礦用液壓支架銷軸維修液壓千斤頂拔軸器設(shè)計

1、目 錄前 言I摘 要IIABSTRACTIII1 液壓拔軸器的概述11.1液壓拔軸器的結(jié)構(gòu)及工作原理11.2液壓拔軸器在煤礦液壓支架底板連接銷軸維修中的應(yīng)用22 礦用液壓支架銷軸維修液壓千斤頂拔軸器設(shè)計42.1液壓支架底板連接銷軸的失效分析42.2液壓支架失效銷軸井下維修方法42.2.1工況分析4 維修方法52.3液壓拔軸器總體方案擬定6液壓拔軸器的選型6總體方案擬定82.4拔軸器結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算9液壓缸的設(shè)計和計算9拔軸器螺栓連接結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算123 拔軸器的設(shè)計要求及使用維修163.1技術(shù)要求163.2使用維修164 結(jié)束語17致 謝18參考文獻19前 言隨著液壓支架設(shè)計與制造技術(shù)的日益發(fā)展

2、，工作阻力越來越大，液壓支架全生命周期的產(chǎn)品服務(wù)也占據(jù)了極其重要的地位，大工作阻力支架鉸接軸的拆卸研究，擴展了不同工作阻力支架大修的范圍，使支架順利解體，為礦井工作面的不斷開采，定期升井，換面繼續(xù)使用提供了有利的技術(shù)保障。礦生產(chǎn)機械設(shè)備中零部件之間多采用銷軸聯(lián)接，由于阻力很大，銷軸經(jīng)常受損，因而就要對這些進行維修，這就需要將損壞的銷軸進行拆卸，在銷軸拆卸和更換中，專用工具帶錘不但勞動強度大，而且工作安全系數(shù)不高。采用液壓動力設(shè)計的液壓拔銷器很好的解決了以上問題。液壓支架通常分成前梁、頂梁、前后邊桿和底座等部件之間采用銷軸聯(lián)接。采煤機的搖臂和機架之間也采用銷軸聯(lián)接。這些銷軸有的是主要受力元件，屬

3、于易損壞元件，有的聯(lián)接重要部件，需經(jīng)常拆卸。針對液壓支架結(jié)構(gòu)件之間的連接銷軸，大而長，拔出困難的問題，設(shè)計了一種液壓拔銷器，靠液壓力，將銷軸從支架結(jié)構(gòu)件中拔出。液壓支架是煤礦采煤常用的支護設(shè)備，我公司是生產(chǎn)液壓支架的專業(yè)廠家。液壓支架是靠銷軸連接的四連桿機構(gòu)。隨著液壓支架規(guī)格型號越來越大，各個結(jié)構(gòu)部件之間的連接銷軸也越來越大，銷軸大小由原來的80 × 400 增大到現(xiàn)在的190 ×750，銷軸的裝配固然麻煩，而銷軸的拆卸也是一個非常棘手的問題。針對市場上大型液壓支架的需求量日益增大，大型液壓支架的生產(chǎn)量相繼增大。大型液壓支架體積大、重量大，在制造過程中返修、在發(fā)貨時、在銷售

4、到煤礦下井時，都需要將大型液壓支架拆開成部件，以方便返修、運輸、下井，因此研制一種專門的拔銷器來解決支架的拆卸難題，對我廠及國內(nèi)同行各廠都具有重要的現(xiàn)實意義。礦用液壓支架銷軸維修液壓千斤頂拔銷器設(shè)計摘 要針對液壓支架結(jié)構(gòu)件之間的連接銷軸，大而長，拔出困難的問題，設(shè)計了一種液壓拔銷器，靠液壓力，將銷軸從支架結(jié)構(gòu)件中拔出。液壓支架是煤礦采煤常用的支護設(shè)備，銷軸的裝配固然麻煩，而銷軸的拆卸也是一個非常棘手的問題。大型液壓支架體積大、重量大，在制造過程中返修、在發(fā)貨時、在銷售到煤礦下井時，都需要將大型液壓支架拆開成部件，以方便返修、運輸、下井，因此研制一種專門的拔銷器來解決支架的拆卸難題。關(guān)鍵詞：銷軸

