一般把第二个时间变量t2表示采样时间，第一个时间变量t1则是与 t2无关的独立变量，是脉冲序列中的某一个变化的时间间隔。

二维核磁共振谱的特点是将化学位移、耦合常数等核磁共振参数展开在二维平面上，这样在一维谱中重叠在一个频率坐标轴上的信号分别在两个独立的频率坐标轴上展开，这样不仅减少了谱线的拥挤和重叠，而且提供了自旋核之间相互作用的信息。这些对推断一维核磁共振谱图中难以解析的复杂化合物结构具有重要作用。

划分区域

一个二维核磁共振试验的脉冲序列一般可划分为下列几个区域：

预备期(preraration)—演化期 t1(evolution)—混合期tm(mixing)—检测期t2(detection)。检测期完全对应于一维核磁共振的检测期，在对时间域t2进行Fourier变换后得到F2频率域的频率谱。二维核磁共振的关键是引入了第二个时间变量演化期 t1。当样品中核自旋被激发后，它以确定频率进动，并且这种进动将延续相当一段时间。在这个意义上讲，我们可以把核自旋体系看成有记忆能力的体系，Jeener就是利用这种记忆能力，通过检测期间接演化期中核自旋的行为。

氢的核磁共振谱提供了三类极其有用的信息：化学位移、偶合常数、积分曲线。应用这些信 息，可以推测质子在碳胳上的位置。

根据前面讨论的基本原理，在某一照射频率下，只能在某一磁感应强度下发生核磁共振。例如：照射频率为60 MHz，磁感应强度是 14.092 Gs(14.092×10^-4 T），100 MHz—23.486

Gs(23.486×10^-4

T），200

MHz—46.973 Gs(46.973×10^-4 T）。600 MHz—140.920 Gs(140.920×10^-4 T）。但实验证明：当1H在分子中所处化学环境（化学环境是指1H的核外电子以及与1H 邻近的其它原子核的核外电子的运动情况）不同时，即使在相同照射频率下，也将在不同的共振磁场下显示吸收峰。下图是乙酸乙酯的核磁共振图谱，图谱表明：乙酸乙酯中的8个氢，由 于分别处在a，b，c三种不同的化学环境中，因此在三个不同的共振磁场下显示吸收峰。同种核由于在分子中的化学环境不同而在不同共振磁感应强度下显示吸收峰，这称为化学位移（chemical shift）。化学位移是怎样产生的？分子中磁性核不是完全裸露的，质子被价电子包围着。这些电子 在外界磁场的作用下发生循环的流动，会产生一个感应的磁场，感应磁场应与外界磁场相反（楞次定律），所以，质子实际上感受到的有效磁感应强度应是外磁场感应强度减去感应磁场强度。即

B有效=B0(1-σ）=B0-B0σ=B0-B感应

外电子对核产生的这作用称为屏蔽效应（shielding effect），也叫抗磁屏蔽效应（diamagnetic effect）。称为屏蔽常数（shielding constant）。与屏蔽较少的质子比较，屏蔽多的质子对外磁场感受较少，将在较高的外磁场B0作用下才能发生共振吸收。由于磁力线是闭合的，因此感应磁 场在某些区域与外磁场的方向一致，处于这些区域的质子实际上感受到的有效磁场应是外磁场B0加上感应磁场B感应。这种作用称为去屏蔽效应（deshielding effect）。也称为顺磁去屏蔽效应（paramagnetic effect）。受去屏蔽效应影响的质子在较低外磁场B0作用下就能发生共振吸收。综上所述：质子发生核磁共振实际上应满足：

ν射=γB有效/2π

因在相同频率电磁辐射波的照射下，不同化学环境的质子受的屏蔽效应各不相同，因此它们发生 核磁共振所需的外磁场B0也各不相同，即发生了化学位移。

对1H化学位移产生主要影响的是局部屏蔽效应和远程屏蔽效应。核外成键电子的电子云 密度对该核产生的屏蔽作用称为局部屏蔽效应。分子中其它原子和基团的核外电子对所研究的 原子核产生的屏蔽作用称为远程屏蔽效应。远程屏蔽效应是各向异性的。化学位移的差别约为百万分之十，要精确测定其数值十分困难。现采用相对数值表示法，即选用一个标准物质，以该标准物的共振吸收峰所处位置为零点，其它吸收峰的化学位移值根据这 些吸收峰的位置与零点的距离来确定。最常用的标准物质是四甲基硅（CH3)4Si简称TMS。选TMS为标准物是因为：TMS中的四个甲基对称分布，因此所有氢都处在相 同的化学环境中，它们只有一个锐利的吸收峰。另外，TMS的屏蔽效应很高，共振吸收在高场出现，而且吸收峰的位置处在一般有机物中的质子不发生吸收的区域内。现规定化学位移用δ来 表示，四甲基硅吸收峰的δ值为零，其峰右边的δ值为负，左边的δ值为正。测定时，可把标准物与样品放在一起配成溶液，这称为内标准法。也可将标准物用毛细管封闭后放人样品溶液中进 行测定，这称为外标准法。此外，还可以利用溶剂峰来确定待测样品各个峰的化学位移。

