大傾角煤層煤層單體液壓支柱設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985I摘要本論文所設計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，所謂大傾角煤層就是指煤層傾角大于25的煤層。其主要的改進部位是頂蓋，由原來的通用式改為現(xiàn)在的防倒式。通過楔卡的安裝與改進，使井下開采工作更為安全。其次，本次設計除了采用傳統(tǒng)的繪圖工具AUTOCAD實現(xiàn)二維制圖外，還利用PRO/ENGINEER軟件進行三維實體造型，充分發(fā)揮出了PRO/ENGINEER的優(yōu)點，使商家與使用者對該產(chǎn)品在感觀上有更進一步認識和了解。關鍵詞大傾角頂蓋防倒式楔卡三維實體造型買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985IIABSTRACTASCENDANDDESCENDTHEHORIZONTALMOVETYPESTEREOSCOPICSTOPTHEGARAGETOISLOCALINRECENTYEARSOFNEWLYARISENPROPERTY,THESOLUTIONISBIG,INSIDECITYCARPARKINGTHEDIFFICULTEXITCONSISTINCONSTRUCTINGMECHANIZATIONSTEREOSCOPICSTOPTHEGARAGETHEMAINPURPOSEOFDESIGNINGAIMASTHECURRENTPARKINGLOTTHEPROBLEMTHATEXITS,ANDDESIGNASTEREOSCOPICGARAGEFORWITHLESSPLACESTOPPINGPUTTINGMORECARSTHEMETHODDEPENDONELECTRICALENGINEERING,TROLLEYETCTHEAMBULATIONTHECARREGARDINGFLATSURFACEPARKINGLOTASTHECORES,ANDMAKEUSEOFTHEPLCTOCONTROLTHESYSTEMTOCONTROLTHECARTHEPOSITIONTOCHANGEINTOTHECONSEQUENTLYDESIGNED125HARDWAREELECTRICCIRCUITFORASCENDANDDESCENDINGTHESTEREOSCOPICGARAGEOFHORIZONTALMOVETYPESCOMBINETOPROCEEDSTOTHISTHEPLAIT,ANDIMPROVEDTHESPEEDTHATMETHODHASTHEWIDESPREADMEANINGWANTTOREALIZETHISPURPOSE,ANDMUSTCHOOSEFITOFCONTACT,PASSTHETHEPOINTTOATTAINTOMAKETHEELECTRICALENGINEERINGTHEPOSITIVEANDNEGATIVEFUNCTIONTHATTURNTHEHEATOFFITCHOICEAVOIDBECAUSEOFTHEELECTRICCURRENTAFTERTHEELECTRICAPPLIANCESOVERBIGBUTRESULTINOFNEEDNOTWANTTOLOSE,ANDPROCEEDSTOCARRYTHEAEGISROUTEOFTRAVELOFFITCHOICESWITCH,THENATTAINTOPOSITIONTHEFUNCTIONINTRODUCEDTHEEVERYVARIETYSTEREOSCOPICSTOPTHEGARAGESCONSTRUCTION,CONTROLTHESYSTEMANDITSCHARACTERISTICS,ANDGIVEOUTSTEREOSCOPICSTOPTHATTHEGARAGESMAINFUNCTIONINDEXSIGN,COMBINEDTOSTANDOPPOSITETHEDESIGNIMPORTANTPOINTTOSTOPTHEGARAGETOPROCEEDSTHEANALYSISEDWITHSTUDYKEYWORDSSTEREOSCOPICGARAGECONTACTTHEELECTRICAPPLIANCESROUTEOFTRAVELSWITCH買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985III目錄摘要IABSTRACTII第1章緒論111我國煤層賦存狀況112單體液壓支柱發(fā)展概況1121國外單體液壓支柱應用簡況1122我國單體液壓支柱的發(fā)展概況2123使用單體液壓支柱的突出優(yōu)點213機械制圖的改進3131軟件制圖的發(fā)展4132PRO/E軟件的使用簡介4第2章單體液壓支柱分類621分類622我國的單體液壓支柱類型6221外注式單體液壓支柱6222內注式單體液壓支柱723國外單體液壓支柱類型8第3章單體液壓支柱的結構和工作原理931單體液壓支柱的工作原理932單體液壓支柱的結構9321單體液壓支柱三用閥、限位裝置和復位彈簧10322單體液壓支柱用鍛件12323活柱體與油缸2533單體液壓支柱的橡膠件和塑料件28第4章單體液壓支柱結構及尺寸的驗算3041已知設計參數(shù)3042油缸穩(wěn)定性的驗算3043活塞桿的強度驗算3144缸體強度驗算33經(jīng)濟性分析35結論36買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985IV致謝37參考文獻37附錄138附錄249附錄358附錄469買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985V買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985VI買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或119709850第1章緒論11我國煤層賦存狀況我國是煤炭資源最為豐富的國家，煤炭的儲量和產(chǎn)量占世界第一位。