基于SOLIDWORKS液压支架双伸缩式立柱结构设计与仿真

前 言

毕业论文与毕业设计

毕业论文是在校大学生最后一次知识的全面检验，是对学生基本知识、基本理论和基本技能掌握与提高程度的一次总测试。大学生在学习期间，已经按照教学计划的规定，学完了公共课、基础课、专业课以及选修课等，这种考核是单科进行，考查对本门学科所学知识的记忆程度和理解程度。但毕业论文则不同，它是着重考查学生运用所学知识对某一问题进行探讨和研究的能力。写好一篇毕业论文，既要系统地掌握和运用专业知识，还要有较宽的知识面并有一定的逻辑思维能力和写作功底。这就要求学生既要具备良好的专业知识，又要有深厚的基础课和公共课知识。通过毕业论文的写作，使学生发现自己的长处和短处，以便在今后的工作中有针对性地克服缺点，也便于学校和毕业生录用单位全面地了解和考察每个学生的业务水平和工作态度，便于发现人才。同时还可以使学校全面考察了解教学质量，总结经验改进工作。

还有设计在一定程度上就是创新，可以是在原有基础上改良，即推陈出新；也可以是完全的创新，如独辟蹊径；既指新观念、新思维和新思潮，亦指新材料、新技术、新样式；它既要能满足人们不断变化的需求，更要能够引领人类的生活方式。作为未来的设计师，毕业设计的重要任务在于科学而准确地把握主题的内涵，追求卓越独特的设计创意，同时也要不断地探索新的艺术形式，为设计注入新鲜血液，丰富艺术传达中的表现手法，从而提升设计作品的表现力和感染力。

毕业设计是对即将步入社会的毕业设计能力的一次全面考核，毕业设计不是“作秀”，亦不是“走过场”，毕业设计的过程必须严格遵照科学性原则。用正确的设计理论指导设计实践，科学合理的设计方法不仅能有效地协调、组织设计过程的各个阶段和环节，而且可以大大缩短设计周期，提高设计效率。因此，进行毕业设计时，应持以科学严谨的态度和遵循科学合理的操作规范来进行，不论是实际性课题还是虚拟性课题，都要做到完整而规范，确保在生产、施工应用等各个环节的操作性和可靠性。

基于Solidworks液压支架双伸缩式立柱

结构设计与仿真（一）

摘要：1、立柱是液压支架支撑和承载的主要部件，也是液压缸的一种。2、结合煤矿地下的使用工况，液压支架的工作特点，以及其他伸缩立柱装置的优缺点的同时，认为双伸缩式立柱具有工作较平稳、工作压力大、性能可靠等优点。3、根据要求，对双伸缩式立柱进行结构设计。其中包括立柱工况分析及参数确定、主要零件结构设计与计算。在此基础上利用三维软件Solidworks对其进行零件建模、装配、运动仿真。

关键词：液压支架；双伸缩式立柱；结构设计；仿真

Sheng Lei Xu

Class 8 Grade 4 Department of Mechanical Engineering

Anhui University of Science and Technology, Huainan ,232001 ,China

Keywords:

第1章 绪 论

1液压支架简述

20世纪50年代前在国内外煤矿生产中基本上采用木支架，木顶梁或金属摩擦支柱和铰接顶梁来支护顶板。1954年英国首先研制出液压支架，通过对液压支架的逐步完善改进，进而普遍推广使用使采煤工作面采煤过程中的落煤,装煤，运煤和支护等工序全部实现了机械化。到20世纪90年代初，寻找到适合矿区资源条件的先进采煤方法，采用了放顶煤技术。随着计算机技术和自动化技术的普及应用与提高为煤矿生产自动化和提高生产提供了新的出路。

支架上使用的液压缸也发展延伸了许多种类型，轻载，重载。单缸单作用，单缸双作用，多缸单作用，多缸双作用。这里主要设计双作用伸缩液压缸。

优点：调高范围大，属液压无极调高，操作方便灵活，但结构复杂，加工要求高，成本高。本型立柱主要用于薄煤层和大采高支架上。缺点：由于本型某些缸径立柱的中缸强度裕度偏小，遇有采煤工作面基本顶压力显现强烈时中缸有时会出现鼓胀现象，损坏立柱。

2液压支架立柱特点

液压支架上的立柱实际上是推力液压缸的一种，其特点如下：

①：立柱是支架实现支撑和承载的主要部件，他直接影响支架的工作性能。因此，立柱除应具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，还必须由足够的抗压和抗弯强度，密封性好，结构简单并能适合支架的工作需要。

②立柱一般由活塞，活塞杆，缸体三部分组成。由于支架工作时，立柱承载大，

而降柱力较小，故活塞杆直径均较大，常采用空心结构，以保证足够的刚度活塞一般用Y型密封圈，铜环导向，缸体底部焊接。缸体与缸盖之间用钢丝，螺纹或卡环连接。为了防止外部煤层等脏物进入缸体，在导向套上要装防尘圈。对于单伸缩立柱，为了扩大支架的支护高度范围，可采用机械加长杆，如图1.1

图1.1带有机械加长杆的双作用伸缩式立柱

1—缸头，2—油口，3—前端盖，4—缸体，5—活塞，6—活塞杆，7—后端盖

图1.2双伸缩式立柱

1—后端盖，2，3，4，5，6，7—卡箍，内卡键，鼓型密封圈，导向环，8—下活柱，9活塞，10—缸筒，11，12，13，14—导向环，导向衬套，蕾型密封圈，防尘圈，15柱头，16底阀

③立柱的头部结构均为球形，与顶梁或底座之间的连接采用销轴或压块固定，以使立柱在工作时由一定的适应性。