液压推移千斤顶及液压支架的制作方法

文档序号:8056076
专利名称:液压推移千斤顶及液压支架的制作方法
技术领域
本实用新型涉及机械结构,尤其涉及一种液压推移千斤顶及液压支架。
背景技术
在采煤生产过程中,为了防止顶板冒落,维持一定的工作空间,保证工人人身安全和各项作业的顺利进行,必须对顶板进行支护,液压支架的支护性能好,强度高、移架速度快、安全性高,故常被用于对顶板进行支护,液压支架是以高压液体作为动力,由液压元件和金属构件组成的支护和控制顶板的设备,它能后实现支撑、切顶、移架和推移输送机等一
整套工序。液压支架的移架通常使用液压推移千斤顶作为动力源。液压推移千斤顶的缸体端挂在液压支架的底座上,活塞杆与推杆相连,以活塞杆的伸缩带动推杆的往返运动。液压推移千斤顶的类型有很多种,不管其以何种方式安装在液压支架上,活塞杆与推杆之间的连接原理都相同。下面以一种形式的液压支架为例,详细说明。图1为液压推移千斤顶与推杆连接的主视图,图2为图1的俯视图,结合图1 2详细说明如下液压推移千斤顶6的活塞杆1与推杆3之间通过销轴2连接,具体地,销轴2通过两个压块和两个小销轴4与推杆3连接。通常销轴2水平放置,液压推移千斤顶6则在竖直面内与水平面呈一夹角α和推杆3安装在一起,工作时推移千斤顶6通过伸缩活塞杆1来带动销轴2推拉推杆3。图3为现有技术中活塞杆的受力示意图,图4为图3的C局部放大图。下面结合图1 4详细说明现有技术中活塞杆的受力情况。液压支架在井下工作时,液压推移千斤顶6始终处于竖直面内与水平面呈夹角α的位置,但销轴2在水平面内则可以移动和转动。液压推移千斤顶6在伸出活塞杆1运作时,销轴2会在力的作用下沿水平线旋转一定角度,液压推移千斤顶6的活塞杆1与销轴2的接触面积减小,具体而言,此时活塞杆1与销轴2在接触点5处接触,如图4所示,液压推移千斤顶6给销轴2施加沿液压推移千斤顶 6轴向的推力F,推力F的作用点为接触点5,方向为垂直于销轴2的轴向,根据作用力与反作用力原理,销轴2对活塞杆1施加一反方向作用力F',力F’的方向也不通过活塞杆的中心,而是偏离在活塞杆一侧的接触点5处,对活塞杆产生一个扭矩。在活塞杆1收回时,因为相同的原理也会产生扭矩。扭矩往一侧挤压活塞杆1,时间长了容易造成活塞杆1弯曲变形,液压推移千斤顶6的缸口也同时受力产生变形。由于经常性的往一侧挤压液压推移千斤顶6,易造成液压推移千斤顶6的密封件损耗过快,密封件的损坏必将导致液压推移千斤顶6不能正常工作,而在井下作业,更换液压推移千斤顶6的密封件十分不便,实际的情况是,一旦密封件损坏,往往需要直接更换液压推移千斤顶6,从而延长设备维修的停机时间, 降低采煤生产能力。现有技术中至少存在如下问题现有的液压推移千斤顶的活塞杆与销轴的连接方式对液压推移千斤顶的损伤很大,使液压推移千斤顶的使用寿命大幅缩短
实用新型内容
[0006]本实用新型提供一种液压推移千斤顶及液压支架,用以改善液压推移千斤顶的活塞杆与销轴的连接方式,提高液压推移千斤顶的使用寿命。本实用新型提供一种液压推移千斤顶,包括缸体和活塞杆,其中所述活塞杆远离缸体的一端有销孔,所述销孔的内侧壁面母线至少包括向内凸出的圆弧线段,所述销孔的最小直径大于销轴的直径。如上所述的液压推移千斤顶,优选的是所述圆弧线段在销孔长度方向上呈对称设置。如上所述的液压推移千斤顶,优选的是所述圆弧线段两侧还包括直线段。如上所述的液压推移千斤顶,优选的是所述活塞杆为合金钢。本实用新型还提供一种液压支架,其中包括本实用新型所提供的液压推移千斤顶。本实用新型提供的液压推移千斤顶及液压支架,其液压推移千斤顶远离缸体一端有销孔,该销孔的内侧壁面母线至少包括向内凸出的圆弧线段,并且,该销孔的最小直径大于销轴的直径,销轴与销孔间的配合关系不再是销轴与直孔的配合,而是销轴与圆弧面的配合,销轴与销孔的接触点也在圆弧线段上,使用中,销轴会有一定的转动和移动,但是,销轴的转动是沿着圆弧面的,转动后的销轴与销孔的接触点仍在圆弧面上,销轴给销孔的作用力沿着接触点传递至活塞杆,该作用力的方向几乎沿着活塞杆中心线的方向,对活塞杆产生的扭矩在活塞杆的承载范围内。本实用新型提供的液压推移千斤顶和液压支架,改善了液压推移千斤顶的活塞杆与销轴的连接方式,可以提高液压推移千斤顶的使用寿命,降低生产成本。