煤炭已經(jīng)成為我國所依賴的重要能源。社會市場經(jīng)濟進一步帶動了我國地方煤礦的飛速發(fā)展?，F(xiàn)在已有360個年產(chǎn)3MT以上的地方礦出現(xiàn)，形成了國有重點煤礦和地方中小型煤礦的并存局面。由于我國的煤炭資源分布地域極廣，煤層賦存狀況也各式各樣，主要有如下幾個特點（1）從圍巖和煤層賦存的關系上來說，我國不僅有賦存在軟巖頂板下的煤層和一般頂板條件下的煤層，還有賦存在堅硬頂板條件下的煤層。堅硬頂板下煤層開采難度相當大，常常有幾千平方米的懸頂出現(xiàn)，一旦垮落即可造成嚴重的事故。（2）從煤層自身的賦存條件上來說，在我國境內的煤層有近水平煤層，有傾斜煤層，有急傾斜煤層，還有直立倒轉的煤層；不僅有相當穩(wěn)定的大片煤層，也有像我國南方的“雞窩”狀賦存煤層。（3）從煤層賦存的地質條件來說，由于地質條件復雜，由地殼運動而造成的被斷層破壞的煤層較多。在一塊煤田中，總有幾條貫穿整個煤田的、大落差的斷層，至于較小的斷層更是層出不窮?？梢钥闯?，我國是世界上煤層賦存條件最為復雜的國家。在開采的實踐過程中，工程技術人員所遇到的困難和解決困難的方式是全世界絕無僅有的。但出發(fā)點都是相同的保證工作面的安全。因此，單體液壓支柱在采礦工業(yè)中是不可缺少的，它保障著國家和人員的生命財產(chǎn)安全。尤其在大傾角煤層中，更能體現(xiàn)它的重要性。設計單體液壓支柱需要的參數(shù)如下直徑100MM工作阻力300KN最大高度2000MM買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985112單體液壓支柱發(fā)展概況121國外單體液壓支柱應用簡況國外主要產(chǎn)煤國家中，單體液壓支柱曾經(jīng)在回采工作面廣泛采用，最早研制、使用的國家（如英國）在四十年代后期就已有產(chǎn)品問世。其后，聯(lián)邦德國、日本、波蘭、蘇聯(lián)等國家在五十年代相繼采用，如聯(lián)邦德國薩爾礦區(qū)大體經(jīng)歷十年左右的時間在條件適應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848，五年左右時間內使用量增長了78倍。國外單體液壓支柱的使用情況表明，在六十年代初期技術即達到成熟階段。122我國單體液壓支柱的發(fā)展概況目前，我國煤礦的回采工作面支護裝備，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。當時開始了第一次支護技術改革，即摩擦式金屬支柱配以鉸接頂梁代替木支護，并經(jīng)歷了大約三年時間大量推廣應用。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，也促使人們認識到礦山支護是一門綜合的技術，與巖層控制及采掘工序緊密相關，對加強頂板管理促進安全生產(chǎn)起著舉足輕重的作用。我國在六十年代已開始了液壓支柱的研究，經(jīng)過一度中斷后，于七十年代初繼續(xù)進行研究試制工作，至七十年代末完成了工業(yè)性試驗，進行了技術鑒定，現(xiàn)已經(jīng)投入成批生產(chǎn)，并正在有計劃的逐步進行回采支護的更新?lián)Q代工作。近幾年國內的大量實踐證明，使用單體液壓支柱有著良好的技術經(jīng)濟效果，適合國情，適應煤礦的具體情況，是進行回采支護第二次技術改革的一個方向。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或119709852123使用單體液壓支柱的突出優(yōu)點1、初撐力高一般地，初撐力可以達到710T，為摩擦式金屬支柱的310倍（摩擦式金屬支柱用液壓升柱裝置時初撐力23T，不用液壓升柱裝置時初撐力僅1T左右）。2、恒阻的性能在較小的頂板下沉量情況下，支柱即可達到額定的工作阻力，并保持恒阻的特點（摩擦式金屬支柱在頂板下沉量大，支柱下縮到100MM至400MM以上時才能達到最大工作阻力）。顯然，單體液壓支柱能很快達到較高的工作阻力，大大改善了頂板維護狀況。3、支柱承載力均勻初撐力大與恒阻的特點，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，對保持中等穩(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)來完成。內注式支柱只須扳動手柄、外注式支柱用注液槍從外部注液、扳動卸載閥排液等輕微操作即可完成回撤與支設作業(yè)，其速度一般比摩擦式支柱提高一倍左右。5、促進安全生產(chǎn)、降低輔助材料消耗由于初撐力高與頂板接觸嚴實，回撤與支設速度快，控制頂板效果好，提高了工作面推進速度，冒頂事故明顯減少，促進了安全生產(chǎn)，相應地降低了木材消耗。綜上所述可以看出單體液壓支柱比摩擦式金屬式支柱具有明顯的優(yōu)點。單體液壓支柱的主要缺點是構造比較復雜，內注液式支柱結構更復雜，如果局部密封失效，即會導致整個支柱失去支撐能力；其次是維護檢修量大，為保證支柱安全使用，定期檢修、隨時更換零件量大，因而使其維護費增高。為保持每一根單體液壓支柱的正常使用，每年所需的維修費用平均占支柱造價的20左右，這比摩擦式支柱要高出若干倍。但從綜合效果比較，如安全狀況的改善，單產(chǎn)的提高，降低輔助材料的消耗，以及最終的實際支護費用降低等方面分析，單體液壓支柱則有明顯的優(yōu)勢。