由于感应磁场与外磁场的B0成正比，所以屏蔽作用引起的化学位移也与外加磁场B0成正 比。在实际测定工作中，为了避免因采用不同磁感应强度的核磁共振仪而引起化学位移的变化，δ一般都应用相对值来表示，其定义为

δ=(ν样-ν标)/ν仪×10^6 ④

在式④中，ν样和ν标分别代表样品和标准化合物的共振频率，ν仪为操作仪器选用的频率。多数有机物的质子信号发生在0～10处，零是高场，10是低场。需注意也有一些质子的信号是在小于0的地方出现的。如安扭烯的环内的质子，受到其外芳环磁各向异性的影响，甚至可以达到-2.99。此外，在不同兆数的仪器中，化学位移的值是相同的。化学位移取决于核外电子云密度，因此影响电子云密度的各种因素都对化学位移有影响，影 响最大的是电负性和各向异性效应。

⑴电负性（诱导效应）

电负性对化学位移的影响可概述为：电负性大的原子（或基团）吸电子能力强，1H核附近的吸电子基团使质子峰向低场移（左移），给电子基闭使质子峰向高场移（右移）。这是因为吸电子基团降低了氢核周围的电子云密度，屏蔽效应也就随之降低，所以质子的化学位 移向低场移动。给电子基团增加了氢核周围的电子云密度，屏蔽效应也就随之增加，所以质子的 化学位移向高场移动。下面是一些实例。

实例一： 电负性 C 2.6 N 3.0 O 3.5 δ C—CH3(0.77～1.88)N—CH3(2.12～3.10)O—CH3(3.24～4.02)实例二： 电负性 Cl 3.1 Br 2.9 I 2.6 δ CH3—Cl(3.05)CH2—Cl2(5.30)CH—Cl3(7.27)CH3—Br(2.68)CH3—I(2.16)电负性对化学位移的影响是通过化学键起作用的，它产生的屏蔽效应属于局部屏蔽效应。

⑵各向异性效应

当分子中某些基团的电子云排布不呈球形对称时，它对邻近的1H核产 生一个各向异性的磁场，从而使某些空间位置上的核受屏蔽，而另一些空间位置上的核去屏蔽，这一现象称为各向异性效应（anisotropic effect）。

除电负性和各向异性的影响外，氢键、溶剂效应、van der Waals效应也对化学位移有影响。氢键对羟基质子化学位移的影响与氢键的强弱及氢键的电子给予体的性质有关，在大多数情况 下，氢键产生去屏蔽效应，使1H的δ值移向低场。有时同一种样品使用不同的溶剂也会使化学位移值发生变化，这称为溶剂效应。活泼氢的溶剂效应比较明显。

当取代基与共振核之间的距离小于van der Waals半径时，取代基周围的电子云与共振核周围的电子云就互相排 斥，结果使共振核周围的电子云密度降低，使质子受到的屏蔽效应明显下降，质子峰向低场移动，这称为van der Waals效应。氢键的影响、溶剂效应、van der Waals效应在剖析NMR图谱时很有用。

（3）共轭效应

苯环上的氢若被推电子基取代，由于P-π共轭，使苯环电子云密度增大，质子峰向高场位移。而当有拉电子取代基则反之。对于双键等体系也有类似的效果。

第五篇：关于液压机械的功能及其结构形式的研究分析报告

高邮万盛液压机材 液压机械的功能及其结构形式

液压机械的功能及其结构形式

液压机械是通过流体能进行工作的设备和工具。在重型设备中常见出现。在这类设备中，液压油通过液压泵以很高的压力被传送到设备中的执行机构。而液压泵由发动机或者电动马达驱动。通过操纵各种液压控制阀控制液压油以获得所需的压力或者流量。各液压元件则通过液压管道相连接。

