8000kN立柱试验台结构设计
机械毕业设计1178000kN立柱试验台结构设计b
1 立柱试验台总体结构方案设计1.1 课题研究背景和意义液压支架的立柱以乳化液为工作介质,在液压支架支护采煤工作面顶板、破碎顶板方面起到了至关重要的作用。
液压支架立柱的可靠性及安全性直接关系到矿井生产的正常化及煤矿工人的人身安全。
随着中国煤炭工业的不断发展，国家对安全生产治理力度的加大，对矿用机电设备检测技术提出了更高的要求。
由于我国煤炭工业迅猛发展，大型综采配套现代化矿井逐年增加，液压支架的使用量逐年上升,并且随着技术的革新，单根立柱的缸径已经突破400mm，额定工作压力突破43MPa,额定工作阻力达到5400kN，向大缸径、超高压、大工作阻力发展是矿用液压支架发展的大势所趋，相信在不久的将来，单根工作阻力超过8000kN的立柱便会设计制造并投产使用，到那时检修量和实验的工作量也大大增加。
液压支架立柱检测设备是生产和研制高产高效液压支架的关键设备，面对迅速发展的支护技术，需要有一种能够快速、准确地检测如此大缸径、大工作阻力液压支架立柱的实验台。
为此本文设计了这台能够准确检测单根额定工作阻力为8000kN液压立柱的实验台。
1.2 立柱试验台检测项目和实验方法1.3 拟定试验台总体结构方案分析以上标准和试验方法，测试立柱的试验台主要由：承载机构、加载机构、压力检测机构、电气控制部分组成。
本试验台的加载系统和试验台承载框架是这次毕业设计的主要内容，下面从这两方面入手，确定方案。
加载方式有很多种，例如有机械加载、电加载、液压加载等方式。
液压加载系统与其他加载方式相比较具有简单易行，可以实现无级变速连续加载，所需元件数量少，能远距离控制，运动件的惯性小，能够频繁换向，传动工作平稳等优点，所以本试验台加载系统选用液压系统。
液压加载系统分别选用液压油外加载系统和乳化液内加载系统，这种液压系统结构简单,维修方便。
按照设计要求主要设计试验台的外加载泵站、加载液压缸、增压液压缸、泵站油箱、联结罩、联轴器、增压缸、活塞杆、加载缸导向套等关键零部件。
8000KN四柱式通用液压机结构设计及机身有限元分析
8000KN四柱式通用液压机结构设计及机身有限元分析第1章绪论1.1课题背景目的和意义当大众的生活水平越来越高的时候，金属压制和拉深制品的需求量也会同时增加；同样，人们对生产产品类型的需求也会增长，于是就导致产品的生产批次越来越少，为了能够与中、小批量的生产模式相匹配，人们就会需要能够快速适应改变的加工设备，这就让液压机变成了合适的成型生产加工机器。
压力机其实能够利用液压能来传递能量,以此来完成各种各样的压力加工工艺的机器，尤其是当液压机系统具有能够完成拥有对压力、行程速度调整的机能之后，这就使得液压机不止可以完成复杂的产品和不完全对称工件的加工，并且同时也达到特别低的废品产生率。
由于液压机拥有灵活的动力、所需要的加工时间十分的短、可以依据工件的长度进行压力调节等优点，这使得压力机在国民的生产生活中的应用越来越多。
通过此次的毕业设计，我了解到了压力机的机身构造与液压机的工作原理，并且掌握利用UG软件完成液压机的有限元分析，在液压机机身的有限元分析过程中，我也大致了解到了液压机各个部分受到的应力大小和位移大小。
1.2液压机的发展概况1.2.1液压机在现代工业中的地位液压机是在十九世纪被发明出来，自从压力机被发明出来以后，它的发展非常得迅猛。
因为液压机在生产生活中具有普遍的适用性，这就使得液压机在国民生活中得到了非常多的使用。
比如有板材成型；管、线、型材挤压；胶合板1压制、打包；轮轴压装、校直等等。
不同样式的液压机快速出现，极大地推动了不同种工业的进步。
到了八十年代之后，当微电子技术、液压系统设计得到进步和使用，液压机的进步更加迅速。
到现在为止，世界上液压机最大的公称力已经高达750MN［2］，这台液压机主要是用来进行有色金属的模锻。
