DZ型單體液壓支柱設(shè)計(jì)【全套CAD圖紙+畢業(yè)答辯論文】

買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 摘要 本論文所設(shè)計(jì)的是適用于大傾角煤層使用的單體液壓支柱，主要目的是為了保證工作人員的安全。大傾角煤層下很容易發(fā)生傾倒、下滑現(xiàn)象，有時(shí)甚至?xí)l(fā)生冒頂事故。普通的單體液壓支柱不能滿足要求，所以要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，本次主要改進(jìn)的部位是頂蓋部分，由原來(lái)的通用式改為現(xiàn)在的防倒式。通過(guò)楔卡的安裝，其獨(dú)特的“ L”型設(shè)計(jì)，可以卡住頂梁底部的“”型扁鋼，實(shí)現(xiàn)了支柱與頂梁的相互結(jié)合，這樣便在很大程度上緩解了以上可能發(fā)生的事故。其次，本次設(shè)計(jì)除了采用傳統(tǒng)的繪圖工具 現(xiàn)二維制圖外，還利用 件進(jìn) 行三維實(shí)體造型，充分發(fā)揮出了 優(yōu)點(diǎn)，使商家與使用者對(duì)產(chǎn)品在感觀上有更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和了解。 關(guān)鍵詞： 大傾角； 頂蓋； 防倒式； 楔卡； 三維實(shí)體造型。 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 is is to of 5 a to a to in to of D to of a to in a of 3D 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 目 錄 摘要 1 2 第 1 章 緒論 . 12 國(guó)煤層貯存狀況 . 12 途 . 13 用范圍 . 13 體液壓支柱發(fā)展概 況 . 14 內(nèi)、外單體液壓支柱的發(fā)展趨勢(shì) . 14 用單體液壓支柱的突出優(yōu)點(diǎn) . 15 第 2 章 單體液壓支柱的結(jié)構(gòu)和工作原理 . 17 類 . 17 術(shù)特征 . 17 體液壓支柱的工作原理 . 18 體液壓支柱的結(jié)構(gòu) . 19 部件尺寸的計(jì)算與選擇 . 20 定參數(shù) . 20 缸與活柱體 . 20 體液壓支柱三用閥和復(fù)位彈簧 . 23 體液壓支柱用鍛件 . 25 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 體液壓支柱的橡膠件和塑料件 . 31 第 3 章 單體液壓支柱結(jié)構(gòu)及尺寸的驗(yàn)算 . 33 知設(shè)計(jì)參數(shù) . 33 缸穩(wěn)定性的驗(yàn)算 . 33 塞桿的強(qiáng)度驗(yàn)算 . 34 體強(qiáng)度驗(yàn)算 . 36 第 4 章 單體液壓支柱的使用與維護(hù) . 37 柱的拆裝和試驗(yàn) . 37 用閥的組裝 . 37 柱組裝 . 38 柱的拆卸 . 39 驗(yàn) . 40 用注意事項(xiàng) . 40 柱的故障與維修 . 42 見支柱故障及排除方法 . 42 修注意事項(xiàng) . 45 經(jīng)濟(jì)分析 . 47 結(jié)論 . 48 致謝 . 49 參考文獻(xiàn) . 50 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 第 1章 緒論 國(guó)煤層貯存狀況 我國(guó)是煤炭資源最為豐富的國(guó)家，煤炭的儲(chǔ)量和產(chǎn)量占世界第一位。煤炭已經(jīng)成為我國(guó)所依賴的重要能源。我國(guó)的煤炭資源分布地域極廣，煤層貯存狀況也各式各樣，主要有如下幾個(gè)特點(diǎn)： （ 1）從圍巖和煤層貯存的關(guān)系上來(lái)說(shuō)，我國(guó)不僅有貯存在軟巖頂板下的煤層和一般頂板條件下的煤層，還有賦存在堅(jiān)硬頂板條件下的煤層。堅(jiān)硬頂板下煤層開采難度相當(dāng)大，常常有幾千平方米的懸頂出現(xiàn)，一旦垮落即可造成嚴(yán)重的事故。 （ 2）從煤層貯存的地質(zhì)條件 來(lái)說(shuō)，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，由地殼運(yùn)動(dòng)而造成的被斷層破壞的煤層較多。