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985313機械制圖的改進131軟件制圖的發(fā)展傳統(tǒng)的計算機制圖通常使用AUTOCAD進行二維制圖，對于觀察立體圖有一定的缺陷。因此本次設計不僅采用了傳統(tǒng)的AUTOCAD制圖，還利用PRO/E進行了三維實體造型，充分發(fā)揮了PRO/ENGINEER的優(yōu)點。PRO/ENGINEER是當前三維設計軟件中應用比較廣泛的軟件之一，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位，并作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣。對于很多高等學校和研究機構來說，該軟件是進行設計的重要輔助工具。PRO/ENGINEER第一個提出了參數(shù)化設計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關性問題。另外，它采用模塊化方式，使用者可以根據(jù)自身的需要進行不同的選擇，而不用安裝所有模塊。PRO/ENGINEER的基于特征方式，能夠將設計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設計。PRO/ENGINEER采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、鈑金設計、加工處理等，這樣可以保證使用者按照自己的需要進行選擇使用?；窘Y構132PRO/E軟件的使用簡介1、PRO/ENGINEER的優(yōu)勢PRO/ENGINEER強調的是三維實體模型，可隨時計算出產(chǎn)品的質量、體積、表面積、中心、慣性矩等相關物理量，能清楚了解產(chǎn)品的真實性，優(yōu)于傳統(tǒng)的面結構、線結構存在的不足。2、單一數(shù)據(jù)庫和完全關聯(lián)性PRO/ENGINEER設計概念是從三維實體模型產(chǎn)生二維工程圖，并且自動標注相關尺寸，也就是說，不論設計者在三維還是二維環(huán)境下修改尺寸，其關買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或119709854聯(lián)的二維或三維實體模型都將自動更改。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，用戶在任何時候所做的更改，都會傳送到整個設計中，自動更新所有的工程文檔。3、基于特征的參數(shù)式建摸“特征”，簡而言之是利用較高階的組成圖形來產(chǎn)生具有工程意義的元件，也就是一般的機械對象，如圓角、薄殼、鉆孔等，以最自然的思考方式從事設計工作，充分理解設計意圖，能隨時對特征進行合理但不違反幾何原理的重定義、重新排序、和插入等操作。4、數(shù)據(jù)管理想要加速產(chǎn)品上市的日程，就必須以最少的時間完成最多的開發(fā)工作。為達到這樣高的工作效率，必須允許多個工程師同時處理一件產(chǎn)品。PRO/ENGINEER數(shù)據(jù)管理就是專門為同步工程而開發(fā)的，它以獨特的完全關聯(lián)特性，滿足管理同步工程所需要的同步造作程序。5、易于使用折疊式菜單按照直觀的方式變化，以提供合乎邏輯的選項；另一方面，系統(tǒng)也提供簡短的功能選項說明，以及完整的在線幫助。用戶操作界面與窗口操作環(huán)境類似，這樣就使得PRO/ENGINEER既容易學習又容易操作。6、硬件獨立PRO/ENGINEER可在WINDOUWS95/98/2000/XP操作平臺上運行，并且在每個系統(tǒng)上都維持相同的外形和界面。用戶可以根據(jù)自己的需要程度，選購最經(jīng)濟的硬件設備，再混用或搭配任何一種平臺組合即可。7、尺寸參數(shù)化PRO/ENGINEER將尺寸看作可變化的參數(shù)，尺寸修改時，實體模型會立即重新生成。PRO/ENGINEER可謂是個全方位的三維產(chǎn)品開發(fā)軟件，其模塊眾多，做出的零件圖立體感強，裝配圖非常形象、逼真，整體效果好，讓人一目了然，能夠清楚地看出機械各部分的構造?；赑RO/ENGINEER的這些優(yōu)點，我在畢業(yè)設計中選擇了PRO/ENGINEER三維設計軟件。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或119709855第2章單體液壓支柱分類21分類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、按升柱時工作液循環(huán)方式分類（1）內部注液式單體液壓支柱（簡稱內注式）。工作液壓油在機體內形成閉路循環(huán)。（2）外部注液式單體液壓支柱（簡稱外注式）。從泵站供給乳化液，通過注液槍注入支柱。3、按材質分類（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。我國批量生產(chǎn)、使用的是熱軋低碳合金鋼支柱。22我國的單體液壓支柱類型我國單體液壓支柱基本上有兩個類型，即內注式與外注式。兩種支柱的工作原理、性能等基本相同。其技術性能、特點、優(yōu)缺點，分別按內、外注液式予以介紹。221外注式單體液壓支柱額定工作阻力為245294KN，目前投入生產(chǎn)的共12種規(guī)格。其主要特點為工作介質乳化液由遠距離的液壓泵站通過橡膠管路，經(jīng)專用的注液槍注入缸體。升柱靠乳化液泵站的壓力供給，降柱利用活柱體的自重和復位彈簧進行?；刂鶗r，柱內乳化液需排出柱體，每支設一根支柱需排出一次乳化買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或119709856液。外注式單體液壓支柱的主要優(yōu)點是，結構比較簡單，零部件少，易于維修。