1随着液压机的发展，液压机的控制部分，很多液压机已经使用了CNC或者工业计算机机来实现控制功能，这使得产品的质量以及生产效率得到了巨大的改善。
现在，液压机已经变成了现代工业生产中至关重要的、材料成型中使用最广泛的产品之一。
8000kN立柱试验台结构设计
8000kN立柱试验台结构设计中国矿业大学毕业设计8000kN立柱试验台结构设计8000kN leg, post test-bed structural design中国矿业大学毕业设计任务书学院应用技术学院专业年级机械工程及自动化学生姓名崔蕾蕾任务下达日期：2007年 3 月25 日毕业设计日期：2007 年3 月25 日至2007 年6 月15 日毕业设计题目：8000kN立柱试验台结构设计8000kN leg, post test-bed structural design毕业设计专题题目：毕业设计要紧内容和要求：一、了解试验台的试验内容：二、设计立柱试验台框架及液压加载系统。
三、设备要紧技术参数试验长度：1600～6500 mm试验缸径：Ф220（工作阻力1597kN）～Ф500mm（工作阻力8443kN）承载能力：18000 KN额定加载：15000 KN最大加载：17000 KN加载行程：1200 mm平均加载速度：200mm/min操纵方式：电脑智能化操纵装机功率：KW设备重量：Kg外形尺寸LxBxH：12000×3000×2400 mm×mm ×mm院长签字：指导教师签字：摘要液压支架是现代煤矿综采工作面中的配套支护设备,立柱是其要紧结构件。
液压支架的立柱以乳化液为工作介质,在液压支架支护采煤工作面顶板，破裂顶板方面起着至关重要的作用，对液压支架的工作性能有决定性的阻碍。
液压支架立柱的可靠性及安全性直截了当关系到矿井生产的正常化及煤矿工人的人身安全。
随着中国煤炭工业的持续进展，国家对安全生产治理力度的加大，对矿用机电设备检测技术提出了更高的要求。
立柱性能检测试验台是进行立柱产品质量检测的必要设备,是立柱质量监控的保证。
本文对能够兼容欧洲标准且能够检测最大工作阻力8500kN液压支架立柱试验台的结构进行了设计，介绍了立柱性能检测的方法、试验台的系统组成、原理和特点,设计了加载系统和承载框架。
1.5m中心距8000kN两柱掩护式液压支架设计与应用
和刮 板运 输 机 等设 备 满 足 不 了 配套 要 求 ，无 法 使 用 ，大 大增加 了投 资 。为 了节省 资金 ，提 高设备 的
利用率 ，在满足地质条件要求 的前提下 ，尽可能选 用１ ． ５ ｍ 中心距 液 压支 架 ，但 需要 加 大 支 护立 柱 规
计算 支架 支护 强度 ，一般 采 用下 面 ２种 方法计 算 ，取其 中的最大值 。 （ １ ） 按岩石 容 量法公 式计 算 ：
２ 矿 井地 质条 件
花 图沟井 田位 于 内蒙古 自治 区鄂 尔多 斯市 准格 尔 旗 境 内 ，行 政 区划 属 准格 尔旗 羊市 塔镇 管辖 ，矿
架结构优化和新型立柱 相结 合 的技术方 案 ，将支 架工 作 阻力提高 到 ８ ０ ０ ０ ｋ Ｎ，提高 了支 架 支护 强度。 在实际应用 中解决花 图沟美 日煤 矿 ６ － １ 煤 层在前 期开采 中出现 支护 强度 不足 ，支 架压死 损坏 情况 ， 保证 了原有刮板输送机和采煤机 的继 续使 用，节省 了投资 ，对具有类似条件矿井有 一定参考作用。
［ 关键词 ］ １ ． ５ ｍ 中心距 ；８ ０ ０ ０ ｋ Ｎ ；液压支架 ；工作 阻力；选 型设计
［ 中图分类号 ］Ｔ Ｄ ３ ５ ５ ． ４ １ ［ 文献标识码 ］Ｂ ［ 文章编号］ １ ０ ０ ６ — ６ ２ ２ ５（ ２ ０ １ ４ ）Ｏ １ － ０ ０ ３ ７ — ０ ２
寺 。
安全 系数 。
㈩
井年产量 ２ ． ０ Ｍ ｔ ／ ａ 。地表多被第三系半胶结的砂质 泥岩及第 四系黄土、风积砂土覆盖。井 田内地形复