5、;液壓支架; 液壓拔銷器MINING HYDRAULIC SUPPORT PIN SHAFT REPAIR HYDRAULIC JACK PULL PIN SYSTEM DESIGNABSTRACTFor the connection between the hydraulic support pin structure, large and long, pull out a difficult problem, we designed a hydraulic pin puller, by hydraulic pressure, the pin pulled out from the supp

6、ort structure member. Hydraulic support coal mining is common support equipment, although the trouble pin assembly, disassembly and pin is a very difficult problem. Large hydraulic support bulky, heavy, rework in the manufacturing process, at the time of shipment, the sales to go down the coal mine,

7、 they all need to stand apart into large hydraulic components to facilitate repair, transportation, go down, so the development of a a special pin puller to solve the problem demolition bracket.KEYWORDS pin; hydraulic support; hydraulic pin puller1 液壓拔軸器的概述1.1 液壓拔軸器的結(jié)構(gòu)及工作原理液壓拔軸器用于維修孔內(nèi)損壞圓柱形銷軸（彎曲變形或鉸接

8、）的一種專用裝備。液壓拔軸器結(jié)構(gòu)如圖1-1所示，主要由1千斤頂2支撐架3 法蘭盤4 連接螺栓5銷軸6 B型銷構(gòu)成。圖1-1 液壓拔銷器1 千斤頂 2 支撐架 3 法蘭盤 4 連接螺栓 5 銷軸 6 B型銷銷軸的拔出不同于銷軸的裝入，銷軸裝入時，是先將兩結(jié)構(gòu)件的孔對正，再將銷軸打入，由于銷軸孔和銷軸外園之間有1的間隙，銷軸打入時不需要太大的力，而銷軸在拔出時，由于結(jié)構(gòu)件重量大，如ZZ13000支架，光頂梁就有6噸重，結(jié)構(gòu)件壓住銷軸的一端；另外，由于支架兩結(jié)構(gòu)件的不同軸，銷軸在拔出時，必須有足夠大的動力，考慮到制造廠和用戶煤礦都有高壓泵站，用高壓液壓缸作動力可滿足我們的需要。液壓拔軸器拔軸時，按照

9、圖1-1所示，先將連接螺栓 4通過鉸接軸頂端的螺紋孔和鉸接軸連接在一起，然后將拔軸器的法蘭盤3頂在側(cè)板鉸接孔處，伸出活塞桿用銷軸5將連接螺栓4和活塞桿連接在一起，用B型銷6固定好，千斤頂有桿腔進油，收縮活塞桿，通過千斤頂輸出拉力。將鉸接軸拔出（該套拔軸器在系統(tǒng)供液壓力31.5MPa時，額定拉力約為250kN)。于銷軸長度750，如果采用一次拔出，勢必造成液壓缸行程很大，從而增大了拔銷器的體積和重量，使拔銷器在裝上和拆下時顯得費力，故考慮采用分步拔銷方式，利用液壓缸伸出，縮回，再伸出，再縮回來將銷軸從結(jié)構(gòu)件中一步一步拔出。銷軸在拔出時，必然有一個力作用在銷軸周圍的側(cè)板上，欲使拔銷器緊貼在側(cè)板上，

10、保證拔銷器在拔銷時不打滑，拔銷器端面應(yīng)做成活動連接，并在端面上加工有防滑槽，并施加一予緊力，使拔銷器緊貼在支架側(cè)板上。液壓拔軸器使用時操作步驟如下： （1）根據(jù)產(chǎn)品銷軸螺孔大小選擇拔銷器連接螺栓； （2）將連接螺栓裝在拔銷器末端； （3）將行車或其他起吊裝置將拔銷器吊起； （4）將連接螺栓與產(chǎn)品銷軸螺孔相連接； （5）將操縱閥接口與高壓軟管相接； （6）搬動操縱閥，推移缸無桿腔進液，有桿腔回液，使支承外套右移； （7）將操縱閥搬到中位，將支承套中的三根螺桿拉出，并使卡爪端面緊貼支架側(cè)板，并擰緊螺母，使卡爪對側(cè)板施加一預(yù)緊力；與步驟6相反的方向，搬動操縱閥，有桿腔進液，無桿腔回液，這時，推移缸活