支柱的關鍵部件是三用閥，組裝于一體，拆裝便利，井下一般可立即拆換。初撐力靠泵站壓力獲得，可靠性高。此外，由于以泵站壓力來升柱，升柱速度高于手工作業(yè)的內注式液壓支柱，一般要高34倍，所以能提高支柱的支設效率。外注式支柱由于靠外部供液以及零件少，使支柱自重減輕了5KG，大大降低了工人勞動強度。這種支柱的主要缺點是工作液來自外部，要配備全套的乳化液泵站，并且從泵站到工作面一端要裝設高壓膠管干線，從管路干線到支柱的注液口要接通聯(lián)接注液槍的高壓膠管支線，形成了一套管路系統(tǒng)。離開了泵站和管路系統(tǒng)外注式液壓支柱就不能單獨使用。外注式液壓支柱回柱時，由于必須將內腔的乳化液排放到外面，每一棵支柱回撤一次必須從柱內排放12KG的乳化液，并且不能回收復用，因而增加了成本。排出的乳化液流失在工作面底板上，還會使底板巖面（特別是泥質頁巖）膨脹變軟，支柱底座易插入，不能很好地發(fā)揮支護效果。222內注式單體液壓支柱額定工作阻力為245KN，目前投入生產(chǎn)的共9種規(guī)格，工作介質為液壓油。回撤支柱靠油缸中的液壓油流向活柱內腔形成閉路循環(huán)。由內柱式支柱本身的手搖泵進行升柱，初撐力大小由人力操作手柄來決定。降柱則靠支柱的活柱自重進行。柱體內腔的液壓是閉路循環(huán)系統(tǒng)，不需要外部供液。支柱活柱上升高度由柱體內貯油量的多少來決定。支柱的安全閥、單向閥、卸載閥分別裝設于不同位置，不能在井下隨時調換。內柱式支柱的主要優(yōu)點是由于支柱本身進行液壓油循環(huán)，不需從外部供液，節(jié)省了全套的泵站及管道系統(tǒng)，支柱本身可以獨自使用。內注式支柱的三用閥是分別裝設在支柱內腔的，可以防止煤粉等外界贓物的污染，閥類的性能不易受損；內注式支柱液壓系統(tǒng)形成閉路循環(huán)，僅需補充微量油耗，不會向柱體外部排出油液，既節(jié)約了油液，也不會浸濕底板，勞動條件也有所改善。內注式單體液壓支柱的主要缺點是支柱結構比較復雜，內腔中的零部件多，加工量與加工難度較大，維護與檢修工作量大，內部零件損壞時，必須運至地面進行檢修；靠手搖泵升柱，初撐力大小差異很大，不容易保證有買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或119709857較均勻的初撐力；人力搖動手柄的升柱速度較慢，一般地每搖一次手柄升柱形程約2030MM；自重也較大，比同類型的外注式液壓支柱自重增多了35KG。兩種類型支柱有不同的特點，也各有不同的優(yōu)缺點，各礦區(qū)應根據(jù)自己的具體條件并結合積累的經(jīng)驗綜合分析，進行選用。23國外單體液壓支柱類型英國除生產(chǎn)通用型以外，還有特殊類型的單體液壓支柱。例如超短型支柱，一般為內部注液式，液壓缸以底座面積大，頂蓋系圓形平頂，面積大于底座，缸體下部裝有搖動手柄作為升降活柱用，柱帽面積大，呈圓形，支設時柱帽直接貼緊于頂板。由于柱帽之間空隙小，頂板暴露面小，可代替頂梁支護，減少了一般頂梁所占有的空間，適用于極薄煤層；另有長伸縮輕型單體液壓支柱。這種支柱活柱較長，工作行程大，體輕，適用于急傾斜水平分層工作面和煤層變化大但壓力并不很大的工作面。日本生產(chǎn)有輕合金單體液壓支柱。這類支柱有內部注液式及外部注液式兩種，結構與工作原理與同類支柱基本相同。其特點是，柱體輕，較普通低碳合金鋼支柱平均輕2030，因而操作移設較方便。其適用范圍與同類低碳合金鋼單體液壓支柱基本相同。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或119709858第3章單體液壓支柱的結構和工作原理31單體液壓支柱的工作原理1、工作介質外注式單體液壓支柱工作介質為乳化液，回柱時乳化液排至工作面采空區(qū)。2、動力來源外注式的工作介質是由設在巷道中的泵站經(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位彈簧降柱。32單體液壓支柱的結構DZ型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、復位彈簧、手把體、活塞等主要零部件組成。如圖所示買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或119709859注液槍泵站供液卸載手把卸載圖221外注式單體液壓支柱裝配圖321單體液壓支柱三用閥、限位裝置和復位彈簧1、外注式單體液壓支柱的三用閥三用閥顧名思義，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；靠它的買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098510安全閥在支柱過載時使支柱緩慢下縮，保護支柱不致受損。外注式支柱將三個閥組裝在一起，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圖222三用閥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；13O形圈1319；14O形圈2835；15安全閥針；16安全閥墊；17六角導向套；18O形圈4235；19彈簧座；20安全閥彈簧；21調壓螺絲；22右閥筒2、限位裝置外注式單體液壓支柱限位裝置是限制活柱升高，保證油缸與活柱具有一定重合長度，防止活柱拔出和損壞的裝置。限位裝置有限位套、限位環(huán)、鋼絲擋圈和限位臺階等多種形式。缸徑為100MM的DZ型支柱采用活柱上限位臺階限位。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度，使其承受初撐力時，不至于損壞。