在一塊煤田中，總有幾條貫穿整個(gè)煤田的、大落差的斷層，至于較小的斷層更是層出不窮。 （ 3）從煤層自身的貯存條件上來(lái)說(shuō)，在我國(guó)境內(nèi)的煤層有近水平煤層，有傾斜煤層，有急傾斜煤層，還有直立倒轉(zhuǎn)的煤層；不僅有相當(dāng)穩(wěn)定的大片煤層，也有像我國(guó)南方的“雞窩”狀貯存煤層。 可以看出，我國(guó)是世界上煤層貯存條件最為復(fù)雜的國(guó)家。在開采的實(shí)踐過(guò)程中，工程技術(shù)人員所遇到的困難和解決困難的方式是全世界絕無(wú)僅有的。近幾年煤礦冒頂事故頻繁發(fā)生，因此，單體液壓支柱在采礦工業(yè)中是非 常重要的。它保障著國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人員的生命安全，尤其在大傾角煤層中，更能體現(xiàn)它的重要性。但通用式單體液壓支柱不能滿足要求，所以對(duì)其頂蓋進(jìn)行改進(jìn) 采用防倒式頂蓋。 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 途 外注式支柱是一種外部供液的恒阻式單體液壓支柱。它可與金屬頂梁配套使用，也可單獨(dú)做點(diǎn)柱用，供煤礦一般機(jī)械化工作面支護(hù)頂板，或供綜合機(jī)械化工作面作端頭支護(hù)及其他臨時(shí)性支護(hù)。 用范圍 外注式支柱使用于下列煤層條件： （ 1）煤層傾角大于 25 35的急傾斜回采工作面。 （ 2）煤層頂、底板條件 工作阻力為 300支柱，底板抗壓入強(qiáng)度應(yīng)為 28上。如底板較軟，支柱壓入底板的深度以不惡化頂板的完整性及不影響支柱的回收為限，否則，應(yīng)采取“穿鞋”或加大底座等措施。 適用于一人工作時(shí)進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。 頂板冒落情況較好，冒落后不影響支柱的回收。 在分層開采人工假頂工作面或地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜的條件下使用時(shí)，應(yīng)采取安全措施。 在煤質(zhì)較軟的爆破采煤工作面使用時(shí)，應(yīng)對(duì)活柱體外表面采取保護(hù)措施，以防崩壞。且不能當(dāng)貼幫柱用。 本支柱不宜使用在下列條件的工作面： （ 1）煤質(zhì)較硬的炮采工作面，以及周期來(lái)壓特別強(qiáng)烈或有沖擊地壓的工作面。 （ 2）工作面采高太低，不能保證頂 板下沉后支柱安全回收所需的最小高度。 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 （ 3）不同工作特征或不同工作阻力的支柱，均不能在同一工作面混用。 體液壓支柱發(fā)展概況 內(nèi)、外單體液壓支柱的發(fā)展趨勢(shì) 目前，我國(guó)煤礦的回采工作面支護(hù)裝備，除一部分整體自移式液壓支架外，主要的仍使用六十年代初期發(fā)展的摩擦式金屬支柱，用這種支柱裝備的回采工作面的產(chǎn)煤量約占百分之七十以上。 六十年代初期，回采工作面幾乎全部使用木支架。當(dāng)時(shí)開始了第一次支護(hù)技術(shù)改革，即摩擦式金屬支柱配以鉸接頂梁代替木支護(hù)，并經(jīng)歷了大約三年時(shí)間大量推廣應(yīng)用。 其最突出的效果之一是大幅度的降低了木 材消耗。與此同時(shí)，也促使人們認(rèn)識(shí)到礦山支護(hù)是一門綜合的技術(shù)，與巖層控制及采掘工序緊密相關(guān)，對(duì)加強(qiáng)頂板管理促進(jìn)安全生產(chǎn)起著舉足輕重的作用。 我國(guó)在六十年代已開始了液壓支柱的研究，經(jīng)過(guò)一度中斷后，于七十年代初繼續(xù)進(jìn)行研究試制工作，至七十年代末完成了工業(yè)性試驗(yàn)，進(jìn)行了技術(shù)鑒定，現(xiàn)已經(jīng)投入成批生產(chǎn)，并正在有計(jì)劃的逐步進(jìn)行回采支護(hù)的更新?lián)Q代工作。近幾年國(guó)內(nèi)的大量實(shí)踐證明，使用單體液壓支柱有著良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，適合國(guó)情，適應(yīng)煤礦的具體情況，是進(jìn)行回采支護(hù)第二次技術(shù)改革的一個(gè)方向。 但是在大傾角煤層的支護(hù)作業(yè)中，使用通 用式頂蓋還是具有一定的缺陷。