新型内循环外加载单体液压支柱.pdf
④ 『 2 0 0 0年第 l 0 , ⋯⋯’’、 试验 研究 ~⋯⋯‘。, 文章编号 l ∞3 0 7 9 4 c 2 0 ∞ 1 1 0 - o 3 0 9 - 0 2 新型内循环外加载单体液压支柱 襄27 1000 I 一 一 l J J, 山 东 煤 矿 泰 安 机 械 厂 , 山 东 泰 安 ’ ~正 , , 摘要 介绍了新型 内循环外加栽单体液压 支柱的工作原理 、 结构特点及主要技术参数 , 并时 手动加栽泵进行了参数设计。 关 键词 鎏垦墨 生; 堡堡 苎 塑 中国号 T D 3 5 5 . 3 1 前言 新型 WD Z型内循环外加载单体液压支柱是在 总结 D Z型外注式单体液压支柱和 N D Z型内注式单 体液压支柱结构的基础上发展起来的。 这种单体支柱是 由支柱主体车身和所配套的手 动加载泵 以下简称加载泵 2部分组成 , 使用起来 简单灵活, 1 台加载泵可以分别为多根支柱加载 , 对 于煤矿井下工作面的顶板支护、 工作面局部支护 匕 上 及无大型乳化液泵站处的临时支护都具有非常现实 的意 义。 2 技术参数 以 wD z l 2 3 0 / 1 0 0型单体支柱为例 , 其主要技 术参数见表 1 。 表 1 主要技术参数 T a b. 1 M I Ij o rt e c h I I i e a l瑾哪I e t e r s 特征 参数 额定工作压力/ k N 韧撑力/ k N 最大高度/ Wn 最小高度/ w Ⅱ l 】 行 程/ w Ⅱ l】 工作舟 瘦 泵的排量/ m L- 敬 ’ 泵的最大{ 盘 出压力/ 枷 泵的行程/ m m 手柄操作力/ N 3 0 0 7 8 51 1 8 l瑚 8 5 0 3 5 0 台 Ⅲ0乳化刺 3 % 一s %的乳化液 低压数理论排 量为 4 4 0 高压级理论排量为 1 1 低压镊 D . 5 一O . ’ 高压缎 l 01 s 4 4 2 5 0 3结构厦工作原理 W D Z型内循环外加载单体液压支柱结构如图 l 所示 , 其工作原理如下。 1 升柱将加载泵的吸、 排液接口用高压胶管 分别接支柱的吸、 注液 口3 和 4 , 摇动加载泵手柄 8 , 支柱上活柱上腔 B的乳化液通过 吸液胶管 、 吸液单 向阕 a 或 a 进入加载泵的 E或 D腔, 然后经泵加压 后从排液单向阎 b或 b , 排液胶管, 注液 口 中间管 进人支柱 A腔 , 使 活柱升起 。反复摇动手柄, 则活 柱不断升起, 直到接触顶板, 完成升柱过程。 2 初撑活柱接触顶板后, 继续摇动手柄 使 吸液 口 a 和 a 均反向打开 , 泵的低压级卸荷 , 只有高 压柱塞工作 , 此时泵高压 柱塞通过高压吸液阀 C从 E腔吸液 , 经高压排液阗 d排液 , 再经排掖胶管 , 使 支柱 A腔压力升高 , 直到 支柱达到初撑力完成初撑 过程。 3 承载溢流 当支柱达到 预定的初撑力之后 , 操作加载泵的卸载阀 r , 将胶管 中的压力卸 掉。拆 离支柱的吸注液接 口, 此时加载泵即可为其他支柱 服务。聩工作面的推进 工作面顶板作 用在支柱上 的载荷逐渐增加, 当顶板对支柱的压力达到额定工 作阻力 3 0 0 k N时, 支柱的安全阀 h开启, 液体溢流 至 B腔 , 使支柱 A腔压力 下降、 支柱稍许下缩 当支 柱所受载荷低于额定工作阻力 时, 安全阀 h 关闭 , 液 体停止溢流。因此 , 使支柱保持恒阻承载工作状态。 4 卸载回柱 当需要回柱时 , 将卸载手柄插人 三用阀卸载孔中, 转动手柄 , 打开三用阀中的卸载阀 f , 使 A腔的液体经中心管、 卸载阎流回 B腔, 支柱在 自重作用下 , 回缔完成回拄过程。 圈 1 液压支柱结构 原理 F i g . 1 s l nl c p n dp l e o f h y d i c p r o p l 顶盖2 缸 悼3 4 注液口5 话奄6 高压拄蔫1 沂牵杆 8 加载泵 f柄9 中心 杵l 0 排 渡 管1 1 .啦 管1 2 .卸载 手柄 支柱 下腔B 支 桂上脖C 高帕 袱 阀D、 加鼓 泵 腔a 、 暖液单向问b b 排维单向问d 高 } 乖 浓阀f 、 r . 卸 载I j j h 支 柱安 阀 4 主要特点 1 比 D Z型单体支 柱增加 了一个 中心管, 活塞 改为封闭式结构 , 油缸的内腔分隔成蓄液腔和高压 维普资讯 ∞ / t e l O 煤 矿 机 械 2 0 0 0年第 l o 期 腔 2部分, 充分利用了油缸的有效容积。 2 采用了 N D Z型单体 支柱的回液形式 , 支 柱 在卸载时液体流回油缸内的蓄液腔。 3 取消了 D Z型单体支柱在支护时的大型乳 化液泵站 , 而改用小型的手动加载泵的形式。 4 与 N D Z型支柱相比, 简化了内部结构 N D Z 型一根支柱内带一个泵 , 使 wD z内循环外加载制 造工艺简单, 重量减轻 , 安装维修方便 , 并且多数密 封件与 D Z型、 N D Z型通 用, 部分 零部 件与 D Z型 、 N D Z型支柱通用。 5 手动加载菜的参数设计 1 高压吸、 排液阀 ① 取wD z型支柱初撑力 1 1 8 k N, 支柱缸径 d为 l 0 0 r r m, 则加载泵高压最大输出压力 P M J M 式中 一初撑力, N; A 支柱缸径面积 , r r ; 一 支柱缸径 , r r 吼。 ②根据结构及有关资料设定 , 取高压柱塞缸径 为 l 8 r r m, 行程 4 4 r m , 则 p {d 2 L 0 . 0 1 1 L / 次 按摇动 3 0次/ m i n , 则公称流量 Q _ 0 . o 1 1 X 3 0 0 . 3 3 L / ra i n 式中 p 柱塞变动一次的流量 , L ; d 柱塞直径, d m; £ 柱塞 的行 程 , d m。 ③取液体流速 e 2m / s , 则进出油口直径 d ≥ 厂 0 . 4 6 3 / 1 . 8 8m m 。 ④球阀在开始移动时, 液压作用力 Fk q 1 4 2 Pk ql 号 4 2 o . 0 5 o .6 3 N F 4 2 P k 号 4 o . 3 3 .7 8 N 式 中 D 广阀座 内孔直 径 , D 4 mm; F b 1 高压吸液阀在开始移动时液压作用 力 , N; F 高压排液阀在开始移动时液压作用 力 , N; P k q l 低开启压力 , 取 P k 口 l 0 . 0 5 M P a ; p 高开启压力 , 取 P 0 . 3 MP a 。 2 柱塞油缸强度计算 按厚壁筒公式计算油缸壁厚 ≥号 √ 萼 、 _ 1 3 . 4 67 1 1 3 一 . 2 2. 5 ⋯ “ 式 中 D 一 柱塞 油缸直 径 , 取 D1 8 m m; [ 卜~ 柱塞材料的许用应力, 取[ d ] 7 1 M P a ; p 一最大安全压力 , p 2 2 . 5 M P a 。 6 结语 wD z型内循环外加载单体液压支柱 的研制成 功 , 为我国煤炭井下支护产品叉多丁一品种, 它对我 国江南一带复杂煤层的开采有着 比较广泛应用前 景。特别是当前对减少井下水 的污染, 保护有效的 水资源, 降低高档普采的费用等方面有着十分 明显 的作用。 参考文献 [ 1 ] 宋鸿尧 . { 瘦 压阀设计与计算I n]北京 机械工- l 出版社, 1 9 8 2 [ 2 ] 林建亚. 何存只{ 瘦 压元件[ M . 北京 机械工业tP 版杜 [ 3 ] 成太先. 等机械设计手册[ M . 北豪 化 工业出腹社 作者简 介靖树君 , 4 7岁 . 工程师 . 1 9 8 2年毕业丁山东广播电视 太学, 机 槭制造专业 . 现从事煤 矿 品机 械加工 工艺 弪T - 装 设 计 t - 作。 收稿 日期 2 0 0 0 - 0 7 1 1 A n e w s t y l e h y d r a u l i c p r o p - i n t e r n a l c i r c u l a t i o n e x t e r n a l a p p l i e d f o r c e J nfG S h j u n , WA NG We i z h u . wU Qi a g . p l n g c S lu m d o n g T a l ’ a l l C o a l M i tr e Ma c h i n e r y 呻 . T a i ’ ∞ 2 7 1 0 0 0 。 C hi Ab s t r a c t T h e a r t i c l ei n t r o d u c e sw o r k i n g p ri n c i p l e , c o n s t r u c t i o n c h a r a c t e r s , ma i nt e c h n o l o g y p a r a me t e r s o f a n e w s t v l e h y d r a u l i e p rop - i n t e rnal c i r c u l a t i o n e a t e mal a p p l i e d f o rce . a n d m a k e s d e s i g n p a r a me t e r s t o ma n u a l l o a d i n g p u mp Ke y wo r h y d r a u l i c p r o p ; p r i n c i p l e and c o n t mc t l on ; d e s i g n p 舢 t e r s 址JJ J J J 舢. . 址 , - .f 矿 用 设 备 密 闭 防 爆 壳 体 冷 却 装 置 诞 生 最近 , 兖州东方机 电有限公司研制出 了一种矿 用设备密闭防爆 壳体玲却装置 , 填补 了国内的空 白, 现已获得了专利敉 这种矿用设备密闭防爆壳体冷却装置适用于矿山井下设备的降温, 属于机械工程领域。当前, 矿山井下设备在使用过程 中产生热量 , 而且投有相应配套的降温装置 , 由于温度超过一 定限 度而 不允许继 续使用 . 为此 , 他 们开展 了此项 课题的研 究。 该 实用新型专利采用传热体作为 内壳 、 翅 片作散 热体。翅片安 装在 传热体 上, 装 置 的外壳上 部设有 进 水 口. 下部有 出 l虞口 传热体安装在设备的防爆壳体内, 发热元件紧靠或 者安装在传热体上。通过传热体 、 散热体及 流动承体 , 热 靖被 带走 , 从 而使 设备的温度降低. 达到了井下使用设备的安全指标, 具有明显的经济效益和社会效益 李剑锋供穑 维普资讯