限位臺階高度尺寸計算過程如下HMMMM151MM20751LD60751式中L立柱最大工作行程，MM買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098511D2缸筒內徑，MM3、復位彈簧采用復位彈簧降柱可加速支柱下降速度。復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緊力。并且使用復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。復位彈簧是單體液壓支柱在進行回收時，使活柱筒快速回縮的重要零件。檢驗復位彈簧時，應根據(jù)支柱實際支設狀況，將其拉伸到最大使用高度后保持24小時，最多允許彈簧有4MM的殘余變形，這樣的復位彈簧才算合格。322單體液壓支柱用鍛件外注式單體液壓支柱中有5個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大傾角煤層的工作狀況而設計的，在大傾角工作面中單體支柱的傾倒與下滑問題一直都很嚴重,頂板冒落甚至大面積垮落事故時有發(fā)生,嚴重威脅著工作面的安全生產(chǎn)。改進單體液壓支柱頂蓋的結構將有助于改善以上幾種情況，因此，我采用了防倒式頂蓋。防倒頂蓋的基本結構如圖223所示,它由頂蓋底板、楔卡、擋板組成。楔卡安裝在頂蓋底板導槽內。楔卡為“L”形。每只防倒頂蓋內安裝兩只楔卡,每只楔卡有一個側面帶有斜度。防倒頂蓋取代普通頂蓋后,通過楔卡卡住頂梁底部的型扁鋼,實現(xiàn)支柱與頂梁的相互聯(lián)接。由于兩只楔卡均帶有斜度,因而安裝時可以相互砸緊。回柱時,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狀態(tài)。頂蓋是可更換件。它通過三個彈性圓柱銷與活柱體的柱頭（或接長柱筒）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壓時支柱滑倒失效。如圖所示買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098512圖223防倒頂蓋結構1楔卡2擋板3頂蓋底板圖224頂蓋的三維實體造型買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985132、手把體手把體是單體液壓支柱上唯一的一個可用手抓住的零件，對搬運、支設、移動支柱非常重要。手把體內裝有防塵圈、導向環(huán)。它通過手把體連接鋼絲與油缸相連接，能繞油缸自由轉動便于操作和搬運。圖225手把體圖226手把體三維實體造型圖應用PRO/E制作手把體的過程買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098514（1）打開PRO/E軟件，點擊新建，彈出下圖所示對話框，在名稱出輸入SHOUBATI，然后單擊確定。（2）單擊確定后，出現(xiàn)下圖所示界面單擊插入旋轉，再單擊草繪工具，選擇要旋轉的平面后再單擊草繪，進入草繪界面。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098515（3）先畫兩條中心線，在用畫直線工具按照尺寸進行畫圖，在利用倒圓角工具倒角，同時約束對稱與相等。然后單擊右側的按鈕。最后再單擊按鈕，如下圖所示。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098516（4）手柄部位的繪制是利用拉伸的方法，圖形如下，單擊右側的按鈕。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098517進入如下界面，輸入拉伸長度130，然后再單擊按鈕。即可生成下圖所示（5）進行切除旋轉，選取使用先前草繪平面，開始草繪，畫出如下圖所買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098518示。單擊右側的按鈕，進入切除旋轉界面，然后再單擊按鈕。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098519（6）利用切除拉伸以及鏡像工具，對手柄部位進行修改，如下圖所示。（7）單擊倒圓角按鈕，對手把體的一些銳角邊進行倒圓角。（8）以手柄的左側面為繪圖平面，用切除拉伸的方法繪制安裝安全標的買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098520槽體。如下圖單擊右側的按鈕，進入切除旋轉界面，輸入切除長度2，然后再單擊按鈕。即可生成如下圖所示的手把體。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985213、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。它通過底座連接鋼絲與油缸相連接。結構形式如圖227所示。圖227底座體買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098522圖228底座體三維實體造型4、活塞活塞是支柱的活柱體和液壓缸之間密封的零件，當支柱受力時承受一定的載荷和彎矩?；钊涎b有Y形密封圈、皮碗防擠圈、活塞導向環(huán)、O形密封圈、活塞防擠圈等。它通過活塞連接鋼絲與活柱體相連接。活塞起活柱導向和油缸密封作用。如圖所示圖229活塞活塞根據(jù)密封裝置形式來選用其結構形式，而密封裝置則按工作壓力、環(huán)境、介質等條件來選定。材料活塞材料一般不同于缸筒的材料，選用45鋼。加工要求活塞的寬度尺寸，可根據(jù)密封結構形式來確定；（1）活塞外徑D對內孔D1的徑向跳動公差值，按7、8級精度選取。（2）端面T對內孔D1的垂直度公差值，按7級精度選取。