11、塞桿及與它相連的外支承套不動，推移缸缸筒相對于活塞桿朝遠離銷軸的方向移動，銷軸在缸筒的帶動下被拔出。1.2 液壓拔軸器在煤礦液壓支架底板連接銷軸維修中的應(yīng)用礦生產(chǎn)機械設(shè)備中零部件之間多采用銷軸聯(lián)接，由于阻力很大，銷軸經(jīng)常受損，因而就要對這些進行維修，這就需要將損壞的銷軸進行拆卸，在銷軸拆卸和更換中，專用工具帶錘不但勞動強度大，而且工作安全系數(shù)不高。采用液壓動力設(shè)計的液壓拔銷器很好的解決了以上問題。液壓支架通常分成前梁、頂梁、前后邊桿和底座等部件之間采用銷軸聯(lián)接。采煤機的搖臂和機架之間也采用銷軸聯(lián)接。這些銷軸有的是主要受力元件，屬于易損壞元件，有的聯(lián)接重要部件，需經(jīng)常拆卸。如圖1-2所示，支架結(jié)

12、構(gòu)件頂梁、掩護梁、連桿、底座之間的連接靠銷軸連接，使支架成為四連桿機構(gòu)，怎樣將裝好的銷軸從結(jié)構(gòu)件中容易地拔出? 這是我們要研究的課題。圖1-2 礦用液壓支架結(jié)構(gòu)示意圖表l為濟二礦11303綜放工作面ZFS5600型液壓支架和MYTS-900型采煤機主要銷軸型號及更換(拆卸)次數(shù)統(tǒng)計表。表l銷軸使用情況統(tǒng)計表液壓支架采煤機銷軸尺寸 （mm）直徑2530405060708080長度13017595300210440480400更換（拆卸）次數(shù)25163218186522傳統(tǒng)的拔銷軸工具為帶錘，拔銷軸時將導(dǎo)桿帶絲的一端，擰人銷軸的絲孔中，工人手抱重錘沿導(dǎo)桿迅速撞擊帶有端頭的導(dǎo)桿另一端，銷軸的拔出量取

13、決于重錘運動的快慢，這種方式不但勞動強度大，而且不利于安全生產(chǎn)。2 礦用液壓支架銷軸維修液壓千斤頂拔軸器設(shè)計2.1 液壓支架底板連接銷軸的失效分析煤炭是我國的第一能源,我國煤炭90%以上的生產(chǎn)作業(yè)是在地下進行的，與一般工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械相比,礦用生產(chǎn)中的液壓支架工作環(huán)境有以下特點:（1）工作環(huán)境惡劣，設(shè)備時刻處于粉塵、水汽以及有害氣體的包圍之中；（2）工況條件苛刻，大多數(shù)機械設(shè)備是在高速、重載、振動、沖擊、摩擦和介質(zhì)腐蝕等的工況條件下工作；（3）運行時間長，絕大部分機械設(shè)備不分晝夜，長年累月連續(xù)作業(yè)；（4）潤滑條件差，由于環(huán)境惡劣，工況苛刻，加上停機時間短，這就使得機械零部件得不到良好的潤滑和維

14、護；（5）液壓支架支護巖頂壓力突然增大，造成液壓支架支承力突增。因此，煤礦機械的磨損失效現(xiàn)象極其嚴重，由此而引發(fā)的設(shè)備故障和安全事故時有發(fā)生，造成的經(jīng)濟損失和危害難以估量。隨著我國煤礦機械化程度的日益提高，機械設(shè)備的磨損失效問題越來越突出，因此研究減緩煤礦機械的磨損失效對煤礦高產(chǎn)、高效和安全生產(chǎn)具有十分重要的意義,也是一項非常迫切的任務(wù)。綜上所示，液壓支架底板連接圓柱形銷軸主要失效形式為：銹蝕、彎曲變形、鉸接、斷裂等等。2.2 液壓支架失效銷軸井下維修方法 工況分析 礦用機械設(shè)備可以分為煤礦機械和煤礦儀器以及附件設(shè)備等，其中主力設(shè)備包括采煤機掘進機支架運送設(shè)備等。為滿足礦井在生產(chǎn)過程中特殊的物