杂 ，剥蚀 切割 强烈 ，树 枝状 沟谷 、冲沟发 育 ，为典 型 的高原 丘 陵剥 蚀 区 地 貌 。 目前 开 采 煤 层 ６ — １ ， 为井 田 内主要 可 采 煤 层 ，煤 层 厚 度 １ ． ２ ５— ２ ． ６ ９ ｍ，
材料力学多功能实验台设计总装图技术要求
材料力学多功能实验台设计总装图技术要求1。
加载：实验台采用蜗杆机构以螺旋千斤进行加载，经传感器由力应变综合参数测试仪测力部分测出力的大小。
主要技术指标：(1)试件最大作用载荷8kN:(2)加载机构作用行程50mm(3)手轮加载转矩0~2.6N.m:(4）加载速度0.12mm/转（手轮）：要求荷载数码显示，具有过载保护功能。
2.应变测量各杆件受力变形采用32节点7窗显示静态电阻应变仪测量，其中1窗显示荷载，6窗显示6个单点应变。
主要技术指标：(1)测量范围：应变0~士19999με，拉压力测量适配满量程输出范围为1.000~3.000mVV的拉压力应变传感器，能测N、kN、kg、t(分辨率±0.01%)；(2)零点不平衡范围：±10000pE;(3)灵敏系数设定范围：1.00~3.00基本误差：±0.2%F.S，±2个字；(4)应变测量方式：1/4桥、半桥、全桥：(5)零点漂移：士3μe/4小时；士1με/℃：(6)桥压：DC2V;(7)分辨率：1μ￡：(8)测点数：XL2118C一-1点测力、32CH应变：(9)显示：应变7位LED一2位测点序号、5位测量值：测力6位LED,4个测量单位指示灯N/kN/tkg要求：(1)各杆件按实验测试要求贴好应变片；(2)应变片引出线尽可能短，做成插件，实现应变仪与应变片的方便连接：(3)应变仪接线端要材料耐用，连接方便。
3.中控管理要求配备教师管理软件，实现教师对多台组合实验台测试结果的监控，并具备数据存储、数据分析处理、图形显示、打印等功能。
4。
整体结构基本实验与创新组合实验统一布局在一个实验台上，要求整体结构稳重美观，布局合理，外表细腻光滑，没有尖锐边角，移动方便。
各杆件防锈抗腐蚀，坚固耐用，拆装组合方便。
80000 N·m静扭试验台设计
经市场调研，选择一款测试范围 100 kN·m、转 角 0毅 ~ 720毅的扭矩-转角传感器及测控系统。
综上，静扭试验台设计参数如表 2 所列。
表 2 静扭试验台设计参数
力传感器显示表连接，显示的扭矩值与测控系统的扭 矩值之差在误差范围内方可开展测试。
《装备制造技术》2017 年第 09 期
80000 N·m 静扭试验台设计
韦文儒
（方盛车桥（柳州）公司，广西 柳州 545007）
摘 要：静扭试验台是轴类和驱动桥总成考核静态扭矩必不可少的设备。根据公司产品型谱要求，设计并制造了一台静 扭试验台，满足产品考核指标的需要。 关键词：静扭；试验台；设计
中图分类号：U467.52
该位置扭断
3 静扭试验过程
根 据 QC/T294 -1999《汽 车 半 轴 技 术 条 件》和 QC/T533-1999《驱动桥台架试验方法》要求，设计制 造了静扭试验台，现对试验过程简述如下。
（1）校准试验台扭矩传感器的读数是否准确。 如图 3 为一个 1 000 mm 的标定梁，一端装在减 速器的输出端，一端装上压头并与一个经过检定的压
1000依0.2mm
标定梁根据传 感器尺寸加工
基座
220V
数显表 N
标准传感器（100KN） 显示表
100kN 定位块 机械式千 斤顶 25t
序号 1 2
名称 输出扭矩 测试精度
参数 83000N·m
2%
图 3 扭矩传感器标定示意图
（2）将半轴等试样的一端与减速器输出端相连接，
3 4
输出转速 测试范围
1 试验台参数设计
一般来说，静扭试验台由电机、减速器、转矩转 速传感器（含扭矩仪）、联轴器、支撑架、安装平台、控 制系统（含工业计算机）组成，如图 1 所示。
静载试验台座计算书