（3）外徑D的圓柱度公差值，按9、10、11級精度選取。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098523圖2210活塞三維實體造型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。柱頭的結構形式如下圖所示。圖2211柱頭買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098524圖2212柱頭三維實體造型323活柱體與油缸1、活柱體活柱體是支柱上部承載桿件。如圖所示圖2213活柱體買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985252、油缸油缸是支柱下部承載桿件。如圖所示圖2214油缸（1）主要技術要求有足夠的強度，能長期承受最高工作壓力以及短期動態(tài)試驗壓力而不會產(chǎn)生永久變形。有足夠的剛度，能承受活柱側向力，而不至于產(chǎn)生彎曲。內表面在活塞密封件及導向環(huán)的摩擦力作用下，能長期工作，且磨損少，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27SIMN。（3）缸筒的計算立柱的工作阻力，缸內壓力，缸筒內徑之間的關系為PD22P4式中P缸筒內壓力N/MM2D2缸筒內徑MM買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098526P立柱工作阻力KNKB則P初撐力工作阻力RBPK式中PR乳化液泵的工作壓力KB一般在052078之間KB0522038初撐力KB工作阻力052300157103KN預算缸徑尺寸和缸壁厚度缸筒內壓力為P382MPA24PD3201式中P立柱工作阻力300KND2缸筒內徑100MM缸筒材料為27SIMN無縫鋼管，S83385MPA20751LD5559MPASN8351缸壁厚度為2D043P15982131MM考慮到缸口要車槽口和臺階，所以選用缸壁厚度為7MM。（4）缸筒的加工要求缸筒內徑采用H8、H9配合；缸筒內徑D的圓度公差值可按9、10、11級精度選取，圓柱度公差買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098527值可按8級選取；缸筒端面T的垂直度公差值可按7級精度選取。33單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。項目類別名稱規(guī)格材料數(shù)量備注單體液壓支柱Y形密封圈防塵圈O形密封圈活柱導向環(huán)活塞導向環(huán)皮碗防掎圈活塞防掎圈底座防掎圈10031803197102599410259942258015251001525P228丁腈橡膠P228丁腈橡膠P229P229聚甲醛聚甲醛聚甲醛聚甲醛聚甲醛11111111外徑高厚外徑高厚外徑高厚（不切口）外徑高厚外徑高厚三O形密封圈4235P229P229P229211其中大流量三買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098528用閥安全閥墊卸載閥墊單向閥閥墊28351319622735143WS520QJ55111WS520QJ55111P907111用閥的安全閥部分，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圈，故它在安裝時應該放在O形密封圈或Y形密封圈的低壓一側。防塵圈的作用是緊抱單體液壓支柱的活柱，在支柱升降時防止煤粉進入液壓缸。Y形密封圈是單體液壓支柱的活柱通過活塞和支柱油缸密封的關鍵零件，又是支柱在承載時的承壓件。同時在支柱回柱時，它又能使支柱的活柱快速回縮而達到回收的目的。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098529第4章單體液壓支柱結構及尺寸的驗算41已知設計參數(shù)（1）立柱初撐力P1157KN（2）立柱工作阻力P300KN（3）油缸外徑D0114MM油缸內徑D100MM（4）活柱外徑D195MM活柱內徑D278MM（5）支柱最大高度2000MM支柱最小高度1240MM液壓行程760MM42油缸穩(wěn)定性的驗算驗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PKP即PK2106JMNL21KPJ式中PK穩(wěn)定的極限力P最大工作阻力J1活塞桿斷面慣性矩買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098530218106MM4416DJJ2缸體斷面慣性矩338106MM4406D根據(jù)12及09查極限計算圖得21J21L164KPJ立柱穩(wěn)定性的極限力為PK2106JMN立柱的最大工作阻力P300KNPK可滿足穩(wěn)定條件上述PK值僅當活塞桿頭部距離在載荷下發(fā)生最大撓度處的距X時才適用LX228022806555MM1JP632810L43活塞桿的強度驗算1、在承受同心最大載荷情況下油缸的初撓度11027MM1212COSLGLAP式中活塞桿與導向套處的最大配合間隙025CM11活塞桿全部外伸時，導向套前端至活塞末端間距A買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098531151MMA活塞和油缸的最大配合間隙0355MM22活塞桿全部外伸時，活塞桿頭部銷孔至油缸尾部銷孔L間距1971MM12立柱總重415KGGG油缸軸線與水平面的交角832、油缸的最大撓度當，時5D12L121KLT式中0810311PKEJ041032210811573TGKL0422