15、理環(huán)境和安全生產(chǎn)要求，礦用機械設(shè)備的工況及結(jié)構(gòu)具有以下特點：（1）礦井空間有限，要求煤礦機械結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、導(dǎo)致軸承和齒輪承受的壓力和負荷較大；（2）礦井工作條件多變，負荷變化大，要求煤礦機械便于移動，且便于維修；（3）礦用機械多屬于重負荷 中速或低速轉(zhuǎn)動，大多要求頻繁啟動 停機時的沖擊負荷，設(shè)備齒間的瞬間壓力大；（4）礦井環(huán)境惡劣，空氣潮濕，有巖塵煤塵及瓦斯（主要成分是甲烷）及含硫氣體（二氧化硫硫化氫），因此煤礦機械要滿足防火防爆防銹和防腐蝕等要求。（5）露天煤礦的機械要承受惡劣天氣以及大幅度的高低溫變化。為避免這些不利情況，這就要求設(shè)計者必須到礦上實際了解工況，并征求

16、操作者建議，方可設(shè)計出滿意的工裝來。 維修方法（1） 人工用帶錘敲擊 拔銷軸時將導(dǎo)桿帶絲的一端擰人銷軸的絲孔中，工人手抱重錘沿導(dǎo)桿迅速撞擊帶有端頭的導(dǎo)桿另一端，銷軸的拔出量取決于重錘運動的快慢，這種方式不但勞動強度大，工作空間大，而且不利于安全生產(chǎn)。（2） 熱脹冷縮法 用乙炔加熱至鋼鐵發(fā)紅，利用熱脹冷縮的方法拔出銷軸。此種方法的缺點是要求工作空間大，設(shè)備復(fù)雜，且容易引起爆炸，非常危險，不適合在煤礦下操作。（3） 使用液壓拔軸器拔軸法 液壓拔軸器靠液壓力，將銷軸從支架結(jié)構(gòu)件中拔出。液壓拔軸器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小，要求作業(yè)空間小，非常適合井下操作，且拔軸器的工作范圍較廣。操作強度比人工帶錘敲擊小，

17、拔軸平穩(wěn)。液壓支架大修的周期一般為 年，或者是采完萬煤。大修內(nèi)容：支架架體，包括頂梁、底坐、掩護梁、前梁、伸縮梁、四連桿、側(cè)護板、護幫板、推移框架等全面解體、清洗、檢查!修理或更換。檢查側(cè)護板復(fù)位彈簧及各銷軸。立柱和千斤頂全部分解清洗!檢查。閥類全部分解!清洗!更換損壞的零件與密封件。高壓油管逐個檢查，并檢查相應(yīng)的接頭!接頭座，更換全部接頭密封件。給大修合格的支架除銹、噴漆，作好檢修、試驗記錄。2.3 液壓拔軸器總體方案擬定 液壓拔軸器的選型研究不同大工作阻力支架的主鉸接軸的受力分析，對在不同工作環(huán)境下各種拆卸方式的工作原理N優(yōu)缺點及實際使用過程的現(xiàn)場跟蹤服務(wù)，分析在使用中的不足之處，進一步完

18、善大阻力支架主鉸接軸的拆卸方案，達到針對不同拆卸情況實行科學(xué)的N有效合理的拆卸，提高大修拆卸效率和降低零件拆卸過程損壞率的目的。目前，應(yīng)用較廣的拔軸器有以下類型。（1）撞錘式拔軸器撞錘式拔軸器如圖2-1所示，拔軸時要先選擇合適的拉桿頭 4 和將要被拔的鉸接軸通過螺紋副連接在一起，然后和鎖緊螺母1、撞錘 2、拉桿3按圖示方式連接好，將鎖緊螺母1鎖緊，使整個拔軸器軸心和被拔的鉸接軸軸心保持一致，滑動撞錘2，使撞錘2撞擊鎖緊螺母 1，鎖緊螺母1 帶動拉桿向外拔出鉸接軸。圖2-1 撞錘式拔軸器 1.鎖緊螺紋 2.撞錘 3.拉桿 4.拉桿頭優(yōu)缺點：撞錘式拔軸器制作簡單，制造成本低，工作原理簡單，無需配套

