单体液压支柱

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第 1 章概论 (1)

1.1我国煤层贮存状况 (1)

1.2用途 (1)

1.3适用范围 (2)

1.4单体液压支柱发展概况 (3)

1.4.1国内外单体液压支柱的发展趋势 (3)

1.4.2使用单体液压支柱的突出优点 (4)

第 2 章总体与主要零件设计 (5)

2.1单体液压支柱工作原理、结构与方案比较 (5)

2.1.1外注式单体液压支柱 (5)

2.1.2内注式单体液压支柱 (6)

2.2 材料的确定 (9)

2.3单体液压支柱主要零件尺寸计算 (10)

2.3.1 液压缸尺寸的计算 (10)

2.3.2 缸盖尺寸计算 (11)

2.3.3 活塞杆尺寸计算 (12)

2.4.4 活塞尺寸计算及加工要求 (13)

2.3.5 柱头设计 (16)

2.3.6 铰接顶盖的设计 (16)

第 3 章主要零部件强度和稳定性验算 (17)

3.1 缸筒及活塞杆中心加载强度校核 (17)

3.1.1 支柱稳定性校验 (25)

3.2 偏心加载缸筒及活塞杆校核 (26)

3.2.1偏心加载时缸筒及活塞杆强度校核 (26)

3.2.2 支柱稳定性校核 (33)

第 4 章其他零件校核和复位弹簧设计 (34)

4.1复位弹簧的设计计算 (34)

4.2 其他零件强度校核 (37)

4.2.1 手把体挡环与限位台阶强度校核 (37)

4.2.2 校核底座与活塞接触时的强度 (38)

第 5 章三用阀的设计 (39)

5.1 单向阀的设计计算 (40)

5.2 卸载阀设计计算 (46)

5.3安全阀弹簧设计计算 (57)

第 6 章支柱的拆装和试验 (61)

6.1三用阀的组装 (61)

6.2支柱组装 (62)

6.3支柱的拆卸 (63)

6.4试验 (63)

6.5使用注意事项 (64)

6.6支柱的故障与维修 (65)

6.6.1常见支柱故障及排除方法 (65)

6.6.2 维修注意事项 (69)

第 7 章其他 (70)

经济分析 (73)

结论 (74)

致谢 (75)

参考文献 (76)

外注式单体液压支柱有活柱体、油缸、三用阀、顶盖、底座体、复位弹簧、手把体、活塞等主要零部件组成，其特性曲线如图2-1所示：

注液枪

泵站供液

卸载手把

卸载

图2-1-1

1、工作介质

外柱式单体液压支柱工作介质为乳化液，回柱时乳化液排至工作面采空区。

2、动力来源

外注式的工作介质是由设在巷道中的泵站经高压软管、注液枪等组成的管路系统供给，并由泵站保证支柱一定的初撑力。

3、降柱方式

一般靠活柱的自重和复位弹簧降柱。

4.缸筒结构分析

缸筒结构多样通常根据缸筒与端盖的链接型式选用，而连接形式又取决于额定压力、用途和使用环境等因素。

1）法兰连接结构简单已加工，易装卸。但质量比螺纹连接的大，但比拉杆连接的小，外径较大。

活塞密封沟槽设计：根据液压缸内径及资料臧克江《液压缸》表3-19 选用Yx和O型密封圈密封具体沟槽尺寸如下图：

查表得：d1=88mm，B1=18mm ，n=5，沟槽深度b=6mm,倒角C=45度。挡环厚度T=B1-H1=18-12.5=5.5mm。查《机械零件设计手册》表

有关活塞O型密封的沟槽：一般情况下，沟槽宽度是密封圈截面直径的1.3~1.5倍，选择密封圈截面直径为2.65mm。由于该密封是静密封需要较大的压缩量故取大值，取4mm。深度由查资料臧克江《液压缸》表3-17得沟槽深度l=2.07mm。活塞设置尼龙耐磨环，具体参数如下：

查耐磨环规格表得耐磨环沟槽尺寸如下：

B1=105mm，W1=2.5mm，F1=8.1mm，T=7.9mm，Z=2mm，S=0.3。

第 3 章主要零部件强度和稳定性验算

3.1 缸筒及活塞杆中心加载强度校核

根据受力状态确定油缸和活塞柱的最危险断面，画出最危险断面

的断面图并确定最危险点。显然，同一加载状态下油缸和活塞的

最危险断面就是最大弯矩作用面，如下图：

图3-1-1

(1) 计算系数

计算初折角α

000935

067

105

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

其中：

γ、--活塞杆与把手配合间隙；活塞与缸筒配合间隙。

x--导向长度。

计算系数84

2540

1066

⨯

2540

1625

⨯

初折角

000935