E鋼的彈性模量E21105MPA3、活塞桿的合成應力896MPADXPLAW合買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098532式中A活塞桿的斷面積23087MM2214ADW活塞桿的斷面模數(shù)375645MM232W安全402SNN合活塞桿材料為45鋼360MPAS一般最小取14N44缸體強度驗算油缸壁厚驗算時，按中等壁厚缸體公式計算1043225SDSPC式中P油缸內工作壓力P382MPAC計入管壁公差及侵蝕的附加厚度，一般取C2MM強度系數(shù)，當無縫鋼管時1缸壁厚，取225MMB缸體材料，27SIMN無縫鋼管B980MPA買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098533許用安全系數(shù)，一般在355范圍內選取N把上列公式化為38210529762SPDCMPA104BNN4BN買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098534裝配圖的三維實體造型買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098535濟性分析本設計采用防倒頂蓋作為單體液壓支柱的頂蓋，使其更使用于大傾角的開采煤層中。其不僅能達到通用頂蓋的各項功能，更能適應急傾斜煤層的使用，同時，還保證了工作人員的安全問題。防倒式頂蓋的另一優(yōu)點是節(jié)省人力資源。通過它特有的楔卡裝置，使用安全、簡潔、方便。其獨特的拆裝方式，可以減少一半的井下支護人員。本次設計還采用了PRO/E畫圖軟件，大大改善了使用者對該產(chǎn)品的感觀認識，省去了人們看實物的麻煩，它可以把產(chǎn)品的三維實體造型圖形象的展現(xiàn)在人們面前。使使用者不用通過看產(chǎn)品就能對產(chǎn)品有更進一步的了解與認識。PRO/E的參數(shù)化設計更可以為設計者節(jié)省時間，且修改方便，比傳統(tǒng)的畫圖軟件使用起來更省時、省力，是現(xiàn)代設計軟件中的首選工具。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098536結論單體液壓支柱是礦山機械中不可缺少的部分，它在支護作業(yè)中起著致關重要的作用。當今采礦工業(yè)中，安全問題不可忽視。而保證安全性環(huán)境的關鍵所在就是單體液壓支柱的支護作用，尤其是在大傾角煤層中。因此，本次設計就是針對大傾角煤層而進行的。主要的改進部位是頂蓋部分，防倒式頂蓋通過楔卡以及其獨特的安裝與使用形式，解決了通用式單體液壓支柱出現(xiàn)的一些問題。計算機制圖的改進也是本次設計的重要問題之一，使用PRO/E軟件制圖，其優(yōu)點很多，比傳統(tǒng)的CAD制圖的立體感強，且它獨特的參數(shù)化更方便設計者進行繪制與修改。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098537致謝經(jīng)過近四個月的畢業(yè)設計，使我對所學專業(yè)課有了更深刻的認識，讓我接觸、學習了從未涉及的領域。認識到了機械自動化技術對于社會發(fā)展起著舉足輕重的作用。我也從中找到自己感興趣的方面，激發(fā)了自己的學習熱情。在本設計中我通過網(wǎng)絡、圖書館等渠道翻閱了不少有關設計方面的資料，學到了很多以前沒有學到的東西，同時也感覺到我們所學的知識對于以后的工作來說遠遠不夠用。還不能完全獨立完成某一項目，其間我受益最大的是我有了自己一套分析和解決問題的能力。能夠順利完成這次設計，離不開邵芝梅老師等幾位機設教研室老師們的辛勤指導，為了我們弄懂每一個設計環(huán)節(jié)，邵老師不厭其煩的給我們講解與指導，直到我們徹底消化為止。從她身上我學到的不光是專業(yè)知識，而且還有一絲不茍、無私奉獻的精神。在此，我向他們表示真誠的謝意。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098538參考文獻1張家鑒陳享文伊長德液壓支架煤炭工業(yè)出版社199232趙宏珠綜采面礦壓與液壓支架設計中國礦業(yè)學院出版社1987113陳相山等煤礦支護產(chǎn)品實用手冊煤炭工業(yè)出版社1998124張繼春楊建國裝配設計與運動仿真及PRO/E實現(xiàn)國防工業(yè)出版社200615孫江宏黃小龍PRO/E2001虛擬設計與裝配中國鐵道出版社20033買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098539附錄一外注式單體液壓支柱使用維護說明書一、用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，也可單獨做點柱用，供煤礦一般機械化工作面支護頂板，或供綜合機械化工作面作端頭支護及其他臨時性支護。二、使用范圍外注式支柱使用于下列煤層條件（1）煤層傾角大于2535的急傾斜回采工作面。（2）煤層頂、底板條件工作阻力為300KN的支柱，底板抗壓入強度應為28MP以上。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，應采取“穿鞋”或加大底座等措施。適用于一人工作時進行支護作業(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構造較復雜的條件下使用時，應采取安全措施。在煤質較軟的爆破采煤工作面使用時，應對活柱體外表面采取保護措施，以防崩壞。且不能當貼幫柱用。本支柱不宜使用在下列條件的工作面（1）煤質較硬的炮采工作面，以及周期來壓特別強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。