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1、摘 要本论文所设计的是适用于大倾角煤层使用的单体液压支柱。主要目的是为了保证工作人员的安全，所谓大倾角煤层就是指煤层倾角大于25的煤层。其主要的改进部位是顶盖，由原来的通用式改为现在的防倒式。通过楔卡的安装与改进，使井下开采工作更为安全。其次，本次设计除了采用传统的绘图工具CAD画图外，还利用Pro/E进行三维实体造型，充分发挥出了Pro/E的优点，使商家与使用者对该产品在感观上有更进一步认识和了解。关键词：大倾角 顶盖 防倒式 楔卡 三维实体造型AbstractAscend and descend the horizontal move type stereoscopic stop the
2、garage to is local in recent years of newly arisen property, the solution is big, inside city car parking the difficult exit consist in constructing mechanization stereoscopic stop the garage. The main purpose of designing aim as the current parking lot the problem that exits, and design a stereosco
3、pic garage for with less place stopping putting more cars. The method depend on electrical engineering, trolley.etc. the ambulation the car regarding flat surface parking lot as the cores, and make use of the PLC to control the system to control the car the position to change into the. Consequently
4、designed 125 hardware electric circuit for ascend and descending the stereoscopic garage of horizontal move types. Combine to proceeds to this the plait, and improved the speed. That method has the widespread meaning.Want to realize this purpose, and must choose fit of contact, pass the the point to
5、 attain to make the electrical engineering the positive and negative function that turn. The heat of fit choice avoid because of the electric current after the electric appliances over big but result in of need not want to lose, and proceeds to carry the aegis. Route of travel of fit choice switch,t
6、hen attain to position the function. Introduced the every variety stereoscopic stop the garages construction, control the system and its characteristics, and give out stereoscopic stop that the garages main function index sign, combined to stand opposite the design important point to stop the garage
7、 to proceeds the analysised with study.Key words: Stereoscopic garage contact the electric appliances route of travel switch目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1我国煤层赋存状况11.2单体液压支柱发展概况21.2.1国外单体液压支柱应用简况21.2.2我国单体液压支柱的发展概况21.2.3使用单体液压支柱的突出优点21.3机械制图的改进31.3.1软件制图的发展41.3.2Pro/E软件的使用简介4第2章单体液压支柱分类62.1分类62.1.1按用途分类62.
8、1.2按升柱时工作液循环方式分类62.1.3 按材质分类62.2我国的单体液压支柱类型62.2.1外注式单体液压支柱62.2.2内注式单体液压支柱72.3国外单体液压支柱类型8第3章单体液压支柱的结构和工作原理93.1单体液压支柱的工作原理93.1.1工作介质93.1.2动力来源93.1.3降柱方式93.2单体液压支柱的结构93.2.1单体液压支柱三用阀、限位装置和复位弹簧103.2.2单体液压支柱用锻件123.2.3 活柱体与油缸253.3单体液压支柱的橡胶件和塑料件28第4章 单体液压支柱结构及尺寸的验算304.1已知设计参数304.2油缸稳定性的验算304.3活塞杆的强度验算314.4