因此，本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行解決與改進(jìn)。 國(guó)外主要產(chǎn)煤國(guó)家中，單體液壓支柱曾經(jīng)在回采工作面廣泛采用，最早研制、使用的國(guó)家（如英國(guó)）在四十年代后期就已有產(chǎn)品問(wèn)世。其買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 后，聯(lián)邦德國(guó)、日本、波蘭、蘇聯(lián)等國(guó)家在五十年代相繼采用，如聯(lián)邦德國(guó)薩爾礦區(qū)大體經(jīng)歷十年左右的時(shí)間在條件適應(yīng)的工作面基本上全部使用。從 1956 年到 1963 年，使用單體液壓支柱的產(chǎn)量達(dá) 五年左右時(shí)間內(nèi)使用量增長(zhǎng)了 7 8 倍。國(guó)外單體液壓支柱的使用情況表明，在六十年代初期技術(shù)即達(dá)到成熟階段。 用單體液壓支柱的突 出優(yōu)點(diǎn) 1、初撐力高 一般地，初撐力可以達(dá)到 7 10t，為摩擦式金屬支柱的 3 10 倍（摩擦式金屬支柱用液壓升柱裝置時(shí)初撐力 2 3t，不用液壓升柱裝置時(shí)初撐力僅 1t 左右）。 2、恒阻的性能 在較小的頂板下沉量情況下，支柱即可達(dá)到額定的工作阻力，并保持恒阻的特點(diǎn)（摩擦式金屬支柱在頂板下沉量大，支柱下縮到 100400上時(shí)才能達(dá)到最大工作阻力）。顯然，單體液壓支柱能很快達(dá)到較高的工作阻力，大大改善了頂板維護(hù)狀況。 3、支柱承載力均勻 初撐力大與恒阻的特點(diǎn)，使各支柱能較均勻的承受載荷，這是優(yōu)于摩擦式金屬支 柱的重要特點(diǎn)，對(duì)保持中等穩(wěn)定以下工作面頂板的完整是十分有利的。 4、支、撤速度快 單體液壓支柱的升柱與降柱，靠液壓系統(tǒng)來(lái)完成。內(nèi)注式支柱只須扳動(dòng)手柄、外注式支柱用注液槍從外部注液、扳動(dòng)卸載閥排液等輕微操作即可完成回撤與支設(shè)作業(yè)，其速度一般比摩擦式支柱提高一倍左右。 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 5、促進(jìn)安全生產(chǎn)、降低輔助材料消耗 由于初撐力高與頂板接觸嚴(yán)實(shí)，回撤與支設(shè)速度快，控制頂板效果好，提高了工作面推進(jìn)速度，冒頂事故明顯減少，促進(jìn)了安全生產(chǎn)，相應(yīng)地降低了木材消耗。 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 第 2章 單體液壓支柱的結(jié)構(gòu)和工作原理 類 1、按用途分類 （ 1）通用型支柱 。用于一般條件下使用。 （ 2）重型支柱。用于特殊條件下使用。 2、 按升柱時(shí)工作液循環(huán)方式分類 （ 1）內(nèi)部注液式單體液壓支柱（簡(jiǎn)稱內(nèi)注式）。 工作液壓油在機(jī)體內(nèi)形成閉路循環(huán)。 （ 2）外部注液式單體液壓支柱（簡(jiǎn)稱外注式）。從泵站供給乳化液，通過(guò)注液槍注入支柱。 3、 按材質(zhì)分類 （ 1）熱軋低碳合金鋼單體液壓支柱。 （ 2）冷拔低碳合金鋼單體液壓支柱。 （ 3）輕金屬合金鋼單體液壓支柱。 我國(guó)批量生產(chǎn)、使用的是熱軋低碳合金鋼支柱。 術(shù)特征 支柱型號(hào)組成和排列方式如下： 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 技 術(shù) 要 求1 復(fù) 位 彈 簧 安 裝 需 有 予 緊 力 。2 手 把 體 應(yīng) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 靈 活 。3 連 接 鋼 絲 全 部 打 入 槽 中 （ 涂 油 防 銹 ） 活 塞 連 接 鋼 絲 入槽 后 應(yīng) 成 對(duì) 接 形 式 ， 槽 口 （ 活 塞 處 除 外 ） 用 火 漆 或 油膩 子 封 口 ， 以 防 煤 塵 進(jìn) 入 。4 在 手 把 體 銑 平 面 處 打 鋼 字 （ 用 1 0 號(hào) 字 ）口 口 口 口 - - 口 / 口 口 口年 月 制 造 號(hào)5 組 裝 完 成 。 頂 蓋 ， 手 把 體 表 面 涂 黑 漆 。