参 考 文 献
[1] 成大先主编.机械设计手册.减（变）速器·电机与电器.北京：化学工业出版社.2004 [2] 成大先主编.机械设计手册.单行本·弹簧·起重运输件，五金件.北京：化学工业出版社.2004 [3] 成大先主编.机械设计手册.单行本·机械传动.北京：化学工业出版社.2004
[4] 成大先主编.机械设计手册·单行本·机械制图·极限与配合.北京：化学工业出版社.2004 [5] 席伟光，杨光，李波主编.机械设计课程设计.北京：高等教育出版社.2003 [6] 符伟主编.机构设计学.长沙：湖南大学出版社.2000 [7] 孙开元，李长娜主编.北京：化学工业出版社.2006
[8] 纪名刚主编.机械设计（第七版）.北京：高等教育出版社.2001
[9] 崔洪斌，高伟，王瑜主编.AutoCAD 2005机械图形设计.北京：清华大学出版社.1985 [10] 高为国主编.机械工程材料基础.长沙:中南大学出版社.2004
[11] 成大先主编.机械设计手册·单行本·联接与紧固.北京：化学工业出版
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翻译部分 中文译文
关于二柱掩护式支架与顶板之间相互作用的研究
二柱掩护式支架如图1所示。为了评定支架的适应性，通常有两个特性要考虑： 顶板控制影响
显然，掩护式支架更容易阻止冒落矸石掉在工作面上，但是它更难阻止冒落矸石掉在遮蓬区。根据来自阳泉和翟梨的资料显示,下落时间导致停止生产，归因于下落顶板在遮蓬区大约是40％～60％的下落时间在工作区。顶板沿着朝向倒塌。就是说，在一个装有二柱掩护式支架的面上更多关注的是顶板及时控制问题，特别是面向遮蓬区。 在顶板压力作用下对支护结构的作用
近期来自煤矿的报道证明，二柱掩护式支架已经在顶板压力作用下破坏，特别是遮蓬和稳定柱面连接处。明显的是这种支架的支护空间被认为对一些顶板条件不够，并且必须改进。
二柱掩护式支架加载条件分析
作用在二柱掩护式遮蓬上的压力：顶板压力，来自立柱的力，撞击，遮蓬和洞穴保护的销轴，顶梁和顶板的破碎表面。
假设表面破碎和作用在掩护梁上的力不考虑，可以得到下面的公式：
Z?[(bgcos??hgsin?)x?pgb]gP
[(hgcos??L2?bgsin?)x?zb]上式中符号的意思表达在图4a中。
sin?)/b 假设 A?cos??(hg B?sin??(hgcos??Lz)/b 然后我们可以得到下面的公式。
Z?(Agx?p)gp
z?Bgx可以看出，当P增大到屈服载荷P+，力因此在撞击中形成象在图4b中曲线Z所描述的。事实上撞击的推拉力有一个屈服载荷。例如，对于掩护式支架W.S.1.7，屈服力是推力67.7t和拉力62.4t。因此，撞击力的曲线如图4b所示。那么总的载荷Ps整个的支架给出如下：
Ps?P(cos??h/bgsin?)?Z(sin??(hgcos??Lz)/b)?Wb1/b
假设W=0,那么
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Ps?PgA?ZgB
因此，根据顶板作用在顶梁上的压力的位置和支架支护的表现，我们可以遮蓬划分为3个工作区，即，II－BC区，立柱的载荷P等于P+，Ⅱ－BC区，立柱载荷P等于P+和Ⅲ-CD区，和撞击的载荷力等于－Z（撞击的屈服力是拉力）。
支撑立柱承受力的特性和每个遮蓬区上的冲击显示如下： Ⅰ区 Z＝＋Z
P?(z?Bgx)Z；
(Agx?p)Ⅱ区 P＝P+
Z?(Agx?p)P?
(z?Bgx)Ps?(Agz?Bgp)P?
(z?Bgx)Ⅲ区 Z＝－Z-
P?(Bgx?z)Z?
(Agx?p)Ps?(Bgp?Agz)Z?
