根据参考资料[10]查的缸盖固定螺栓d0的校核公式为
d0?4kF (2-4) z?[?]式中 F—液压缸负载,F?2.5?105N; k—螺纹拧紧系数,k?1.12~1.5; z—固定螺栓个数,z?3;
[?]—螺栓许用应力,[?]?1280/1.2?1067MPa,?为材料屈服点。 将数值代入式(2-4)得
4?1.3?2.5?105d0??11.37mm
3?3.14?1067故满足设计要求。
(3)铰接螺栓抗拉强度校核
螺栓公称直径d?30mm,d1?26.211mm;螺栓材料为35CnMnSiA,
??1280MPa;安全系数n?1.2;淬火硬度35-40HRC;[?]?1280/1.2?1067MPa。
F?S[?]?576kN
通过螺纹孔与螺杆的强度校核可得出结论:拔轴器的拉轴螺杆可以用与铰接轴同一材料及热处理技术要求制造;铰接轴的螺纹孔内的螺纹在受拉时安全性远远大于螺杆;拔轴器拉力≦564kN(拔轴器拉力≥564kN 时,螺杆会被拉断) (4)螺母材料及尺寸的基本参数
螺母材料:铸铝青铜(ZCuAl9FeNi4Mn2)。材料耐磨性好,强度高,适用于低速重载的传动。
查手册得材料的许用应力[P]=18-25MPa 取[P]=20MPa 。
对于整体螺母,由于磨损后不能调整间隙,为使受力比较均匀,螺纹工作圈数不宜过多,故取f=1.2~2.5 ,取f=2。 根据参考资料[10]查得梯形螺纹中径计算公式为
d2?0.8F (2-5) f?p?式中 F—液压缸负载,F?2.5?105N;
f—工作圈数,??2;
[p]—螺母许用压强,[p]?20?106Pa 将数值代入式(2-5)得
2.5?105d2?0.8?28.28mm 62?20?10查机械设计手册,选取Tr32×3螺纹,查的基本参数:P=6mm,d=30mm,小径d1?25mm,中径d2?29mm,大径D=33mm,D1=26mm (5) 螺纹牙的强度校核
螺母高度H?fd2?2?29?58mm
根据参考资料[9]查得螺纹根部弯曲强度校核公式为 ?b?6Ff (2-6) 9?Db2式中 F—液压缸负载,F?2.5?105N;
f—工作圈数,f?2;
b—梯形螺纹宽度b?0.65p?0.65?6?3.9mm;
D—螺纹大径,D?33mm。 代入得:
6Fl6?2.5?105?2?b???42.3MPa
?Db2u??33?10?3?(3.9?10?3)2?9查取:[?b]?40?60MPa。 故满足设计要求。
3 拔轴器的设计要求及使用维修
3.1 技术要求
(1)打磨掉活塞杆上的工艺块再进行三个支撑杆的焊接;
(2)焊缝抗拉强度大于600MPa,焊接质量要求按GB/T12467,1-4标准执行;
(3)焊缝强度按MT97-92《液压千斤顶技术要求》实验; (4)去毛刺,尖棱倒钝。
3.2 使用维修
(1)为了保障支架的正常运行和回采的顺利进行,必须对支架及拔轴器进行良好的保养和维护。充分认知故障的原因和发展,搞清每个零件失效的过程,为研发新材料和新产品,改进设计和工艺打下基础。
(2)提出预防措施,学习全面的维修和检修方法,制定办法和管理规定,提高矿井安全生产能力,减少因事故造成不必要的惊喜损失。
(3)支架故障的主要原因是漏液和工件时效,应加强对磨损危害和预防知识的宣传,变事后维修为主动维修,并制定严格的矿用液压油的使用和维护,严把油瓶质量关。
(4)支架工和支架维修工要随身携带各类密封圈,出现密封不严或漏窜液时,及时更换密封件。广大职工要认真学习,熟练掌握设备结构性能,才能更好地操作!
维护、保养各种设备,才能保障现代化高产、高效矿井的成功创建[16]。
4 结束语
对于大阻力液压支架主铰接轴的顺利拆卸,在液压支架设计阶段,在确保使用性能和安全的前提下,进行校核和实验,合理地放大铰接轴与铰接孔之间的配合间隙;放大铰接轴端部拔轴用的螺孔尺寸,以增加拔轴器的拔轴力;在铰接部位增加润滑结构,使用过程中可以定期润滑维护;在铰接部位增加防尘结构,降低杂物进入铰接配合面的可能性,从而达到降低由于杂物的进入而增加的拔轴阻力;优化铰接轴表面的防腐工艺,提高铰接轴表面的抗氧化,耐腐蚀周期;推广液压支架使用维护制度,引导矿井工人每班下班前对支架进行现场设备维护。
通过对液压拔销器的设计,该拔销器取得了如下的技术效果:
(1)结构简单,操作方便,拔卸销轴省力省时,避免了工人的繁重劳动; (2)通过螺孔连接器与产品销轴端面螺孔相连,由于液压力是逐渐增大的特点,避免了销轴端面螺孔被损坏;
(3) 通过更换螺孔连接器的连接螺栓,能够拔各种螺纹规格的销轴,具有通
用性;
(4) 该项技术正在申报国家专利。