19、設(shè)施（如液壓系統(tǒng)等），能對被拔鉸接軸產(chǎn)生脈沖式的震動撞擊，拔軸的效果比不能震動的效果好很多；其工作動力全部靠人工，勞動強度大；撞擊時有可能產(chǎn)生明火花，不適合在高粉塵，高瓦斯工作面拔軸。（2）撐桿式液壓拔軸器撐桿式拔軸器如圖2-2所示，先將連接螺栓4通過鉸接軸頂端的螺紋孔和鉸接軸連接在一起，然后將拔軸器的法蘭盤3頂在側(cè)板鉸接孔處，伸出活塞桿用銷軸5將連接螺栓4和活塞桿連接在一起，用B型銷6固定好，由桿腔進液，收縮活塞桿，將鉸接軸拔出（該套拔軸器在系統(tǒng)供液壓力31.5MPa時，額定拉力約為25t左右）。圖2-2 撐桿式拔軸器1 千斤頂 2 支撐架 3 法蘭盤 4 連接螺栓 5 銷軸 6 B型銷優(yōu)缺

20、點：制作相對復(fù)雜，制造成本偏高，拉力偏小，銹蝕嚴重的鉸接軸拉不動，必須有供液系統(tǒng)，支撐桿方式支撐不如圓套筒方式支撐穩(wěn)定，操作者勞動強度比用撞錘式拔軸器小。（3）套筒式液壓拔軸器套筒式液壓拔軸器如圖2-3所示，先將拉桿頭 ( 通過鉸接軸頂端的螺紋孔和鉸接軸連接在一起，拉桿頭后部和千斤頂伸出的活塞桿連在一起用銷子、開口銷固定好，套好套筒（分體式），用鐵絲綁好套筒，套筒右端頂在鉸接軸邊上的側(cè)板上，保持千斤頂軸線和鉸接軸軸線一致，千斤頂桿腔進液，回縮活塞桿，將鉸接軸向外拔，拔出一段距離后，向外伸長活塞桿，再墊上套筒 2，捆綁固定后，重復(fù)回收活塞桿動作，將鉸接軸向外再拔出一部分，然后伸出活塞桿墊上套筒3

21、，重復(fù)前面動作，最終就可以將鉸接軸拔出來。圖2-3 套筒式液壓拔軸器1.千斤頂 2.套筒1 3.套筒2 4.套筒3 5.銷子 6.開口銷 7.拉桿頭 8.套筒3優(yōu)缺點：與撐桿式液壓拔軸器相比較，該拔軸器拉力比較大；在拔軸時，支撐比撐桿式液壓拔軸器穩(wěn)定；操作時由于分段墊套筒，操作比撐桿式復(fù)雜費時，但拔軸效果較好。綜上所述，根據(jù)工作環(huán)境及要求，本次設(shè)計的拔軸器類型為撐桿式拔軸器。2.3.2 總體方案擬定液壓拔軸器總體方案如圖2-4所示圖2-4 撐桿式拔軸器此拔軸器為雙支撐桿式拔軸器，液壓拔軸器靠液壓力，將銷軸從支架結(jié)構(gòu)件中拔出。液壓拔軸器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小，要求作業(yè)空間小，非常適合井下操作，且拔

22、軸器的工作范圍較廣。操作強度比人工帶錘敲擊小，拔軸平穩(wěn)。由于銷軸長度750mm，如果采用一次拔出，勢必造成液壓缸行程很大，從而增大了拔銷器的體積和重量，使拔銷器在裝上和拆下時顯得費力，故考慮采用分步拔銷方式，利用液壓缸伸出，縮回，再伸出，再縮回來將銷軸從結(jié)構(gòu)件中一步一步拔出。液壓支架是煤礦采煤常用的支護設(shè)備，液壓支架是靠銷軸連接的四連桿機構(gòu)，隨著液壓支架規(guī)格型號越來越大，各個結(jié)構(gòu)部件之間的連接銷軸也越來越大。銷軸大小由原來的Æ80× 400增大到現(xiàn)在的Æ190× 750，銷軸的裝配固然麻煩，而銷軸的拆卸也是一個非常棘手的問題,針對市場上大型液壓支架的需求

