【正文】 ：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。 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。 日本生產(chǎn)有輕合金單體液壓支柱。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 第 3章 單體液壓支柱的結(jié)構(gòu)和工作原理 單體液壓支柱的工作原理 外注式單體液壓支柱工作介質(zhì)為乳化液，回柱時乳化液排至工作面采空區(qū)。 單體液壓支柱有活柱體、油缸、三用閥、頂蓋、底座體、復(fù)位彈簧、手把體、活塞等主要零部件組成。 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 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Φ 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； 13— O 形圈Φ 13*； 14— O 形圈Φ 28*； 15— 安全閥針； 16— 安全閥墊； 17— 六角導(dǎo)向套； 18— O形圈Φ 42*； 19— 彈簧座； 20— 安全閥彈簧； 21— 調(diào)壓螺絲； 22— 右閥筒 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。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。 復(fù)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。 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(shè)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)。楔卡為“ L”形?；刂鶗r ,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。如圖所示： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 圖 防倒頂蓋結(jié)構(gòu) 1—— 楔卡 。它通過手把體連接鋼絲與油缸相連接，能繞油缸自由轉(zhuǎn)動便于操作和搬運。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 （ 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。 進入如下界面，輸入拉伸長度 130，然后再單擊 按鈕。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 （ 7）單擊 倒圓角按鈕，對手把體的一些銳角邊進行倒圓角。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 底座 底座體由底座、彈簧掛環(huán)、 O 形密封圈、防擠圈等組成。 圖 底座體 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23 圖 底座體三維實體造型 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。 如圖所示： 圖 活塞 活塞根據(jù)密封裝置形式來選用其結(jié)構(gòu)形式，而密封裝置則按工作壓力、環(huán)境、介質(zhì)河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24 等條件來選定。 （ 3）外徑 d 的圓柱度公差值，按 11 級精度選取。 圖 柱頭 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 25 圖 柱頭三維實體造型 活柱體與油缸 活柱體 活柱體是支柱上部承載桿件。 內(nèi)表面在活塞密封件及導(dǎo)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?。 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。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。 防倒式頂蓋的另一優(yōu)點是節(jié)省人力資源。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。而保證安全性環(huán)境的關(guān)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。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 36 致謝 經(jīng)過三 個 多 月的畢業(yè)設(shè)計，使我對所學(xué)專業(yè)課有了更深刻的認識，讓我接觸、學(xué)習(xí)了從未涉及的領(lǐng)域。