修改序號(hào)補(bǔ)充特征代號(hào)油 缸 內(nèi) 徑 ， m 大高度，第二特征代號(hào)第一特征代號(hào)產(chǎn)品類型代號(hào) 類型及特征代號(hào)用漢語(yǔ)拼音大寫字母表示： D 表示單體液壓支柱，第一特征代號(hào)中 N 表示內(nèi)注式支柱； W 表示外注式支柱。第二特征代號(hào)中 S 代表雙伸縮，無(wú)字母代表單伸縮， Q 代表輕合金。主參數(shù)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示；補(bǔ)充特征代號(hào)一般不用。修改序號(hào)用加括號(hào)的大寫拼音字母（ A）、（ B）、（ C）表示，用來(lái)區(qū)分類型、主參數(shù)、特征代號(hào)均相同的不同產(chǎn)品。 體液壓支柱的工作原理 1、工作介質(zhì) 外注式單體液壓支柱工作介質(zhì)為乳化液，回柱時(shí)乳化液排至工作面采空區(qū)。 2、 動(dòng)力來(lái)源 外注式的工作介質(zhì)是由設(shè)在巷道中的泵站經(jīng)高壓軟管 、注液槍等組成的管路系統(tǒng)供給，并由泵站保證支柱一定的初撐力。 3、降柱方式 一般靠活柱的自重和復(fù)位彈簧降柱。 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 體液壓支柱的結(jié)構(gòu) 單體液壓支柱為外部注液的單體液壓支柱。 單體液壓支柱有活柱體、油缸、三用閥、頂蓋、底座體、復(fù)位彈簧、手把體、活塞等主要零部件組成。如圖 2 1所示 ： 注液槍泵站供液卸載手把卸載圖 2 1 外注式單體液壓支柱裝配圖 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 部件尺寸的計(jì)算與選擇 定參數(shù) 直徑 100 工作阻力 300 最大高度 2000 缸與活柱體 1、油缸 油缸是支柱下部承載桿件。 如圖 2 2 所示： 圖 2 3 油缸 （ 1）主要技術(shù)要求 有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力以及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不會(huì)產(chǎn)生永久變形。 有足夠的剛度，能承受活柱側(cè)向力，而不至于產(chǎn)生彎曲。 內(nèi)表面在活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長(zhǎng)期工作，且磨買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 損少，幾何精度高，確?；钊芊?。 （ 2）材料 缸筒材料一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，根據(jù)油缸的參數(shù)、用途和毛坯，可選用的材料是 27 （ 3）缸筒的計(jì)算 立柱 的工作阻力，缸內(nèi)壓力，缸筒內(nèi)徑之間的關(guān)系為 P=4中 p 缸筒內(nèi)壓力， N/ 缸筒內(nèi)徑， P 立柱工作阻力， 初 撐 力工 作 阻 力則 p=式中 乳化液泵的工作壓力； 一般在 撐力 = 作阻力 =300=157預(yù)算缸徑尺寸和缸壁厚度 缸筒內(nèi)壓力為 p=224= 324 300 1010 =中 P 立柱工作阻力 300 缸筒內(nèi)徑 100 缸筒材料為 27縫鋼管， s=文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 = 壁厚度為 = 22D 0 . 4( 1 1 )1 . 3 = 1 0 0 5 5 5 . 9 0 . 4 3 8 . 2( 1 1 )2 5 5 5 . 9 1 . 3 3 8 . 2 =慮到缸口要車槽口和臺(tái)階，所以選用缸壁厚度為 7 （ 4）缸筒的 加工要求 缸筒內(nèi)徑采用 合； 缸筒內(nèi)徑 D 的圓度公差值可按 9、 10、 11 級(jí)精度選取，圓柱度公差值可按 8 級(jí)選??； 缸筒端面 級(jí)精度選取。 2、活柱體尺寸的確定 活柱體是支柱上部承載桿件。根據(jù)油缸的外徑可以確定出活柱的內(nèi)外徑分別為 78 95 在外注式單體液壓支柱的活柱外側(cè)還裝有限位裝置，其是限制活柱升高，保證油缸與活柱具有一定重合長(zhǎng)度，防止活柱拔出和損壞的裝置。限位裝置有限位套、限位環(huán)、鋼絲擋圈和限位臺(tái)階等多種形式。缸徑為100 支柱采用活柱上限位臺(tái)階限 位。 支柱升高，活柱上限位裝置與手把體接觸后，如果繼續(xù)供液，活柱也不再升高。