23、量日益大。大型液壓支架的生產(chǎn)量相繼增大，大型液壓支架體積大、重量大，在制造過程中返修、在發(fā)貨時、在銷售到煤礦下井時，都需要將大型液壓支架拆開成部件，以方便返修、運輸、下井，因此研制一種專門的拔銷器來解決支架的拆卸難題。2.4 拔軸器結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算2.4.1 液壓缸的設(shè)計和計算1. 液壓缸設(shè)計中應(yīng)注意的問題液壓缸的設(shè)計和使用正確與否，直接影響到它的性能和是否發(fā)生故障。在這方面，經(jīng)常碰到的是液壓缸的安裝不當、活塞桿承受偏載、液壓缸或活塞下垂以及活塞桿的壓桿失穩(wěn)等問題。所以，在設(shè)計液壓缸時，必須注意如下幾點：（1） 盡量使活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負載，或在受壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性。（2） 考

24、慮液壓缸行程終了處的制動問題和液壓缸的排氣問題。缸內(nèi)如無緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)的措施。（3） 正確確定液壓缸的安裝、固定方式。如承受彎曲的活塞桿不能用螺紋連接，要用止口連接。液壓缸不能在兩端用鍵或銷定位，只能在一段定位，為的是不致阻礙它在受熱時的膨脹。（4） 液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計標準進行設(shè)計，盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，加工、裝配和維修方便。2強度校核（1） 缸筒壁厚在中、低壓液壓系統(tǒng)中，缸筒壁厚往往由結(jié)構(gòu)工藝要求決定，一般不需要校核。在高壓系統(tǒng)中需要校核。油缸材料為,，按厚壁圓筒第四強度理論，根據(jù)參考文獻8查得缸筒壁厚的計算公式為 （2-1）式中 油缸內(nèi)徑,

25、； 試驗力,Pr，為液壓油缸工作壓力， ； 為許用應(yīng)力,。將數(shù)值代入式（2-1）得考慮自增強取。 油缸外徑為即。（2） 活塞桿直徑的校核根據(jù)參考文獻8查的活塞桿直徑計算公式為根據(jù)參考文獻8查的活塞桿直徑的校核公式為 （2-2）式中 為活塞桿上的作用力,； 為活塞桿材料的許用應(yīng)力,。將數(shù)值代入式（2-2）得綜上所述，故滿足設(shè)計要求。（3） 缸蓋固定螺栓的校核根據(jù)工作要求，選取螺栓材料為 35CrMnSiA,；淬火硬度35-40HRC；安全系數(shù)為3。直徑。根據(jù)參考資料8查的缸蓋固定螺栓的校核公式為 （2-3）式中 液壓缸負載，； 螺紋擰緊系數(shù)，； 固定螺栓個數(shù)，； 螺栓許用應(yīng)力，為材料屈服點。將數(shù)

26、值代入式（2-3）得故滿足設(shè)計要求。其外形尺寸大,較重,技術(shù)要求高,制造難度大,其中油缸是千斤頂?shù)年P(guān)鍵部件,本文主要介紹油缸的設(shè)計及加工。下面是對液壓缸增壓原理介紹：盛放在密閉容器內(nèi)的液體，其外加壓力發(fā)生變化時，只要液體仍保持其原來的靜止狀態(tài)不變，液體中任一點的壓力均將發(fā)生同樣大小的變化。也就是說，在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力將以等值傳遞到液體中的所有各點。這就是帕斯卡原理，或稱靜壓傳遞原理。帕斯卡原理是液壓傳動的一個基本原理。帕斯卡原理應(yīng)用實例如圖2-5所示，圖中垂直液壓缸、水平液壓缸的截面積分別為、；活塞上作用的負載為、。由于兩缸互相連通，構(gòu)成一個密閉容器，因此按帕斯卡原理，缸內(nèi)壓

27、力到處相等，,于是 圖2-5 帕斯卡原理應(yīng)用實例圖一般小噸位液壓千斤頂油缸與前、后壓板主要靠油缸內(nèi)螺紋與前、后壓板的外螺紋配合聯(lián)接。為便于加工,本設(shè)計前、后壓板與油缸的聯(lián)接主要靠36個M30高強度螺栓,簡化了加工工藝?？紤]到油缸在工作狀態(tài)時所承受的壓力高達50MPa,選用40CrNIMoA作油缸的材料,毛坯經(jīng)過鍛造處理。為增加油缸強度,減小壁厚,在設(shè)計上采用新技術(shù),油缸在精加工之前,對其進行自增強高壓處理。所謂自增強,是在缸體未使用以前進行加壓處理,其壓力超過內(nèi)壁發(fā)生屈服點的壓力(初始屈服壓力),使缸體從內(nèi)壁開始發(fā)生超應(yīng)變的塑性變形,而靠近外壁面的材料仍保持彈性變形。卸壓后,這樣的缸體承受工作