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。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 37 參考文獻 陳享文 伊長德 液壓支架 煤炭 工業(yè)出版社 綜采面礦壓與液壓支架設(shè)計 中國 礦業(yè)學(xué)院 出版社 煤礦支護產(chǎn)品實用手冊 煤炭 工業(yè)出版社 楊建國 裝配設(shè)計與運動仿真及 Pro/E 實現(xiàn) 國防 工業(yè)出版社 黃小龍 Pro/E2021 虛擬設(shè)計與裝配 中國鐵道 出版社 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 38 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。的急傾斜回采工作面。 ③頂板冒落情況較好，冒落后不影響支柱的回收。 本支柱不宜使用在下列條件的工作面： （ 1）煤質(zhì)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 手把 體應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活。修改序號補充特征代號油缸內(nèi)徑，mm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(nèi)注式支柱； W 表示外注式支柱。 四、支柱的拆裝和試驗 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。 （ 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。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。 調(diào)好安全閥應(yīng)涂上 M10 乳化劑封存。 （ 4）把 Y形密封圈、防擠圈和導(dǎo)向環(huán)安裝在活塞上，注意活塞導(dǎo)向環(huán)外徑應(yīng)大于活塞的最大外徑。 （ 3）將活塞裝入活柱。注意使頂蓋方體軸線與柱頭閥孔軸線平行。 （ 2）裝配底座時應(yīng)將防擠圈切口背向穿鋼絲槽口，在打入底座時應(yīng)注意避免穿鋼絲槽口碰壞防擠圈。 支柱的拆卸 支柱的拆卸可按裝配相反的工序進行，但應(yīng)注意； （ 1）底座的拆卸應(yīng)用活柱頂出。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 42 五、使用注意事項 （ 1）首先 ,應(yīng)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。 （ 4）將支柱移至預(yù)定支設(shè)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。 ③支柱與工作面運輸機械應(yīng)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。注液槍卸載。若支柱被壓成“死柱”，只能采取挑頂或臥底的方法取出，不允許爆破、錘砸或絞車拉拽。頂板狀況較好時采取近距離卸載，工作人員轉(zhuǎn)動卸載手把使卸載手把呈水平位置。井下不允許存在無三用閥的支柱。需要使用工作面運輸機時，應(yīng)先在運輸機上裝滿煤，然后將支柱放在煤層上。 （ 17）短期不用的支柱，應(yīng)將柱內(nèi)液體放盡，封堵三用閥進液孔，以防贓物進入。 打開截止閥； 清理注液嘴； 檢查 Y形圈及 O形密封圈； 檢查注液槍； 清洗過濾網(wǎng)。有橡膠件，經(jīng)汽油清洗后應(yīng)迅速取出吹干，如浸汽油時間較長，會引起橡膠件變形變質(zhì)。 （ 4）支柱維修好后，應(yīng)將活柱降到底，放凈乳化液，豎直靠放，存放于空氣較清潔干燥的氣溫不低于 0℃的場所。 ④重新組裝，進行規(guī)定的各項試驗。數(shù)控系統(tǒng) 。礦井水中含有較高濃度的溶解鹽 ,是一種強烈的電解質(zhì)?？梢娀钪t層表面的某些局部出現(xiàn)腐蝕坑 ,或是大小不等的“鼓泡” ,有的蝕坑已連結(jié)成片 ,造成較大鍍鉻層脫落。 (2)由于鍍硬鉻工藝主要目的是具有高的耐磨性 ,其次才是防腐。當膨脹力大于鍍鉻層與基體表面的結(jié)合力時 ,會使電鍍層鼓起 ,并逐漸增大 ,形成“鼓泡”。這些離子溶液會穿入鍍鉻層的缺陷處 ,滲透到活柱基體上 ,產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕反應(yīng)。由于各種原因 ,多數(shù)不能保證乳化液的配比 ,有時由于沒有及時添加乳化油 ,將具有腐蝕性井下水直接注入單體液壓支柱工作腔 ,水幾乎沒有潤滑性 ,并且容易使金屬銹蝕。例如采用電鍍鋅鎳或微孔鍍鉻工藝 ,即將微孔密度增加到 1 萬個 /ｃｍ 2,大大延長了防蝕壽命。目前 ,獲得Ｎｉ Ｐ合金鍍層主要有電鍍和化學(xué)鍍 2種方法 ,電鍍法由于受電場電力線分布不均的影響 ,對工件的不規(guī)。在國外發(fā)達國家已普遍應(yīng)用 ,它具有優(yōu)良的耐腐蝕性和相對低廉的經(jīng)濟成本。 