(Agx?p)显然，作用在Ⅰ和Ⅲ区遮蓬上的反作用力是由冲击的屈服载荷产生的。例如，如果Z等于0，在Ⅰ和Ⅲ区支护本身的反作用力将失去和反作用力丢失和只有当来自相应区域的一些附加力存在时反作用力将产生。在Ⅰ或Ⅲ区，存在由顶板产生的平衡力。如果冲击的屈服载荷产生了，显然，Ⅱ区的距离将变的更宽，并且Ⅰ或Ⅲ区上的反作用力将由此增加。这些如图5所示。 顶板压力和支护反作用力的相互作用
众所周知，作用在支护顶梁上的顶板压力可以分成两个部分，它们是：由及时顶梁产生的Q1，由主顶梁产生的Q2，显示在图6中。
作为通用法则，作为一个不连续的媒体被考虑和存在一个沿着洞穴的自由面。载荷Q1固定作用在支护上，载荷分布在遮蓬区可以认为是均布的。来自主顶梁的载荷Q2被作为一个集中载荷考虑，作用在及时顶梁和支护保护。基于顶板测量显示，发现主顶梁过度层可以作为由大量的岩石连续互锁形成的一种结构。当煤高度提高，每一石块滑向另一石块。主顶梁在图7中显示。
显然，来自主顶梁的载荷作用位置首先依靠石块在主顶梁上的稳定条件。Q2可以作
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用在掩护区的前部和尾部。其次，依靠及时顶梁下落的位置。Q2。如果条件反向，那么力作用在前部遮蓬的位置。
结果，顶梁压力Q作用在遮蓬上因此可以从Q1和Q2连接起来。
当顶梁压力Q作用在I区和Q>Ps，将首先减轻冲击的影响。那么遮蓬前部将向下转和平衡力Q3将在遮蓬尾部产生。显然，在这种情况下，在遮蓬尾部以上的顶板保持完整或者不能剪断。联合作用（Q+Q3）的作用点移向Ⅱ区直到联合作用（Q+Q3）等于支护的反作用力Ps。在相反条件下，平衡作用Q3将在Ⅰ区产生。
从这我们能看出这类支架的反作用力因此能形成在当平衡力Q3产生和作用在遮蓬的条件下。就是说，及时顶梁不能完全剪断。
根据以上提到的分析，现在考虑在下列不同的条件下：顶梁未知和支护阻力Ps的反作用力等于P+（立柱的屈服载荷）。那么支护的反作用力可以按下式表达：
Q＋Q3＝Ps
假设Ps＝P+，那么
(Agz?Bgp)?1
(z?Bgx)那么X在连接作用的位置（Q＋Q3）的作用将变为
x＝P＋（1－A）·z/B
假设顶板作用力Q作用在x1的位置，平衡作用力x3（原因是在于连接点），然后可以得到下式：
Q·x1＋Q3·x3＝（Q＋Q3）·（p＋（1－A）·z/B）
和Q3等于：
(x1?p?(1?A)gz/B)gQ
(p?(1?A)gz/B?x3)Q3?顶板压力Q的支护反作用力等于：
Q?(p?(1?A)gz/B?x3)P?
(x1?x3)采用Q/P+来代表支护作用，这有下面因素的联系：几何参数的支持，也就是参数p，A，B，和z；顶板压力的作用位置x1；及时支护的平衡力作用位置x3。很明显，越近，x1的值靠近Ⅱ区，支护效率就越高。有时，x3的值作为遮蓬和及时顶梁之间相互关系的顺序。当Q作用位置(p?(1-A)z/B)平衡力Q3等于0，支护效率Q/P+，等于1。
图8显示，当变量顶板压力Q作用在3个不同的位置，遮蓬Ⅰ区的位置x1和Ⅲ区不同顺序x3，为了反抗顶梁压力（Q），相应的平衡力Q3，和在Ⅲ区必须给出的不同的值。
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例如，当顶板压力作用在遮蓬尖端和等于80t如果x3>37cm,那么没有遮蓬作用力在遮蓬尾部形成。
因为顶板下落发生在面向遮蓬区变得不规则，因此为了遮蓬转动遮蓬有3种操作条件：向下（<0○）向上（>10○）和从0○到10○不同的角度。根据翟梨煤矿收集的统计数据，遮蓬旋转的操作条件，<0○说明3.5％和>15○，对应11％。
由于，顶板对顶板的作用位置是不同的，顶梁和掩护梁的角度是变化的。通过表1，我们可以看到方向变化的百分数占44.8％，意味着顶板压力Q首先作用在Ⅰ区和平衡力Q3形成在Ⅲ区；最后，合力（Q＋Q3）作用位置将转向Ⅱ区。在表1中负变量百分数占19.4％。
相似的结果也可以从翟梨煤矿的No.322工作面区域测量得出，在表2和图9中的显示。
显然，顶板压力作用在Ⅰ区或遮蓬的Ⅲ区，如果合力作用（Q＋Q3）位置移动到Ⅱ区。支架的操作条件是正常的。但是如果合力作用位置移到Ⅱ区，和继续向前或向后移动，支架将工作在非正常条件下。
英文原文
A STUDY OF THE INTERACTION BETWEEN THE 2-LEG SHIELD SUPPORT
AND THE ROOF STRATA
INTRODUCTION
The 2-leg shield powered support is shown in Fig.1.
It is known that in order to asses the adaptability of a powered support normally there are two principles to be considered:
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