28、壓力時,內(nèi)壁的壓力與工作應(yīng)力引起的內(nèi)壁拉應(yīng)力疊加,從而使缸壁內(nèi)部應(yīng)力分布均勻化。這種利用缸體自身外層材料收縮產(chǎn)生預(yù)加外壓,提高強度的方法稱自增強。給油缸加壓至75MPa,使油缸產(chǎn)生預(yù)變形,油缸經(jīng)過預(yù)應(yīng)力處理后,再經(jīng)過精加工,油缸的抗壓強度得到提高。圖2-5 拔軸器螺栓連接結(jié)構(gòu)圖 拔軸器螺栓連接結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算根據(jù)設(shè)計結(jié)構(gòu)，拔軸器通過法蘭盤和3個直徑的螺栓與液壓支架連接。如圖2-5所示，（1） 鉸接軸螺紋抗拉強度計算螺孔公稱直徑,中徑，螺距;螺紋孔深 L；螺栓材料為 35CrMnSiA,;淬火硬度35-40HRC;安全系數(shù)為3。中徑參與抗剪的直邊長度：單圈中徑抗剪截面積:內(nèi)螺紋參與抗拉總?cè)?shù)：螺紋

29、強度折減系數(shù):（加工精度N熱處理N材質(zhì)等因素）綜上所述，螺紋滿足設(shè)計要求。（2） 鉸接螺栓直徑計算校核螺栓公稱直徑，；螺栓材料為35CnMnSiA，；安全系數(shù)；淬火硬度35-40HRC；。根據(jù)參考資料10查的缸蓋固定螺栓的校核公式為 （2-4）式中 液壓缸負載，； 螺紋擰緊系數(shù)，； 固定螺栓個數(shù)，； 螺栓許用應(yīng)力，為材料屈服點。將數(shù)值代入式（2-4）得故滿足設(shè)計要求。（3） 鉸接螺栓抗拉強度校核螺栓公稱直徑，；螺栓材料為35CnMnSiA，；安全系數(shù)；淬火硬度35-40HRC；。通過螺紋孔與螺桿的強度校核可得出結(jié)論：拔軸器的拉軸螺桿可以用與鉸接軸同一材料及熱處理技術(shù)要求制造；鉸接軸的螺紋孔內(nèi)的

30、螺紋在受拉時安全性遠遠大于螺桿；拔軸器拉力564kN(拔軸器拉力564kN 時，螺桿會被拉斷） （4）螺母材料及尺寸的基本參數(shù)螺母材料：鑄鋁青銅（ZCuAl9FeNi4Mn2）。材料耐磨性好，強度高，適用于低速重載的傳動。查手冊得材料的許用應(yīng)力P=18-25MPa 取P=20MPa 。對于整體螺母，由于磨損后不能調(diào)整間隙，為使受力比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過多，故取1.22.5 ，取2。根據(jù)參考資料10查得梯形螺紋中徑計算公式為 （2-5）式中 液壓缸負載，； 工作圈數(shù)，； 螺母許用壓強，將數(shù)值代入式（2-5）得查機械設(shè)計手冊，選取Tr32×3螺紋，查的基本參數(shù)：P6mm,d30mm

31、，小徑，中徑mm，大徑D33mm,=26mm（5） 螺紋牙的強度校核螺母高度mm根據(jù)參考資料9查得螺紋根部彎曲強度校核公式為 (2-6)式中 液壓缸負載，； 工作圈數(shù)，； 梯形螺紋寬度；螺紋大徑，。代入得：查取：。 故滿足設(shè)計要求。3 拔軸器的設(shè)計要求及使用維修3.1 技術(shù)要求（1）打磨掉活塞桿上的工藝塊再進行三個支撐桿的焊接；（2）焊縫抗拉強度大于600MPa,焊接質(zhì)量要求按GB/T12467，1-4標準執(zhí)行；（3）焊縫強度按MT97-92液壓千斤頂技術(shù)要求實驗；（4）去毛刺，尖棱倒鈍。3.2 使用維修（1）為了保障支架的正常運行和回采的順利進行，必須對支架及拔軸器進行良好的保養(yǎng)和維護。充分

