立柱千斤顶工作特性仿真计算及刚度校核说明书.doc

中国矿业大学2007届本科毕业设计第1页第1章前言.11.1立柱设计的意义11.2国内外研究现状31.2.1结构和功能31.2.2设计手段和方法41.2.3标准和试验要求方面41.2.4操作与控制技术51.2.5制造工艺51.2.6其他差别51.3以往立柱千斤顶设计过程存在的问题61.3.1制图工作量大、效率低61.3.2图纸更改重复次数多、出错率高61.3.3尺寸更改随机性大71.3.4计算工作量大、不全面71.4立柱和千斤顶在加工、使用中存在的问题71.4.1加工中的主要问题71.4.2使用中的主要问题8第2章立柱的形式92.1液压单伸缩立柱92.2机械加长杆立柱92.3液压双伸缩立柱102.4组成立柱的主要组件、部件和零件112.4.1活柱组件122.4.2缸体部件142.4.3缸口导向套组件142.4.4接长杆组件152.4.5底阀20第3章立柱的设计和强度计算243.1立柱计算的原则243.2立柱设计243.2.1立柱缸筒内径的确定253.2.2泵站压力的确定253.2.3立柱初撑力的计算25中国矿业大学2007届本科毕业设计第2页3.2.4立柱工作阻力的计算253.2.5立柱缸筒壁厚的计算263.3立柱强度验算263.3.1立柱缸筒强度验算263.4一级缸的相关计算283.4.1一级缸的相关计算283.4.2一级缸壁厚的计算283.5一级缸的强度验算283.5.1一级缸的强度验算283.6二级缸的相关计算293.6.1二级缸的外径的确定293.7各杆的长度确定29第4章立柱的受力分析和验算314.1立柱的各段受力分析314.1.1活柱受力分析314.1.2中缸受力分析324.1.3外缸受力分析334.1.4强度校核条件344.2立柱的刚度分析344.2.1立柱平衡微分方程344.2.2边界条件和衔接条件354.2.3立柱各段最大弯矩计算364.2.4油缸折线夹角1、2的确定364.2.5稳定性校核37第5章基于Matlab软件的中缸的受力分析43第6章立柱结构合理化506.1柱塞密封结构506.2SH山形密封圈与配套使用的SHJ型活塞导向环506.3缸口的连接536.4统一焊缝坡口形式及尺寸536.5解决缸口漏夜536.6导向套结构改进536.7简化立柱结构546.8提高标准化、系列化和通用水平54中国矿业大学2007届本科毕业设计第3页6.9加大进回液孔径546.10加大连接销轴直径54参考文献55致谢56附录57摘要20世纪以来，在新技术革命的带动下，煤矿开采技术与装备迅速发展。先进采煤国家积极应用机电一体化和自动化技术，研制开发了高生产能力、高性能的开采技术装备，广泛应用计算机技术实现了矿井生产过程自动化控制，实现了矿井的高产高效生产。采煤机械化是煤炭工业增加产量、提高劳动效率、改善劳动条件、保障安全生产的必要技术手段。综合机械化采煤工作面的装备采煤机、液压支架和刮板输送机为代表。液压支架是综采工作面的重要支护设备，其投资约占综采工作面成套设备总投资的70左右，其主要作用是支护顶板、维护安全作业空间，同时要推移工作面输送机和采煤机。立柱是液压支架的关键部件，其性能直接决定液压支架的支护能力，随着液压支架向大工作阻力方向发展，立柱也向大缸径、高可靠性发展。为适应市场发展的速度，目前急需一种新的技术来辅助立柱设计，以达到加快设计进度、减小计算工作量的目的，并能模拟实验状态自动校核安全系数。通过本课题的研究，简化了立柱设计、校核、制造流程，提高了设计效率和缩短加工制造过程，提高新产品开发速度及应变能力，增强产品可靠性，进而为企业创造更大效益，从而提升企业的竞争力。关键词：采煤机械化液压支架立柱AbstractSincethe20thcentury,thenewtechnologyrevolution,alongwiththecoalminingtechnologyandequipment,rapiddevelopment.Miningactivelyadvancedmechanical-electricalintegration,andapplicationofautomationtechnology,wedevelopedahighproductioncapacity,high-performanceminingtechnologyandequipment,extensiveapplicationofcomputertechnologytoachieveamineproductionprocessautomationcontrol,achievea中国矿业大学2007届本科毕业设计第4页highyieldandefficientmineproduction.Miningmechanizationofthecoalindustrytoincreaseproduction,improvelaborproductivity,improvedworkingconditions,Productionofsecuritynecessarytechnicalmeans.Comprehensivemechanizedcoalfaceequipment-Shearer,hydraulicsupportandscraperconveyorrepresented.Hydraulicsupportistheimportantshoringequipmentinmechanismexcavatingworkface,anditsinvestmentoccupyaround70%offullsetofintegratedmatchingequipments,andthemainfunctionisshoringrooffloor,maintainingsafetyoperationspace,meanwhileadvancingtransporterandshearer.Legisthemaincomponentpartofhydraulicsupport,anditsfunctioncandirectlydeterminetheshoringcapacityofhydraulicsupport,withthedevelopmentdirectiontolargeworkingresistance,sothatlegsbecometobewithmoreandmorelargecylinderdiameter,highdependability.Inordertoadaptthequickmarketdevelopmentspeed,onenewassistant,designtechnologyisneeded,sotoachievethepurposeofexpeditingdesignspeed,reducingthecalculationwork,alsosimulatingautomaticsafetyfactorcheckingwhenatteststate.Thepassageofthisissue,thecolumntosimplifythedesign,verification,manufacturingprocessesandimprovetheefficiencyofthedesignprocessandreducethemanufacturingprocess,thedevelopmentofnewproductstoenhancethespeedandresponsecapability,enhanceproductreliability,andproceedtocreategreaterefficiency,therebyenhancingthecompetitivenessofenterprises.KeyWords:MiningmechanizationHydraulicSupportLeg