图1为现有技术中液压推移千斤顶与推杆连接的主视图。图2为现有技术中液压推移千斤顶与推杆连接的俯视图。图3为现有技术中液压推移千斤顶活塞杆的受力示意图。图4为现有技术中液压推移千斤顶活塞杆受力的局部放大图。图5为本实用新型实施例一提供的液压推移千斤顶的销孔与销轴的连接和受力示意图。图6为本实用新型实施例三提供的液压推移千斤顶的销孔与销轴受力的局部放大图。图7为本实用新型实施例二提供的液压推移千斤顶的销孔与销轴的连接示意图。图8为本实用新型实施例三提供的液压支架上液压推移千斤顶的销孔与销轴的接触应力分析图。附图标记1-活塞杆;2-销轴;3-推杆;4-小销轴;5-接触点;6-液压推移千斤顶;7-销孔;8-圆弧线段;9-直线段。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型中的附图,对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。实施例一图5为本实用新型实施例一提供的液压推移千斤顶的销孔与销轴的连接和受力示意图,图6为图5的D局部放大图。结合图5-6对本实施例进行详细说明。本实用新型实施例提供一种液压推移千斤顶,包括缸体和活塞杆1,其中活塞杆远离缸体的一端有销孔7,销孔7的内侧壁面母线至少包括向内凸出的圆弧线段8,销孔7的最小直径大于销轴 2的直径。M点为非工作状态销轴2和销孔7的接触点,N点为工作状态销轴2和销孔7的接触点。以ZZ6400/18/38支撑掩护式液压支架的销轴和销孔连接关系为例进行说明,但不局限于此,如图6所示,工作状态时,F为销孔7施加给销轴2的作用力,F'为F的反作用力,销孔7圆弧线段8的半径为R,销轴2在所有力的综合作用下,移动L的距离,转动的角度为θ,此时,销轴2与销孔7的接触点由M点移动到N点,水平移动的距离为k,转动的角度为θ,ΖΖ6400/18/38支撑掩护式液压支架的销轴移动距离L在士Ilmm范围内,转动的角度θ在士 Γ范围内,当销轴移动的距离L达到极限Ilmm时,k的距离仍小于1mm,即,N 点几乎通过活塞杆1中心。在其他型号的液压支架中,液压推移千斤顶与水平面之间不一定存在夹角,销轴移动的范围和转动角度也因液压支架型号的不同而不同,但活塞杆和推杆之间的连接原理相同,故本实用新型实施例同样适用于其他型号的液压支架上的液压推移千斤顶。本实用新型实施例提供的液压推移千斤顶,远离缸体一端有销孔,该销孔的内侧壁面母线至少包括向内突出的圆弧线段,并且,该销孔的最小直径大于销轴的直径,具体数值根据不同型号液压支架千斤顶上连接的销轴的直径和偏移距离进行设定,销轴与销孔间的配合关系不再是销轴与直孔的配合,而是销轴与圆弧面的配合,销轴与销孔的接触点在圆弧面上,使用中,销轴会有一定的转动和移动,但是,销轴的转动是沿着圆弧面的,转动后的销轴与销孔的接触点仍在圆弧面上,销轴给销孔的作用力沿着接触点传递至活塞杆,该作用力的方向几乎沿着活塞杆中心线的方向,对活塞杆产生的扭矩在活塞杆的承载范围内。本实用新型实施例提供的液压推移千斤顶,改善了液压推移千斤顶的活塞杆与销轴的连接方式,可以大幅提高液压推移千斤顶的使用寿命,降低生产成本。在上述技术方案基础之上,优选的是,活塞杆上销孔的圆弧线段在销孔长度方向上呈对称设置,以简化销孔的加工工艺。实施例二图7为本实用新型实施例二提供的液压推移千斤顶的销孔与销轴的连接示意图。 本实施例在上述实施例的技术方案基础之上,如图7所示,进一步地,活塞杆1销孔7的圆弧线段8两侧还包括直线段9。