9、缸体强度验算33经济性分析35结论36致谢37参考文献37附录138附录249第1章 绪 论1.1 我国煤层赋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。社会市场经济进一步带动了我国地方煤矿的飞速发展。现在已有几百个年产3 Mt以上的地方矿出现，形成了国有重点煤矿和地方中小型煤矿的并存局面。由于我国的煤炭资源分布地域极广，煤层赋存状况也各式各样，主要有如下几个特点：（1）从围岩和煤层赋存的关系上来说，我国不仅有赋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
10、出现，一旦垮落即可造成严重的事故。（2）从煤层自身的赋存条件上来说，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”状赋存煤层。（3）从煤层赋存的地质条件来说，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。可以看出，我国是世界上煤层赋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。1.2 单体液压支柱发展概况1.2.1 国外单体液压支柱应用简况国外主要产煤国家中，单体液压支
11、柱曾经在回采工作面广泛采用，最早研制、使用的国家（如英国）在四十年代后期就已有产品问世。其后，联邦德国、日本、波兰、苏联等国家在五十年代相继采用，如联邦德国萨尔矿区大体经历十年左右的时间在条件适应的工作面基本上全部使用。从1956年到1963年，使用单体液压支柱的产量达84.8%，五年左右时间内使用量增长了78倍。国外单体液压支柱的使用情况表明，在六十年代初期技术即达到成熟阶段。1.2.2 我国单体液压支柱的发展概况目前，我国煤矿的回采工作面支护装备，除一部分整体自移式液压支架外，主要的仍使用六十年代初期发展的摩擦式金属支柱，用这种支柱装备的回采工作面的产煤量约占百分之七十以上。六十年代初期，
12、回采工作面几乎全部使用木支架。当时开始了第一次支护技术改革，即摩擦式金属支柱配以铰接顶梁代替木支护，并经历了大约三年时间大量推广应用。其最突出的效果之一是大幅度的降低了木材消耗。与此同时，也促使人们认识到矿山支护是一门综合的技术，与岩层控制及采掘工序紧密相关，对加强顶板管理促进安全生产起着举足轻重的作用。我国在六十年代已开始了液压支柱的研究，经过一度中断后，于七十年代初继续进行研究试制工作，至七十年代末完成了工业性试验，进行了技术鉴定，现已经投入成批生产，并正在有计划的逐步进行回采支护的更新换代工作。近几年国内的大量实践证明，使用单体液压支柱有着良好的技术经济效果，适合国情，适应煤矿的具体情况
13、，是进行回采支护第二次技术改革的一个方向。1.2.3 使用单体液压支柱的突出优点1、初撑力高一般地，初撑力可以达到710t，为摩擦式金属支柱的310倍（摩擦式金属支柱用液压升柱装置时初撑力23t，不用液压升柱装置时初撑力仅1t左右）。2、恒阻的性能在较小的顶板下沉量情况下，支柱即可达到额定的工作阻力，并保持恒阻的特点（摩擦式金属支柱在顶板下沉量大，支柱下缩到100mm至400mm以上时才能达到最大工作阻力）。显然，单体液压支柱能很快达到较高的工作阻力，大大改善了顶板维护状况。3、支柱承载力均匀初撑力大与恒阻的特点，使各支柱能较均匀的承受载荷，这是优于摩擦式金属支柱的重要特点，对保持中等稳定以下
14、工作面顶板的完整是十分有利的。4、 支、撤速度快单体液压支柱的升柱与降柱，靠液压系统来完成。内注式支柱只须扳动手柄、外注式支柱用注液枪从外部注液、扳动卸载阀排液等轻微操作即可完成回撤与支设作业，其速度一般比摩擦式支柱提高一倍左右。5、 促进安全生产、降低辅助材料消耗由于初撑力高与顶板接触严实，回撤与支设速度快，控制顶板效果好，提高了工作面推进速度，冒顶事故明显减少，促进了安全生产，相应地降低了木材消耗。综上所述可以看出单体液压支柱比摩擦式金属式支柱具有明显的优点。单体液压支柱的主要缺点是：构造比较复杂，内注液式支柱结构更复杂，如果局部密封失效，即会导致整个支柱失去支撑能力；其次是维护检修量大，
15、为保证支柱安全使用，定期检修、随时更换零件量大，因而使其维护费增高。为保持每一根单体液压支柱的正常使用，每年所需的维修费用平均占支柱造价的20%左右，这比摩擦式支柱要高出若干倍。但从综合效果比较，如安全状况的改善，单产的提高，降低辅助材料的消耗，以及最终的实际支护费用降低等方面分析，单体液压支柱则有明显的优势。1.3 机械制图的改进1.3.1 软件制图的发展传统的计算机制图通常使用CAD进行二维制图，对于观察立体图有一定的缺陷。因此本次设计不仅采用了传统的CAD制图，还利用Pro/E进行了三维实体造型，充分发挥了Pro/E的优点。Pro/E是当前三维设计软件中应用比较广泛的软件之一，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。对于很多高等学校和研究机构来说，该软件是进行设计的重要辅助工具。Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，使用者可以根据自身的需要进行不同的选择，而不用安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。Pro/E采用了模