静载试验台座计算书一、计算书(1)、场地地质概况场内地质情况较差，土层由耕土、粉质粘土、细砂、粗砂等结构构成。
其中耕土的土层厚度约0.6～0.7m，粉质粘土的土层厚度约7～7.4m，细砂的厚度约5.8～5.9m。
32米静载试验台座设置按水泥搅拌桩复合地基基础设计，设置两个承台，每个承台下设60根水泥搅拌桩，桩径0.5米，每根桩有效长度9米，水泥标号采用32.5#，基底置于细砂层。
承台采用C30混凝土，长8.5m宽3m高0.6m，承台下设20cm厚级配碎石辱垫层，垫层长9.5m宽4m。
具体设置情况如下图示(2)、设计荷载1、预制箱梁自重8200KN.（箱梁实际重量819t）2、一个承台自重=8.5×3×0.7×25KN/m3=446.25KN（取402KN）3、静载试验架自重约2000KN4、承台底承重荷载G=((8200+2000）/2＋446.25）*1.5=8319.4KN（按荷载1.5倍计算）(3)计算内容1、单桩竖向承载力特征值(建筑地基处理技术规范JGJ79-2002) (1)同时应满足 (2)桩周长:Up=0.5×3.14=1.57m桩截面面积:Ap=0.52 ×3.14÷4=0.196m2桩身强度折减系数η，干法可取0.20～0.30；湿法可取0.25～0.33，本计算取η=0.33 fcu—与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块（边长为70.7mm的立方体，也可采用边长为50mm的立方体）在标准养护条件下90d龄期的立方体抗压强度平均值（kPa）；本计算取fcu=1.5Mpa（实际强度需请试验室取样确定）根据《岩土工程勘察报告》搅拌桩土层结构：桩长范围土层名称土厚li(m)桩侧土磨擦阻力特征值(qsia)（Kpa）桩端土阻力(qp:未修正承载力特征值) （Kpa）α——桩端天然地基土的承载力折减系数,取0.6得(1)式中Ra=1.57×(3.5×12＋2.7×12＋1×12＋1.8×15)＋0.6×140×0.196=191.78KN得(2)式中Ra=0.33×1.5×0.196×1000=97KN单桩竖向承载力特征值取（1）（2）中最小值得：Ra=97KN2、复合地基承载力特征值f spk>f=G/A=8319.4/(8.5×3)=326Kpaβ—桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值，本计算取0.75。
液压支架立柱试验台框架设计
将圆柱销横穿过两孔固定好即可ꎮ 撤除时ꎬ将圆柱 销从轨底抽出ꎬ卡轨式挡车器便与轨道分离开来ꎮ 此车挡非金属化的措施比较简单ꎬ在轨道线路左右 两个卡轨式挡车器的挡车面前方ꎬ垂直于轨道中心 线放置 １ 根坚固木轨枕便可ꎮ 发生跑车时ꎬ车辆直 接碰撞木轨枕ꎬ有效地消除了其与金属车挡发生直 接碰撞产生火花的条件ꎮ 如在该木轨枕中心位置ꎬ 面向挡车方向再倾斜设置 １ 根木轨枕ꎬ使 ２ 根木轨 枕倾斜交叉放置ꎬ构成十字型轨枕车挡ꎬ可阻挡联接 装置( 车辆碰头) 高度不同的车辆ꎮ
液压支架立柱试验台由控制框架、活动框架、连
２. ３ 工作原理 试验台的工作原理是加载千斤对立柱进行加载
试验ꎮ 试验台控制框架由两主梁及端头固定梁组 成ꎬ在框架中间布置有活动框架( 一共 ５ 块ꎬ每块 １. ２ ｍ) ꎬ通过活动块和加载千斤连接ꎬ加载千斤另一 端固定在试验台控制框架端头ꎬ立柱在试验台控制框 架左端头与活动框架之间ꎬ利用接触面夹紧立柱ꎮ
１ 现状和问题
接块、销轴、加载千斤、开口销、试验立柱等组成ꎬ见 图 １ꎮ
由于金鼎煤机公司生产规模逐渐扩大ꎬ生产的
液压支架种类越来越多ꎬ使用的立柱、千斤顶的规格
也越来越多ꎮ 为满足不同规格立柱、千斤顶的一系
列出厂试验ꎬ特在不能满足所有规格的立柱、千斤顶
试验的原有试验框架基础上ꎬ设计出新型试验台框
架ꎮ
பைடு நூலகம்