实际工艺中,销孔7的向内凸出的圆弧加工工艺复杂,销孔7与销轴2的接触点主要集中在圆弧线段8的中心处,因此,在圆弧线段8的两侧,可以加工为直线段9,不会影响销孔7与销轴2的连接结构。作为本实用新型的优选实施例,液压推移千斤顶的活塞杆为合金钢,合金钢硬度好,耐磨,为进一步提供销孔的抗磨性能,还可以对销孔进行淬火处理。实施例三本实用新型实施例还提供一种液压支架,其中,包括本实用新型任意实施例提供的液压推移千斤顶。销轴与销孔接触处会产生接触应力,下面对液压支架上的液压推移千斤顶进行强度校核,销轴和销孔的接触应力分析如图8所示,F为销孔施加给销轴的作用力,F'为F的反作用力。本实施例以销孔和销轴相互作用力较大的ZZ6400/18/38支撑掩护式液压支架为例进行说明,但并不仅限于此,已知销轴材质为30CrMnTi,活塞杆材质为27SiMn,推移千斤顶的额定推力为713KN,额定拉力396KN,销轴直径为60mm。当半径为R1、R2的两曲面物体相互接触时,在压力F的作用下,形成一个椭圆形接触面积,由弹性力学赫兹公式得
A2 +1-/ 2 a =——χ
4
3F E1 E2
IRl R2
式中=EpE2——为两球体材料的弹性模量; μ ρ μ 2—为两球体材料的泊松比, 取综合曲率半径为R,则根据销孔和销轴的材质,得到各自的弹性模量和泊松比[0046]E1 = E2 = E = 206,μ i = μ 2 = μ = 0· 3,则接触应力
Aff2σΗ= 0.388^—本实施例提供的液压支架中,销孔与销轴的接触可看作球体与平面接触,即& = ⑴,则R = R1 = 35mm,取Fmax = 713KN,销轴材质为30CrMnTi,其许用应力[σ ]为130MPa代入上式计算得σHmax = 113MPa ^ [σ]S卩,销轴与销孔接触处的最大接触应力小于其许用应力,故本实用新型实施例提供的液压支架可正常使用。本实施例提供的液压支架,由于使用了本实用新型任意实施例提供的液压推移千斤顶,销孔与销轴的连接方式得到了改善,活塞杆受到的扭矩大大减小,避免了由于扭矩过大产生的推移千斤顶的活塞杆弯曲变形、缸口受力变形、密封件受挤损耗过快等现象,延长了推移千斤顶的使用寿命,降低了更换液压推移千斤顶的成本。[0052] 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制; 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种液压推移千斤顶,包括缸体和活塞杆,其特征在于所述活塞杆远离所述缸体的一端有销孔,所述销孔的内侧壁面母线至少包括向内凸出的圆弧线段,所述销孔的最小直径大于销轴的直径。
2.根据权利要求1所述的液压推移千斤顶,其特征在于所述圆弧线段在销孔长度方向上呈对称设置。
3.根据权利要求1或2所述的液压推移千斤顶,其特征在于所述圆弧线段两侧还包括直线段。
4.根据权利要求1或2所述的液压推移千斤顶,其特征在于所述活塞杆为合金钢。
5.一种液压支架,其特征在于包括权利要求1-4任一所述的液压推移千斤顶。
专利摘要本实用新型公开了一种液压推移千斤顶及液压支架,该液压推移千斤顶包括缸体和活塞杆,其中所述活塞杆远离缸体的一端有销孔,所述销孔的内侧壁面母线至少包括向内凸出的圆弧线段,所述销孔的最小直径大于销轴的直径。本实用新型提供的液压推移千斤顶和液压支架,改善了液压推移千斤顶的活塞杆与销轴的连接方式,可以提高液压推移千斤顶的使用寿命,降低生产成本。
文档编号B66F3/25GK201990432SQ201120076999
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日
发明者李素娟, 汤文革, 王积登 申请人:淮南矿业(集团)有限责任公司, 淮南郑煤机舜立机械有限公司
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