工作介质 液压机所用的工作介质的作用不仅是传递压强，而且保证机器工作部件工作灵敏、可靠、寿命长和泄漏少。液压机对工作介质的基本要求是：①有适宜的流动性和低的可压缩性，以提高传动的效率；②能防锈蚀；③有好的润滑性能；④易于密封；⑤性能稳定，长期工作而不变质。液压机最初用水作为工作介质，以后改用在水中加入少量乳化油而成的乳化液，以增加润滑性和减少锈蚀。19世纪后期出现了以矿物油为工作介质的油压机。油有良好的润滑性、防腐蚀性和适度的粘性，有利于改善液压机的性能。20世纪下半叶出现了新型的水基乳化液，其乳化形态是“油包水”，而不是原来的“水包油”。“油包水”乳化液的外相为油，它的润滑性和防蚀性接近油，且含油量很少，不易燃烧。但水基乳化液价格较贵，限制了它的推广。

一、驱动系统

液压机的驱动系统主要有泵直接驱动和泵-蓄能器驱动两种型式。泵直接驱动 这种驱动 系统的泵向液压缸提供高压工作液体，配流阀用来改变供液方向，溢流阀用来调节系统的限定压强，同时起安全溢流作用。这种驱动系统环节少,结构简单,压强能按所需的工作力自动增减，减少了电能消耗，但须由液压机的最大工作力和最高工作速度来决定泵及其驱动电机的容量。这种型式的驱动系统多用于中小型液压机，也有用泵直接驱动的大型（如120000千牛）自由锻造水压机。泵－蓄能器驱动 在这种驱动系统中有一个或一组蓄能器。当泵所供给的高压工作液有余量时，由蓄能器储存；而当供给量不足于需要时，便由蓄能器补充供给。采用这种系统可以按高压工作液的平均用量选用泵和电动机的容量，但因为工作液高邮万盛液压机材 液压机械的功能及其结构形式的压强是恒定的，电能消耗量较大，并且系统的环节多，结构比较复杂。这种驱动系统多用于大型液压机，或者用一套驱动系统驱动数台液压机。

二、结构型式

按作用力的方向区分，液压机有立式和卧式两种。多数液压机为立式，挤压用液压机

双柱液压机 本系列产品适用于各类零部件的压装、调弯整形、压印压痕、翻边、冲孔及小零件的浅拉伸；金属粉末制品的成型等加工工艺。采用电动控制，设有点动及半自动循环，可保压延时，并具有良好的滑块导向性，操作方便、易于维修、经济耐用。根据用户的需要可增设热工仪表、顶出缸、行程数显、计数等功能。

一、优势

与传统的冲压工艺相比，液压成形工艺在减轻重量、减少零件数量和模具数量、提高刚度与强度、降低生产成本等方面具有明显的技术和经济优势，在工业领域尤其是汽车工业中得到了越来越多的应用。在汽车工业及航空、航天等领域，减轻结构质量以节约运行中的能量是人们长期追求的目标，也是先进制造技术发展的趋势之一。液压成形

（hydroforming）就是为实现结构轻量化的一种先进制造技术。液压成形也被称为“内高压成形”，它的基本原理是以管材作为坯料，在管材内部施加超高压液体同时，对管坯的两端施加轴向推力，进行补料。在两种外力的共同作用下，管坯材料发生塑性变形，并最终与模具型腔内壁贴合，得到形状与精度均符合技术要求的中空零件。

二、优点

对于空心变截面结构件，传统的制造工艺是先冲压成形两个半片，然后再焊接成整体，而液压成形则可以一次整体成形沿构件截面有变化的空心结构件。与冲压焊接工艺相比，液压成形技术和工艺有以下主要优点：

1.减轻质量，节约材料。对于汽车发动机托架、散热器支架等典型零件，液压成形件比冲压件减轻20%～40%；对于空心阶梯轴类零件，可以减轻40%～50%的重量。2.减少零件和模具数量，降低模具费用。液压成形件高邮万盛液压机材 液压机械的功能及其结构形式

通常只需要1套模具，而冲压件大多需要多套模具。液压成形的发动机托架零件由6个减少到1个，散热器支架零件由17个减少到10个。3.可减少后续机械加工和组装的焊接量。以散热器支架为例，散热面积增加43%，焊点由174个减少到20个，工序由13道减少到6道，生产率提高66%。4.提高强度与刚度，尤其是疲劳强度，如液压成形的散热器支架，其刚度在垂直方向可提高39%，水平方向可提高50%。5.降低生产成本。根据对已应用液压成形零件的统计分析，液压成形件的生产成本比冲压件平均降低15%～20%,模具费用降低20%～30%。

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