１) 试 验 台 加 载 系 统 参 数: 主 加 载 液 压 缸 Ｄ１２５ ｍｍ × １ ０４５ ｍｍꎻ加载能力 １６ ０００ ｋＮꎻ泵站工 作压力 ３２ ＭＰａ ꎻ系统流量 ４０ Ｌ / ｍｉｎ ꎻ油液介质 Ｎ４６ 抗磨液压油ꎮ
２) 试验物( 被试立柱) 参数:立柱试验长度 １ ２００ ~ ７ ２００ ｍｍꎻ立柱最大缸径 ５２０ ｍｍ ꎻ最大额定 工作载荷 １６ ０００ ｋＮꎮ ２. ２ 设计结构
液压支架立柱加载试验台的研制及应用
性能试验进行空载行程试验 、最低启动压力试
验、 密 封性 试 验 、 让 压性 能 试 验 、 耐 久性 试 验 、 过 载 性 能 等标 准 规定 的试 验 。 以密 封性 能 试 验 为例 说 明一
缸 径
６ ３
ｎ ｌ ｎ ｌ
杆径
４ ５
Ｈ ｌ ｌ ｎ
１ 前 言
液压支架是综采工作面的主要设备 ，立柱在液 压支架 的支护过程 中起着关键 的作用 。经过长期使 用， 立柱往往出现拉伤 、 涨缸等质量 问题 。为了提高 立柱制造 、 大修 的质量检测水平 ， 我厂与山科维科特 机 电有 限公 司 合作 研 制 成 功 了 能够 进 行 全 行 程加 载 试验 的加 载试 验 台 。
2操作操纵阀组控制插拔销千斤顶将销轴从加载油缸缸径为400mm能够实现6000kn的横梁中拔出然后操作操纵阀组使拉移千斤顶动作输出力能够完成400mm大缸径及以下各种油缸控制活动梁移动调整活动梁与同定梁之间的距离的试验
煤矿 现 代化
２ ０ １ ４ 年第１ 期
总第１ １ห้องสมุดไป่ตู้８ 期
液压 支架立柱加载试 验 台的研 制及 应用
８ 一插 拔 销 千 斤 顶 ； ９ 一小 车 千斤 顶 图 ２ 试 验 框 架 液 压 系统
・
左 右横 梁 上 侧 、 内侧 对称 设 有 滑 道 ， 活 动梁 通 过
６ ９・
煤矿 现代化
２ ０ １ ４ 年第１ 期
总第１ １ ８ 期
试 验 框 架 液压 系统 主要 由阀件 、 油缸 、 管 路辅 件 等组成 。其 中阀件主要 由操纵 阀、 双 向锁 、 液控单向 阀、 安 全 阀组成 ； 油缸 有 加 载油 缸 、 插 拔 销 千斤 顶 、 拉 移 千 斤顶 、 小 车 千斤 顶 等组 成 。 加 载油 缸 主要 实 现 被 试立 柱 的外 加 载功 能 。同 时也 可 以利 用 加 载油 缸 来 调 整移 动 梁 上 挡块 与 固定 梁上 挡块 的距 离 ， 在 指定 行 程 区间 内进 行 内加 载 。 加 载油缸 缸 径 为 ４ ０ ０ ｍ ｍ， 能够 实现 ６ ０ ０ ０ ｋ Ｎ的 输 出力 ， 能够 完 成 ４ ０ ０ ｍ ｍ 大 缸径 及 以下 各 种 油 缸 的试验 ； 具体油缸参数如下表 ：
8000 m四单根立柱自动化钻机研制
3） 立根排放系统。钻台机械手、四单根二层 台排管装置、三单根二层台排管装置配合作业，实现 立根在二层台、井口之间的移送和排放。四单根二 层台排管装置机械手为复合式机械手，对钻杆采用 悬持移运方案，对钻铤采用推扶移运方案。四单根 二层台设悬挂台，对小钻具四单根立柱采用悬挂方 案进行排放。
1国内外现状
前苏联曾在塔式井架上尝试过四单根立柱 施工，未见后续推广应用。中国石油集团于2012 年启动陆地“四单根立柱超深井钻机研制与现场 试验”项目，研制了四单根立柱钻机原理样机，试 验证明可以缩短起下钻时间，减少复杂事故，四 单根立柱施工可成为深井超深井钻井提速、提效 的一种新途径［45］ o该钻机对于0127 mm（5英 寸）钻杆和大于0114 mm（4江英寸）的钻铤搬移、 靠放稳定［6'8］,但对于小钻具不能实现四单根立 柱施工，降低了整体提速效果；管柱自动化系统 的铁钻工和钻台机械手等主要设备还都是手动 控制或者手持遥控盒在司钻房外操作，尚未完全 集成至司钻房［9］,系统集成控制程度不高；钻机 部件有待优化结构、减轻质量、提高性能。