因此，限位裝置必須具有一定強(qiáng)度，使其承受初撐力時(shí)，不至于損壞。 限位臺(tái)階高度尺寸計(jì)算過(guò)程如下 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 H=760 0 1 0 010 51中 L 立柱最大工作行程， 缸筒內(nèi)徑， 圖 2 4 活柱體 體液壓支柱三用閥和復(fù)位彈簧 1、外注式單體液壓支柱三用閥的選擇 三用閥顧名思義，即有三種用處的閥。它是外注式單體液壓支柱的心臟，支柱靠它的單向閥完成開柱和支撐；靠它的卸載閥完成支柱的回收；靠它的安全閥在支柱過(guò)載時(shí)使支柱緩慢下縮，保護(hù)支柱不致受損。外注式支柱將三個(gè)閥組裝在一起，便于更換和維修。 三用閥利用左右閥筒上的螺紋裝在支柱柱頭上，并用閥筒上的 O 形密封圈與柱頭密封。 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 圖 2 5 三用閥 1 左閥筒； 2 注油閥體； 3 限位套； 4 單向閥閥座； 5 壓緊螺套； 6 鋼球 8； 7 錐形彈簧； 8 卸載閥墊； 9 卸載閥彈簧； 10 連接螺桿； 11 閥套； 12 閥座； 13 O 形圈 13 14 O 形圈 28 15 安全閥針； 16 安全閥墊； 17 六角導(dǎo)向套； 18 O 形圈 42 19 彈簧座； 20 安全閥彈簧； 21 調(diào)壓螺絲； 22 右閥筒 2、復(fù)位彈簧 采用復(fù)位彈簧降柱可加速支柱下降速度。復(fù)位彈簧一頭掛在柱頭上，另一頭掛在底座上，并使它具有一定的預(yù)緊力。并且使用復(fù)位彈簧支柱的底座不能焊在油缸上，而必 須活接，且采用連接鋼絲與油缸連接。 復(fù)位彈簧是單體液壓支柱在進(jìn)行回收時(shí)，使活柱筒快速回重要零件。檢驗(yàn)復(fù)縮的位彈簧時(shí)，應(yīng)根據(jù)支柱實(shí)際支設(shè)狀況，將其拉伸到最大使用高度后保持 24 小時(shí)，最多允許彈簧有 4殘余變形，這樣的復(fù)位彈簧才算合格。 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 體液壓支柱用鍛件 外注式單體液壓支柱中有 5 個(gè)零件是用模鍛加工而成。它們分別是頂蓋、手把體、底座、活塞和柱頭。 1、頂蓋 本次單體液壓支柱主要針對(duì)大傾角煤層的工作狀況而設(shè)計(jì)的，在大傾角工作面中單體支柱的傾倒與下滑問(wèn)題一直都很嚴(yán)重 ,頂板冒落甚至大面積垮落事故時(shí)有發(fā)生 ,嚴(yán) 重威脅著工作面的安全生產(chǎn)。改進(jìn)單體液壓支柱頂蓋的結(jié)構(gòu)將有助于改善以上幾種情況，因此，我采用了防倒式頂蓋。 防倒頂蓋的基本結(jié)構(gòu)如圖 2 5 所示 ,它由頂蓋底板、楔卡、擋板組成。楔卡安裝在頂蓋底板導(dǎo)槽內(nèi)。楔卡為“ L”形。每只防倒頂蓋內(nèi)安裝兩只楔卡 ,每只楔卡有一個(gè)側(cè)面帶有斜度。防倒頂蓋取代普通頂蓋后 ,通過(guò)楔卡卡住頂梁底部的型扁鋼 ,實(shí)現(xiàn)支柱與頂梁的相互聯(lián)接。由于兩只楔卡均帶有斜度 ,因而安裝時(shí)可以相互砸緊?；刂鶗r(shí) ,只須錘擊楔卡的小端 ,使楔卡張開 ,脫離頂梁 ,便可按正常程序回拆支柱。防倒頂蓋與頂梁聯(lián)接后 ,限定了支柱與頂梁的 支設(shè)狀態(tài)。 頂蓋是可更換件。它通過(guò)三個(gè)彈性圓柱銷與活柱體的柱頭（或接長(zhǎng)柱筒）連接在一起，將頂板巖石的壓力傳遞到支柱上，并利用四爪與楔卡防止頂板來(lái)壓時(shí)支柱滑倒失效。 （ 1）尺寸的計(jì)算 楔卡的高度是由頂梁的厚度、寬度和煤層的角度所決定的； h=a+c+b中 h 楔卡的高度； a 楔卡厚度； 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 c 頂梁厚度； b 頂梁寬度； 煤層傾角。 其余尺寸均由自行設(shè)計(jì)而定。 如圖所示 圖 2 6 防倒頂蓋結(jié)構(gòu) 圖 2 7 頂蓋的三維實(shí)體造型圖 1 楔卡 ;2 擋板 ;3 頂蓋底板 2、手把體 手把體是單體液壓支柱上唯一的一個(gè)可用手抓住的零件，對(duì)搬運(yùn)、支設(shè)、移動(dòng)支柱非常重要。手把體內(nèi)裝有防塵圈、導(dǎo)向環(huán)。它通過(guò)手把體連接鋼絲與油缸相連接，能繞油缸自由轉(zhuǎn)動(dòng)便于操作和搬運(yùn)。 