4 防止單體液壓支柱腐蝕的措施 (1)電鍍工藝化學(xué)穩(wěn)定性差、有較多的裂紋、針孔。為了防銹 ,使用含 3%～ 5%乳化油的乳化液來作為支柱的工作液。 (3)井下存在大量的瓦斯 ,還有ＳＯ 2等有害氣體。微觀的裂紋和針孔在井下易被弱酸陰離子溶液穿入 ,滲透到活柱的基體上 ,產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng) ,生成ＦｅＳ、Ｆｅ (ＯＨ )2 沉淀 ,沉淀物不能通過微小的裂紋或針孔開口處排走。由于大氣中水和氧等物質(zhì)的作用而引起的腐蝕 ,具有較高的導(dǎo)電率 ,易在金屬表面形成微電池和大電池 (宏觀電池 ),增加腐蝕的活性 ,破壞金屬表面的鈍化膜 ,形成孔蝕和縫隙腐蝕。 2 活柱表面腐蝕 活柱材料 27ＳｉＭｎ ,傳統(tǒng)的防腐方法是調(diào)質(zhì)后表面鍍硬鉻 (ＨＶ 700),使用中腐蝕是典型的局部腐蝕。 (2)因煤礦強制通風(fēng) ,井下氧氣供應(yīng)充足 ,空氣中常含有ＳＯ Ｈ 2Ｓ、ＣＯ 灰塵和瓦斯等有毒有害氣體 。 關(guān)鍵詞 :單體液壓支柱 。大修周期：支柱 2年，三用閥 1年，注液槍 1年，截止閥 3個月，過濾器 3 個月。每次檢修時，均應(yīng)詳細記錄故障情況、損壞零部件及檢修工時等項目內(nèi)容，以便統(tǒng)計支柱修復(fù)率、維修成本和維修質(zhì)量，并有利于不斷總結(jié)提高維修水平。零部件需經(jīng)汽油清洗干凈后再裝配，嚴格防止贓物 進入支柱內(nèi)腔。 常見支柱故障及排除方法 支柱的常見故障及排除方法詳見表 2。 （ 15）注液槍使用后，應(yīng)掛在支柱上，不 允許隨意亂仍，更不允許用注液槍敲打硬物。 （ 13）因工作面粉塵大，故除了替換頂蓋、三用閥外，其他零部件不允許在工作面拆裝。 頂板條件較差時應(yīng)采用遠距離卸載，即工作人員離開支柱至安全位置，拉動 卸載手把上的牽引繩使卸載手把呈水平位置，卸載閥打開，活柱下縮到可以撤出為止。 （ 11）回柱時應(yīng)嚴格遵守有關(guān)回柱安全操作規(guī)程，確保安全生產(chǎn)。 （ 8）使用中的支柱，活柱升高量已接近最小安全回柱高度時，應(yīng)及時 回撤，以免壓死。支柱配合木頂梁使用或做點柱用時，應(yīng)更換頂蓋（換成不帶爪子的柱帽）。 （ 6）支設(shè)支柱時，應(yīng)注意下列四點： ①支柱應(yīng)垂直于頂、底板，支設(shè)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。 (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。 （ 3）拆卸活塞時應(yīng)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）支柱組裝時，不允許用鐵錘敲打油缸、活塞、活柱等零件。 （ 4）裝上三用閥，并使三用閥卸載孔軸線垂直于支柱軸線。 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）將手把體套入活柱體。 （ 2）在手把體的內(nèi)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。三用閥組裝完畢之后，需根據(jù)《礦用單體液壓支柱》（ MT112— 93）中的有關(guān)規(guī)定對其進行調(diào)壓和試驗。用鑷子將六角導(dǎo)向套裝入閥套內(nèi)，檢查六角導(dǎo)向套軸向運動 是否靈活，應(yīng)無卡阻，然后裝入 ? 8 鋼球、彈簧座、安全閥彈簧，用調(diào)壓工具擰緊調(diào)壓螺絲。 （ 3）六角導(dǎo)向套的組裝 把安全閥墊裝入六 角導(dǎo)向套中，要裝到底，并檢查安全閥墊工作面是否平整。主參數(shù)用阿拉伯數(shù)字表示；補充特征代號一般不用。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。 （ 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。 ⑤在煤質(zhì)較軟的爆破采煤工作面使用時，應(yīng)對活柱體外表面采取保護措施，以防崩壞。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(yīng)采取“穿鞋”或加大底座等措施。 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 25176。從他們 身上我學(xué)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。我也從中找到自己感興趣的方面，激發(fā)了自己的學(xué)習(xí)熱情。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。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 35 結(jié)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(guān)重要的作用。其獨特的拆裝方