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石油矿场机械
2021 年7 月
1 —排管架；一动力猫道；3 —液压站；4—司钻房；5 —悬挂台；6—四单根二层台排管装置； 7 —三单根二层台排管装置；8 —缓冲机械手；9 —钻台机械手；10 —铁钻工；11 —泥浆盒。 图3管柱自动化系统
1） 管柱输送系统。采用液压排管架、动力猫 道、缓冲机械手配合作业，完成钻井管柱从地面到 井口中心的自动化输送，实现地面排管区的无人 值守。
最大钩载
5850kN
最大钻柱载荷 绞车输入功率
液压支架立柱加载试验台的设计与应用
采用超高压换向阀组、比例 溢流阀保障立柱和千斤顶各项检验项 目精确和可靠；可编程控制器 Ｐ Ｌ Ｃ和计算机
集 中控 制 实现 试验过 程 中数据 采 集 、分 析 、处理 、 曲线生成 、显 示、存储 、报表 打 印 。试 验 台能 够完成 标 准规
定 的各项 试验 。
关键 词 液 压 支架 ；支 架试 验 台；立柱及 千斤 顶检测
大 同煤 矿集 团公 司 中央机厂 负责 完成 钢结构 框架 和 电气控制 系统 的设计 加 工 ，协 作单 位完成 液压控 制 系统 的设计 加工 。
２ 立柱试 验 台钢结 构框 架设计
立柱试 验加 载钢结 构框 架 主要满 足立 柱和千 斤顶 在其 中作各 项加 载试验 时 能安全 可靠 方便 地操作 。主
１ 立柱试 验 台设计 的 总体 目标
要 由左 右 固定 梁 、活动插 梁挡块 、活动小 车 、外 加载
缸 、立 柱液压 升 降台等机 构组成 。被 试立 柱在 钢结构 试验 台完 全依 据 国标 Ｇ Ｂ ２ ５ ９ ７ ４ ． ２ — ２ ０ １ ０ 矿 用 框架 中 的安装方 法见 图 １ 。左右 固定 梁 上有 ６个 相 同
动小 车 可 防 止加 载试 验 时 立 柱 、管 路 、接 头 发 生 意
对油 压 、乳化 液 的压力 必须 进行 自动 调节 。 由于 立柱
试 验 台 要 求 大 流 量 乳 化 液 ，实 验 时 要 求 ２ ０ ０ Ｌ ／ ｍ ｉ ｎ ，
油路 流 量 １ ０ Ｌ ／ ｍｉ ｎ ，故 选 择 Ａ Ｇ ＭＺ Ｏ — Ａ Ｅ 一 １ ０ — ３ １ ５ ／ １ 型
３部 分组 成 。
液压 系统 由液 压 主 回路 ，压 力控制 回路 、增 压 回
万吨级结构实验台机架的结构设计与分析
万吨级结构实验台机架的结构设计与分析目录万吨级结构实验台机架的结构设计与分析.............................................................. II STRUCTURAL DESIGN AND ANALYSIS OF THE TON CLSS STRUCTURE TEST-BED .. (III)摘要 (I)Abstract .............................................................................................................. ......... II 目录 .. (I)V 第1章绪论. (1)1.1课题研究的目的与意义 (1)1.2国内外该方向的研究现状 (2)1.2.1国外研究的现状 (3)1.2.2国内研究的现状 (4)1.2.3国内外文献综述简析 (9)1.3本文主要研究内容 (9)第2章万吨级结构试验台机架的方案和结构设计 (11)2.1万吨级结构试验台机架总体设计指标及其组成 (11)2.1.1万吨级结构试验台机架总体设计指标 (11)2.1.2万吨级结构试验台机架的组成 (12)2.2万吨级结构试验台机架总体和各部分的方案 (12)2.2.1万吨级机架的总体方案 (12)2.2.2万吨级结构试验台机架的各部分方案 (14)2.3万吨级结构试验台机架的结构设计 (16)2.3.1顶部横梁的结构设计 (16)2.3.2立柱的结构设计 (17)2.3.3基座的结构设计 (18)2.3.4作动器支座的结构设计 (20)2.3.5下拉梁的结构设计 (21)2.4本章小结 (22)第3章基本试验工况和机架自振特性的分析 (23) 3.1数值分析模型 (23)3.2机架设计的控制指标 (26)3.2.1 整体变形控制 (26)3.2.2 材料应力水平控制 (26)3.2.3 局部精度控制 (26)3.3机架各个工况的分析结果 (28)3.3.1验算工况0 (29)3.3.2验算工况1 (29)3.3.3验算工况4 (30)3.3.4 验算结果分析 (31)3.4作动器支撑架的受力分析 (32)3.4.1油缸拉力900吨X向支架计算结果 (32) 3.4.2油缸压力450吨Y向支架计算结果 (33) 3.4.3油缸压力900吨下拉梁计算结果 (35)3.5框架结构的自振特性分析 (36)3.6本章小结 (39)第4章结构试验台压溃冲击和地震响应分析 (40) 4.1压溃冲击分析的模型与方法 (40)4.2典型工况下压溃冲击结果 (41)4.2.2压溃冲击工况1的分析结果 (41)4.2.3压溃冲击工况4的分析结果 (43)4.3地震作用简介和地震波选取 (45)4.3.1地震作用的简介及其分析方法 (45)4.3.2地震波的选用与预处理 (46)4.4典型地震响应分析结果 (48)4.4.1北京迁安波的响应分析结果 (48)4.4.2Taft波的响应分析结果 (50)4.4.3阪神波的响应分析结果 (52)4.5本章小结 (54)结论 (55)参考文献 (56)哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (59)致谢 (60)第1章绪论本课题来自中国建筑股份有限公司中建万吨级多功能试验系统—加载框架系统项目，课题侧重于万吨级结构试验台机械框架结构的设计与分析。
液压支架立柱试验台液压系统的设计及仿真概要
拐角处有不同程度大小漩涡存在,漩涡存在与流线性质有关,因为流线不能相交,也不能转折,流束内外流线均不能穿越流束表面,所以形成漩涡,并且各分支管路上由于压力和速度较大,形成的漩涡比较大,漩涡强度比较强,相对主管道上速度和压力小,而漩涡也小,漩涡强度比较弱,由于有漩涡存在则必然消耗流体的动能,而消耗的能量会产生噪声。
能量消耗越大,产生的噪声也越大。
根据计算和分析结果可以确定,在分岔管路的支管路上产生的局部能量损失占主要的部分,从而改进支管路以减少能量损失。
参考文献:[1]许同乐.液压破碎锤内锥阀中流道流场的数值分析[J ].润滑与密封,2006(3:105-107.[2]王元汉.有限元法基础与程序设计[M ].广州:华南理工大学出版社,2001.[3]高殿荣,王益群.分岔管道流场有限元模拟与能量损失机理的分析[J ].机床与液压,2001(6:34-35.作者简介:许同乐(1965-,山东临朐人,博士研究生,主要从事液压与控制方面的教学与研究,发表论文50余篇.收稿日期:2009-02-21煤矿机械Coal Mine MachineryVol.30No.12Dec.2009第30卷第12期2009年12月!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!引言随着煤矿高产高效综采设备的发展,对高端液压支架及各组成部分的工作性能提出了更严格的要求。
立柱作为液压支架的重要组成部分,同样面临着严峻的考验。
为尽快同国际煤机市场接轨,新型立柱试验台的研制已到了迫在眉睫的地步。
本文以神华ZY16800/32/70立柱的工作参数为例,对立柱试验台液压系统的要求及主要参数设置进行了讨论,并采用仿真计算的方法验证该系统的可行性。
