设计任务书内容
1. 支柱设计——专题部分
设计支柱总体结构，绘制支柱的总装配图1张； 支柱主要零件设计计算 ①校核支柱的稳定性；
②校核中心加载、偏心加载时油缸、活柱的强度； ③校核底座、挡环、限位台阶的强度； ④完成复位弹簧的造型设计
2. 三用阀设计
设计三用阀结构、绘制三用阀装配图； 完成主要零件设计计算； ①单向阀设计计算； ②卸载阀弹簧的造型设计； ③安全阀弹簧的设计； ④强度校核 3. 其他
绘制部分零件的零件图； 编写毕业设计计算说明书1份；
计算与说明 结果
1. 设计参数与设计规范 1.1设计参数
支柱使用M10乳化剂10%-20%的乳化液。设计参数如下：
工作载荷：25T，工作液压：318kgf/cm2，初撑力7.85T，最大高度：2540mm，最小高度：1700mm，泵站压力：100kgf/cm2，三用阀距顶梁距离：537mm。 1.2 设计规范
单体液压支柱：
支柱在最大高度时，中心加载为额定工荷的
不得失稳;
支柱在最大高度时，两端铰接，中心加载为额定工作载荷的1.5倍时，其危险断面上最大广义应力满足?0????;
支柱在最大高度时，两端铰接，同侧偏心50mm。加载为支柱的额定工作载荷时，其危险断面上的最大广义应力应小于材料许用应力； 强度校核时认为有初挠度，支柱压缩至最小高度，轴向加载为额定工作载荷的两倍时，油缸压力允许保持至安全阀关闭压力，加载5分钟，各个零件不得有任何破坏欲变形； 升柱速度大于60mm/s，降柱速度大于40mm/s 三用阀：
单向阀开启压力pk?10kgf/cm2。安全阀最大流量3L/min，安全阀最大流量时允许压力增高值为额定工作压力的25%；
支柱升柱时间Tsj?10s，降柱时间Tj<20s；卸载手把作用力
P??20kgf；在20kgf/cm2压力下，卸载阀不许渗漏。
1.5倍时，支柱
目 录
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
毕业设计
计算说明书
计算与说明 结果
第 1 章 概论
1.1我国煤层贮存状况
我国是煤炭资源最为丰富的国家，煤炭的储量和产量占世界第一位。煤炭已经成为我国所依赖的重要能源。我国的煤炭资源分布地域极广，煤层贮存状况也各式各样，主要有如下几个特点：
1、从围岩和煤层贮存的关系上来说，我国不仅有贮存在软岩顶板下的煤层和一般顶板条件下的煤层，还有赋存在坚硬顶板条件下的煤层。坚硬顶板下煤层开采难度相当大，常常有几千平方米的悬顶出现，一旦垮落即可造成严重的事故。
2、从煤层贮存的地质条件来说，由于地质条件复杂，由地壳运动而造成的被断层破坏的煤层较多。在一块煤田中，总有几条贯穿整个煤田的、大落差的断层，至于较小的断层更是层出不穷。
3、从煤层自身的贮存条件上来说，在我国境内的煤层有近水平煤层，有倾斜煤层，有急倾斜煤层，还有直立倒转的煤层；不仅有相当稳定的大片煤层，也有像我国南方的“鸡窝”状贮存煤层。
可以看出，我国是世界上煤层贮存条件最为复杂的国家。在开采的实践过程中，工程技术人员所遇到的困难和解决困难的方式是全世界绝无仅有的。近几年煤矿冒顶事故频繁发生，因此，单体液压支柱在采矿工业中是非常重要的。它保障着国家财产和人员的生命安全，尤其在大倾角煤层中，更能体现它的重要性。但通用式单体液压支柱不能满足要求，所以对其顶盖进行改进——采用防倒式顶盖。
1.2用途
外注式支柱是一种外部供液的恒阻式单体液压支柱。它可与金属顶梁配套使用，也可单独做点柱用，供煤矿一般机械化工作面支护顶板，或供综合机械化工作面作端头支护及其他临时性支护。
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