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 手把體內(nèi)孔的尺寸根據(jù)油缸外徑、活柱外徑、手把體連接鋼絲、防塵圈和導(dǎo)向環(huán)的尺寸確定，防塵圈和導(dǎo)向環(huán)的尺寸根據(jù)活柱外徑選取。 。圖 2 8 手把體 圖 3 9 手把體三維實(shí)體造型圖 3、底座 底座體由底座、彈簧掛環(huán)、 O 形密封圈、防擠圈等組成。它是支柱底部密封和承載的零件。它通過(guò)底座連接鋼絲與油缸相連接。 底座體外徑由油缸內(nèi)徑而定，各凹槽部分分別由安放在此處的標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸決定，而各標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸是根據(jù)油缸內(nèi)徑值查表而得。 結(jié)構(gòu)形式如圖 2 10 所示。 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 圖 2 10 底座體 圖 2 11 底座體三維實(shí)體造型圖 4、活塞 活塞是支柱的活柱體和液壓缸之間密封的零件，當(dāng)支柱受力時(shí)承受一 定的載荷和彎矩?；钊涎b有 Y 形密封圈、皮碗防擠圈、活塞導(dǎo)向環(huán)、O 形密封圈、活塞防擠圈等。它通過(guò)活塞連接鋼絲與活柱體相連接?；钊鸹钪鶎?dǎo)向和油缸密封作用?；钊鶕?jù)密封裝置形式來(lái)選用其結(jié)構(gòu)形式，而密封裝置則按工作壓力、環(huán)境、介質(zhì)等條件來(lái)選定。 （ 1）材料 活塞材料一般不同于缸筒的材料，選用 45 鋼。 （ 2）加工要求 活塞最大的外徑根據(jù)油缸內(nèi)徑所得，但不能完全等同與油缸內(nèi)徑，因?yàn)榛钊又透變?nèi)徑進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以要小于油缸內(nèi)徑?；钯I文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 塞與活柱接觸的尺寸根據(jù)活柱內(nèi)徑所得，其它凹槽尺寸的計(jì)算原理同手把體一樣，都是根據(jù) 密封結(jié)構(gòu)形式來(lái)確定； 活塞外徑 d 對(duì)內(nèi)孔 徑向跳動(dòng)公差值，按 7、 8 級(jí)精度選取。 端面 T 對(duì)內(nèi)孔 垂直度公差值，按 7 級(jí)精度選取。 外徑 d 的圓柱度公差值，按 9、 10、 11 級(jí)精度選取。 如圖所示 圖 2 12 活塞 圖 2 13 活塞三維實(shí)體造型圖 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 利用 模型分析模塊，能夠即快又準(zhǔn)確的計(jì)算出零件的體積和各個(gè)截面的面積。只要給它輸入該材料的密度后，就能夠計(jì)算出零件的質(zhì)量。使用起來(lái)方便 、快捷、準(zhǔn)確。 下面以活塞為例進(jìn)行說(shuō)明 打開活塞的零件圖后，在分析中點(diǎn)擊模型分析，然后選擇零件體，再輸入其密度 10成后便輸出如下數(shù)值 體積 =109 面積 =107 密度 =10 質(zhì)量 = 5、柱頭 柱頭是支柱上安裝三用閥的地方，承受和傳遞支柱的載荷。 柱頭與活柱的連接方式為焊接，其外徑可根據(jù)活柱外徑確定，上端銷孔尺寸則由標(biāo)準(zhǔn)件彈性銷的尺寸所決定，安裝三用閥的孔也由三用閥的外徑確定。 柱頭的結(jié)構(gòu)形式如下圖所示 圖 2 14 柱頭 圖 2 15 柱頭三維實(shí)體造型圖 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 體液壓支柱的橡膠件和塑料件 單體液壓支柱及三用閥中所使用的各種橡膠件和塑料件共 15 件，詳見下表 2 1。 表 2 1 項(xiàng)目 類別 名稱 規(guī) 格 材 料 數(shù)量 備 注 單 體 液 壓 支 柱 Y 形密封圈 防塵圈 O 形密封圈 活柱導(dǎo)向環(huán) 活塞導(dǎo)向環(huán) 皮碗防掎圈 活塞防掎圈 底座防掎圈 100 80 97 10 10 2 80 100 228 丁腈橡膠 腈橡膠 229 聚甲醛 聚甲醛 聚甲醛 聚甲醛 聚甲醛 1 1 1 1 1 1 1 1 外徑 高 厚 外徑 高 厚 外徑 高 厚（不切口） 外徑 高 厚 外徑 高 厚 三 用 O 形密封圈 安全閥墊 42 28 13 6 2 229 S 520 2 1 1 1 其中大流量三用閥的安買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 閥 卸載閥墊 單向閥閥墊 27 14 3 1 520 1 1 全閥部分，有一特制密封圈 所謂防擠圈是指防止 O 形密封圈受擠的一個(gè)圈，故它在安裝時(shí)應(yīng)該放在 O 形密封圈或 Y 形密封圈的低壓一側(cè)。 