伸缩式两级液压缸设计简述.pdf

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1、万方数据伸缩式两级液压缸设计筒述张福昌王龙(安徽山河矿业装备股份有限公司，安徽淮北235000)科技前沿脯要】互柱是液压支架支撑和承栽的主要部件，也是液压缸的一种。本文结合煤矿地下的使用工况，液压支架的工作特点，以及其他伸缩立柱装置的优钝占’的同时，认为双伸缩式立柱具有工作较平稳、工作压力大、性能可靠等优点。根据要求，对双伸缩式壶柱进行结构设计。主要介绍立柱工况分析=受参数确定。鹾键词液压支架；双伸缩式立柱；结构设计为了提高煤矿生产自动化并提高生产在支柱上增加液压缸为此缸提供了新的出路。支架上使用的液压缸也发展延伸了许多种类型，轻载，重载。单缸单作用，单缸双作用，

2、多缸单作用，多缸双作用。这里主要设计双作用伸缩液压缸。本型立柱主要用于薄煤层和大采高支架上。立柱是支架实现支撑和承载的主要部件，他直接影响支架的工作性能。立柱一般由活塞，活塞杆，缸体三部分组成。由于支架工作时，立柱承载大，而降柱力较小，故活塞杆直径均较大，常采用空心结构，以保证足够的刚度活塞一般用Y型密封圈，铜环导向，缸体底部焊接。缸体与缸盖之间用钢丝，螺纹或卡环连接。为了防止外部煤层等脏物进入缸体，在导向套上要装防尘圈。1设计简述双伸缩式立柱是一种推力液压缸。液压缸是液压系统中的执行元件，是液压系统中的核心部件，不同类型的液压缸组成零部件也不同，但其大致由缸体、

3、活塞、活塞杆、缸底、缓冲装置、排气装置、支承座以及导向、密封、防尘装置等组成。根据设计的液压缸的使用要求不同可选择设计各零部件。1．1支架的承载过程支架的承载过程是指支架与顶板之间相互力学作用的过程，包括初撑，承载增阻和恒阳三个阶段。1．1．1初撵阶段在升架过程中，当支架的顶板接触项梁，直到立柱下腔的液体压力逐渐上升到泵站工作压力时，停止供液，液控单向阀立即关闭，这一翰髟淋为支架的初撑阶段，此时支架对顶板的支撑力为初撑力支撑式支架的初撑力为：pc2jD：p6月×103式中蜮架立柱的缸径，mR一泵站的工作压力，MPa，r_-支架立柱的数量。由上式可知，支架初撑力的大

4、小取决于泵站的工作压力，立柱的缸径和立柱的数量，合理的初撑力是防止直接顶过早的因下沉而离层，减缓顶板下沉速度，增加其稳定性和保证安全生产的关键。一般采用提高泵站工作压力的方法来提高初撑力，以免缸径过大。1．12承载增阳阶段支架初撑结后，随着顶板的下沉，立柱下腔的液体压力逐渐升高，支架对顶板的支撑力也随之增大，呈现增阻状态，这一过程为支架的承载增阻阶段。1．13恒阻阶段随着顶板压力的进一步增加，立柱下腔的液体压力越来越高，当升高到安全阀的调定压力时，安全阀打开溢流，立柱下降，液体压力随之降低。当降到安全阀的调定压力时，安全阀关闭。随着顶板的继续下沉，安全阀重复这—过

5、程，又由于安全阀的作用，支架的支撑力维护在某—恒定数值上，这是支架的恒阻阶段，此时，支架对顶板的支撑力称为工作阻力，它是由支架安全阀的调定压力决定的，支撑式支架的工作石．．1阻力为：P2i见”。lu。式中只-支架妄÷全阀的调定压力，MPa其它意义同前。12立柱负栽分析瑗确定工作阻力为：P=4000KN。立柱(液压缸)负载主要包括：初撑力、摩擦阻力、惯性阳力、重力、密封阻力和背压阻力等。1)初撑力的大小是相对于工作阻力而言，并与顶板的性质有关。较大的初撑力可以使支架较快达到工作阻力，防止顶板过早的离层，增加顶板的稳定性。对于不稳定和中等稳定顶板，为了维护拥道匕方的顶

6、板，应取较高的初撑力，约为工作阻力的800／o：对于稳定顶板，初撑力不宣过大，一般不低于工作阻力的60％，对于周期来压强烈的顶板，为了避免大面积垮落对工作面的动载威胁，应取较高的初撑力。本设计选支撑掩护式支架，综合考虑取其初撑力为工作阻力的60％。所以，初定初撑力：Pc=4000x600／0=2400KN2)摩擦阻力：由于液压缸的摩擦阻力相对于初撑力很小，故可忽略不讹3)惯性阻力、重力：液压缸垂直布置，但其较重的一级缸及缸头安装在支架底座上面，且其工作时运动量很小，不属于快速往复运动型，故惯性阳力、重力可不以考虑。4)密封阻力和背压阻力：将密封阻力考虑在液压缸的机

7、械效率中去，取液压缸的胡械效率为O_90背压阻力是液压缸回油路上的阻力，初算时可不考虑，其数值在系统确定后才能定下来。13初步确定液压缸参数1)二级缸的内径和壁厚。根据受力知道，只要满足二级缸受力，则一级缸定能满足，于是由：n2三D’川M103式中：D--支架立柱的缸径，mR——泵站的工作压力，MPaⅣ——支架立柱的数量。只——撑力得：D2=41％，锄×lo_I=4×2400／(3．14X31．5×4x1000)D=155．7mm根据缸筒内径系列(GB／T2348—93)，选二级缸内径Dz=I60mm壁厚师十算：占≥尸眦D／{2．3【盯，卜3只。}式中：卜壁厚Pr

8、．丽——最