32、認知故障的原因和發(fā)展，搞清每個零件失效的過程，為研發(fā)新材料和新產(chǎn)品，改進設(shè)計和工藝打下基礎(chǔ)。（2）提出預(yù)防措施，學(xué)習(xí)全面的維修和檢修方法，制定辦法和管理規(guī)定，提高礦井安全生產(chǎn)能力，減少因事故造成不必要的驚喜損失。（3）支架故障的主要原因是漏液和工件時效，應(yīng)加強對磨損危害和預(yù)防知識的宣傳，變事后維修為主動維修，并制定嚴格的礦用液壓油的使用和維護，嚴把油瓶質(zhì)量關(guān)。（4）支架工和支架維修工要隨身攜帶各類密封圈，出現(xiàn)密封不嚴或漏竄液時，及時更換密封件。廣大職工要認真學(xué)習(xí)，熟練掌握設(shè)備結(jié)構(gòu)性能，才能更好地操作!維護、保養(yǎng)各種設(shè)備，才能保障現(xiàn)代化高產(chǎn)、高效礦井的成功創(chuàng)建。4 結(jié)束語對于大阻力液壓支架主鉸接

33、軸的順利拆卸，在液壓支架設(shè)計階段，在確保使用性能和安全的前提下，進行校核和實驗，合理地放大鉸接軸與鉸接孔之間的配合間隙；放大鉸接軸端部拔軸用的螺孔尺寸，以增加拔軸器的拔軸力；在鉸接部位增加潤滑結(jié)構(gòu)，使用過程中可以定期潤滑維護；在鉸接部位增加防塵結(jié)構(gòu)，降低雜物進入鉸接配合面的可能性，從而達到降低由于雜物的進入而增加的拔軸阻力；優(yōu)化鉸接軸表面的防腐工藝，提高鉸接軸表面的抗氧化，耐腐蝕周期；推廣液壓支架使用維護制度，引導(dǎo)礦井工人每班下班前對支架進行現(xiàn)場設(shè)備維護。通過對液壓拔銷器的設(shè)計，該拔銷器取得了如下的技術(shù)效果:（1）結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，拔卸銷軸省力省時，避免了工人的繁重勞動；（2）通過螺孔連接器

34、與產(chǎn)品銷軸端面螺孔相連，由于液壓力是逐漸增大的特點，避免了銷軸端面螺孔被損壞；（3） 通過更換螺孔連接器的連接螺栓，能夠拔各種螺紋規(guī)格的銷軸，具有通用性；（4） 該項技術(shù)正在申報國家專利。致 謝感謝我們的指導(dǎo)老師，杜可可老師，以及在本次設(shè)計中幫助我的老師和同學(xué)。在設(shè)計之初，杜老師給我們提供了大量的參考資料，并教導(dǎo)了我們看書時的重點，讓我們一步步地慢慢熟悉這次設(shè)計的主旨以及主要內(nèi)容。在我們遇到問題時，老師總是耐心的引導(dǎo)我們解決，并告訴我們一步一個腳印，穩(wěn)扎穩(wěn)打，不能著急。在我因為一些問題而停滯不前時，老師告訴我在設(shè)計中有許多東西沒有絕對的錯，有些數(shù)據(jù)是憑經(jīng)驗和常識來取得，比較隨意，設(shè)計也是學(xué)習(xí)的過程，不用特別在意一些小事，最重要的是方法，要弄懂是如何一步步完成設(shè)計的。雖然，或許只是一些小小的點撥，但卻給我掃清了障礙，對完成此次設(shè)計有莫大的幫助，在此再一次感謝老師對我的幫助。同時感謝同組的同學(xué)，我們在一起商討，交換經(jīng)驗、資料，對設(shè)計也有很大的幫助。感謝所有老師和同學(xué)，謹以這份設(shè)計作為我對你們的獻禮！ 參考文獻1 江小軍,宋選民.沙曲礦北翼大采高綜采面的支架合理工作阻力確定J.太原理工大學(xué)學(xué)報，2005, 26: 223-231.2 方