防塵圈的作用是緊抱單體液壓支柱的活柱，在支柱升降時(shí)防止煤粉進(jìn)入液壓缸。 Y 形密封圈是單體液壓支柱的活柱通過(guò)活塞和支柱油缸密封的關(guān)鍵零件，又是支柱在承載時(shí)的承壓件。同時(shí)在支柱回柱時(shí)，它又能使支柱的活柱快速回縮而達(dá)到回收的目的。 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 第 3章 單體液壓支柱結(jié)構(gòu)及尺寸的驗(yàn)算 知設(shè)計(jì)參數(shù) （ 1）立柱初撐力： 57 2）立柱工作阻力： P=300 3）油缸外徑： 14缸內(nèi)徑： D=100 4）活柱外徑： 5柱內(nèi)徑： 8 5）支柱最大高度： 2000柱最小高度： 1240壓行程： 760缸穩(wěn)定性的驗(yàn)算 驗(yàn)算活塞桿全部伸出并受最大同心縱向載荷的穩(wěn)定性。 油缸穩(wěn)定性條件為 即 211 0 . 6J J M N 211式中 穩(wěn)定的極限力； P 最大工作阻力； 活塞桿斷面慣性矩， 411 64 =106 缸體斷面慣性矩， 4402 64 =買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 106 根據(jù) 21 21 立柱穩(wěn)定性的極限力為 2110 . 6 M =600柱的最大工作阻力 P=300滿足穩(wěn)定條 件上述 僅當(dāng)活塞桿頭部距離在載荷下發(fā)生最大撓度處的距 x l 時(shí)才適用 x=2280 1280 0300 10=6555mm l 所以適用。 塞桿的強(qiáng)度驗(yàn)算 1、在承受同心最大載荷情況下油缸的初撓度 1 1 2 1 2 121 c o l la l p l 中 1 活塞桿與導(dǎo)向套處的最大配合間隙， 1= a 活塞桿全部外伸時(shí)，導(dǎo)向套前端至活塞末端間距， a =151 2 活塞和油缸的最大配合間隙， 2= l 活塞桿全部外伸時(shí)，活塞桿頭部銷孔至油缸尾部銷孔間距 l =1l + 2l =1971 G 立柱總重， G =415 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 油缸軸線與水平面的交角， =83o 。 2、油缸的最大撓度 當(dāng) 5d， 12 1121212 式中 110 220 1 1 15 7 . 3t tg k l 2 2 25 7 . 3t tg k l E 鋼的彈性模量， E=05 3、 活塞桿的合成應(yīng)力 8 9 . 6 M P p W 合 式中 A 活塞桿的斷面積， 22124A D D W 活塞桿的斷面模數(shù)， 331232W D D 37564.5 4 . 0 2 合安全 活塞桿材料為 45#鋼， s=360 n 一般最小取 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 缸體強(qiáng)度驗(yàn)算 油缸壁厚驗(yàn)算 100 4 . 4 3 . 22 2 . 5 時(shí)，按中 等壁厚缸體公式計(jì)算 2 . 3s PD 式中 P 油缸內(nèi)工作壓力， P= c 計(jì)入管壁公差及侵蝕的附加厚度，一般取 c=2 強(qiáng)度系數(shù)，當(dāng)無(wú)縫鋼管時(shí)， =1； 缸壁厚，取 22.5 b 缸體材料 ， 27縫鋼管 b=980 n 許用安全系數(shù)，一般在 5 范圍內(nèi)選取。 把上列公式化為： () 3 8 . 2 ( 1 0 2 2 . 5 0 . 2 ) 9 7 . 62 . 3 ( ) 2 . 3 ( 2 2 . 5 0 . 2 ) c M P 1 0 . 0 4 1 0 . 0 4 所以可以安全使用。 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 第 4章 單體液壓支柱的使用與維護(hù) 柱的拆裝和試驗(yàn) 用閥的組裝 1、組裝前的 裝備 （ 1）合格的三用閥零件在組裝前必須用壓力油沖洗干凈，任何有毛刺、鐵屑或生銹的零件均不得組裝。 （ 2）裝好全部 O 形密封圈。 （ 3）六角導(dǎo)向套的組裝 把安全閥墊裝入六角導(dǎo)向套中，要裝到底，并檢查安全閥墊工作面是否平整。在閥座和六角導(dǎo)向套接觸時(shí)，閥墊壓縮量應(yīng)控制在 （ 4）注油閥體的組裝 將單向閥座連同限位套一起裝入注油閥體中，并裝入 8 鋼球，再用一字型螺絲刀擰緊螺套（擰緊程度要適當(dāng)，以防單向閥座變形），并把卸載閥墊裝入注油閥體。 2、組裝 將閥針裝入閥座中，閥針端面不應(yīng)露出閥座端面，并檢查運(yùn)動(dòng)是否靈活，再轉(zhuǎn)入閥套內(nèi)，然后將連接螺桿擰入閥套并擰緊。用鑷子將六角導(dǎo)向套裝入閥套內(nèi)，檢查六角導(dǎo)向套軸向運(yùn)動(dòng)是否靈活，應(yīng)無(wú)卡阻，然后裝入 8 鋼球、彈簧座、安全閥彈簧，用調(diào)壓工具擰緊調(diào)壓螺絲。 安全閥部分裝好以后，將閥套裝入裝配套筒中。單向閥錐型彈簧裝在連接螺桿上，套上左閥筒并與裝配套筒擰緊，用套筒扳手將注油閥體擰入螺桿。然后擰下裝配套筒，換上右閥筒。三用閥組裝完畢之后，需買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 根據(jù)礦用單體液壓支柱（ 93）中的有關(guān)規(guī)定對(duì)其進(jìn)行調(diào)壓和試驗(yàn)。安全閥的開啟壓力調(diào)定是用調(diào)壓工具調(diào)整調(diào)壓螺絲的進(jìn)退來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 調(diào)好安全閥應(yīng)涂上 化劑封存。 柱組裝 1、組裝前的準(zhǔn)備 （ 1）用壓力油洗凈活柱、油缸、活塞、底座、手把體等零件，不允許零件上有鐵屑和污物。 （ 2）在手把體的內(nèi)表面、頂蓋與柱頭配合面、底座與液壓缸配合面及活塞與活柱配合面涂防銹油。 （ 3）在活塞、底座上裝入 O 型密封圈和防擠圈，注意防擠圈的位置應(yīng)緊靠 O 型密封圈的低壓側(cè)。 （ 4）把 Y 形密封圈、防擠圈和導(dǎo)向環(huán)安裝在活塞上，注意活塞導(dǎo)向環(huán)外徑應(yīng)大 于活塞的最大外徑。 2、活柱體的組裝順序 （ 1）將防塵圈和活塞導(dǎo)向環(huán)按次序（注意方向）裝在手把體上。 （ 2）將手把體套入活柱體。在限位鋼絲圈槽中先裝上一個(gè) O 形密封圈（作為裝配工具），這樣手把體上的防塵圈就能順利通過(guò)，然后取下O 形密封圈，將限位鋼絲圈涂油裝在活柱上，并測(cè)量限位鋼絲圈的外徑（應(yīng)比油缸的外徑小 上）。 （ 3）將活塞裝入活柱。 （ 4）把復(fù)位彈簧掛在活柱體中。 3、支柱整體組裝 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 （ 1）將裝好的活柱體裝入油缸，并將手把體裝好，穿上連接鋼絲。 （ 2）將頂蓋裝入活柱體，用彈性圓柱銷連接好，所有彈性 圓柱銷均不允許露出，其開口應(yīng)垂直于支柱的軸向方向。注意使頂蓋方體軸線與柱頭閥孔軸線平行。 （ 3）將復(fù)位彈簧掛在底座彈簧環(huán)上，并將底座裝入油缸，穿好底座連接鋼絲。 （ 4）裝上三用閥，并使三用閥卸載孔軸線垂直于支柱軸線。 4、組裝注意事項(xiàng) （ 1）除油缸、底座等裸露表面電鍍外，所有連接配合部分及活柱外圓均應(yīng)涂防銹油。 （ 2）裝配底座時(shí)應(yīng)將防擠圈切口背向穿鋼絲槽口，在打入底座時(shí)應(yīng)注意避免穿鋼絲槽口碰壞防擠圈。 （ 3）所有連接鋼絲均打入槽口，不允許外露，并將手把體和底座的連接鋼絲口用火漆或油漆膩?zhàn)臃馑馈?（ 4）支柱組 裝時(shí)，不允許用鐵錘敲打油缸、活塞、活柱等零件。 （ 5） 組裝 完畢的支柱在運(yùn)輸過(guò)程中不允許隨意摔砸。 柱的拆卸 支柱的拆卸可按裝配相反的工序進(jìn)行，但應(yīng)注意； （ 1）底座的拆卸應(yīng)用活柱頂出。 （ 2）先將活柱體抽出到最大高度，再拆卸手把體，以免活塞刮壞油缸。 （ 3） 拆卸活塞時(shí)應(yīng)使用卸活塞工具，用撞塊沖擊數(shù)次剪斷 買文檔送全套 14951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 驗(yàn) 支柱及三用閥組裝完畢后，應(yīng)按照礦用 單 體液壓支柱 （ 93）中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，合格后方可下井。 用注意事項(xiàng) （ 1）首先 ,應(yīng)根據(jù)工作面采高