（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。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098540三、技術特征支柱型號組成和排列方式如下技術要求1復位彈簧安裝需有予緊力。2手把體應轉動靈活。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成對接形式，槽口（活塞處除外）用火漆或油膩子封口，以防煤塵進入。4在手把體銑平面處打鋼字（用10號字）口口口口口/口口口年月制造號5組裝完成。頂蓋，手把體表面涂黑漆。修改序號補充特征代號油缸內徑，M額定工作阻力，最大高度，第二特征代號第一特征代號產(chǎn)品類型代號類型及特征代號用漢語拼音大寫字母表示D表示單體液壓支柱，第一特征代號中N表示內注式支柱；W表示外注式支柱。第二特征代號中S代表雙伸縮，無字母代表單伸縮，Q代表輕合金。主參數(shù)用阿拉伯數(shù)字表示；補充特征代號一般不用。修改序號用加括號的大寫拼音字母（A）、（B）、（C）表示，用來區(qū)分類型、主參數(shù)、特征代號均相同的不同產(chǎn)品。四、支柱的拆裝和試驗1、三用閥的組裝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）六角導向套的組裝買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098541把安全閥墊裝入六角導向套中，要裝到底，并檢查安全閥墊工作面是否平整。在閥座和六角導向套接觸時，閥墊壓縮量應控制在015025MM。（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，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，閥針端面不應露出閥座端面，并檢查運動是否靈活，再轉入閥套內，然后將連接螺桿擰入閥套并擰緊。用鑷子將六角導向套裝入閥套內，檢查六角導向套軸向運動是否靈活，應無卡阻，然后裝入8鋼球、彈簧座、安全閥彈簧，用調壓工具擰緊調壓螺絲。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，需根據(jù)礦用單體液壓支柱（MT11293）中的有關規(guī)定對其進行調壓和試驗。安全閥的開啟壓力調定是用調壓工具調整調壓螺絲的進退來實現(xiàn)的。調好安全閥應涂上M10乳化劑封存。2、支柱組裝1）組裝前的準備（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緊靠O型密封圈的低壓側。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098542（4）把Y形密封圈、防擠圈和導向環(huán)安裝在活塞上，注意活塞導向環(huán)外徑應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，然后取下O形密封圈，將限位鋼絲圈涂油裝在活柱上，并測量限位鋼絲圈的外徑（應比油缸的外徑小05MM以上）。（3）將活塞裝入活柱。（4）把復位彈簧掛在活柱體中。3）支柱整體組裝（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（1）除油缸、底座等裸露表面及電鍍外，所有連接配合部分及活柱外圓均應涂防銹油。（2）裝配底座時應將防擠圈切口背向穿鋼絲槽口，在打入底座時應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子封死。（4）支柱組裝時，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輸過程中不允許隨意摔砸。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985433、支柱的拆卸支柱的拆卸可按裝配相反的工序進行，但應注意；（1）底座的拆卸應用活柱頂出。（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）拆卸活塞時應使用卸活塞工具，用撞塊沖擊數(shù)次剪斷O形密封圈即可取出活塞。4、試驗支柱及三用閥組裝完畢后，應按照礦用單體液壓支柱（MT11293）中的有關規(guī)定進行試驗，合格后方可下井。五、使用注意事項（1）首先,應根據(jù)工作面采高，選擇合適的支柱規(guī)格；根據(jù)工作面頂板壓力大小，確定合理的支護密度。2支柱必須達到出廠試驗要求或維修質量標準，方可下井使用到礦的新支柱，也必須經(jīng)過檢查復試合格,才能下井使用。3檢查乳化液泵機械電氣部分是否正常,油箱乳化液是否夠用，濃度是夠合適。啟動乳化液泵，待泵各部運轉正常，供液壓力達到泵站額定工作壓力時方可向工作面供液。（4）將支柱移至預定支設地點后，先用注液槍沖洗注油閥體，然后將注液槍插入三用閥中并用鎖緊套連接好。（5）支柱第一次使用前，應先升、降柱一次（最大行程），以排凈缸體內空氣，之后才能正常使用。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098544（6）支設支柱時，應注意下列四點支柱應垂直于頂、底板，支設在金屬鉸接頂梁下面，并有一定的迎山角，使支柱處于垂直受力狀態(tài)且不易推倒。三用閥的單向閥應朝采空區(qū)方向或下順槽，以利安全回柱。支柱與工作面運輸機械應有適當?shù)木嚯x，避免采煤機撞倒支柱或撞壞油缸、手把體和三用閥。支柱頂蓋的四爪應卡在頂梁花邊槽上，不允許將四爪頂在頂梁上或頂梁接頭處。支柱配合木頂梁使用或做點柱用時，應更換頂蓋（換成不帶爪子的