1液压支架立柱试验的要求目前,我国液压支架立柱生产厂家对液压支架立柱的试验项目主要依据我国煤炭标准MT313-92《液压支架立柱技术条件》并同时参考液压支架立柱、千斤顶的欧洲标准EN1804-2。
液压支架立柱千斤顶修理及试压试验改进
1 液压支架立柱千斤顶修理与试压试验存在的问题1.1 拆解工具的特殊性在液压支架立柱千斤顶修理过程中，首先需要导向套进行拆解作业，而导向套置于缸体外端，承受外部荷载对活柱形成的横向作用力，这就需要导向套应当具备较大强度、较高的致密性以及较强的耐腐蚀性，因此，导向套结构组成较为复杂，目前，用于立柱千斤顶的导向套主要包括内螺纹联接导向套、外螺纹联接式导向套、挡套固定式导向套以及钢丝挡圈固定式导向套四种结构，其结构类型多样，用于维修拆解作业的扳手应当与导向套结构相适应，才能顺利完成拆解作业，正是由于扳手的特殊性，才导致导向套的拆解过程需要多种不同类型的扳手的支撑，无形当中就影响了拆解工作效率。
1.2 活柱拆解工作量大拆解千斤顶活柱时，首先需要取出底阀，这一过程对维修人员的专业性要求较高，因此，在拆解之前，需要制订科学系统的拆解方案，这就增加了拆解工作的难度与工作量。
与此同时，由于立柱试压试验需要借助于人工力量完成柱体翻转工序，实际操作难度较高，如果违反正确的操作规程，将严重威胁作业人员的生命安全。
2 液压支架立柱千斤顶修理工艺改进要点分析2.1 改变拆解顺序如果按照过去的拆解顺序，首先对外大缸导向套进行拆解作业，然后再拆解中缸导向套，这种拆解方法的弊端是难以单独完成中缸导向套的拆解工作，这时，如果对钢板进行焊接作业，就会损伤柱面，缩短缸体的使用寿命。
另外，立柱与工装扳手的自重量大，拆解过程中频繁的更换扳手或者反复的吊装作业都会增加工作量，而影响生产进度。
针对这种情况，经过缜密研究决定，改变支架立柱的顺序，首先拆解中缺导向套，最后再对大缸导向套进行拆解作业。
2.2 设计专用的拆解工装扳手为了弥补频繁更换工装扳手的缺陷，解决拆解效率低的问题，技术人员结合缸体导向套与缸底的特性和结构组成，对扳手工具进行改进，即把用于拆解大缸导向套的扳手与原拆解扳手焊接成一个整体，使之与棘轮相接，同时，在扳手液压支架立柱千斤顶修理及试压试验改进赵永亮（唐山开滦铁拓重型机械制造有限责任公司 河北 唐山 063100）摘要：液压支架作为控制井下采煤工作面矿山压力的结构物，在保障煤矿安全生产方面发挥着至关重要的作用。
液压支架立柱和千斤顶试验台说明
液压支架立柱和千斤顶试验台技术说明山东维科特液压控制技术有限公司一试验台介绍Ⅰ型：（计算机控制型）：ZST-2Z型液压支架立柱和千斤顶试验台该试验台主要依照《GB/T25974.2-2010 煤矿用液压支架第2部分：立柱和千斤顶技术条件》或《MT313-1992液压支架立柱技术条件》等相关标准进行设计。
试验台由油压系统（含增压缸增压机加载框架控制两部分）、乳化液系统、电气控制系统和计算机数据采集及控制系统等组成。
试验项目有最低启动压力、空载行程、活塞杆腔密封性能、1.5倍额定载荷压缩（含活塞腔密封试验）、全伸出2倍中心载荷（含千斤顶活塞腔密封）（依据《GB/T25974.2-2010 煤矿用液压支架第2部分：立柱和千斤顶技术条件》）技术特点：1、本试验台为自动化试验台，人工进行参数设置后，试验过程由计算机控制完成；计算机为工业控制计算机。
2、试验过程可以手动、自动自由转换，方便操作；试验时，先用用户自备的大流量外接乳化液泵站进行初撑，然后再进行各类试验。
3、试验台可以根据程序自动对加载框架移动挡块进行调整、固定。
4、试验数据由高精度的传感器测量，检测精度达到标准要求；5、试验过程根据需要进行存储，存储后自动形成报表，根据需要随时打印。
；技术参数：（1）油泵最大输出压力： 31.5MPa，（2）油泵流量： 30L/min（3）电机功率： 15kW（4）油箱容积： 1000L（5）增压后额定压力： 50MPa，最大压力：70MPa，（6）低压密封试验压力：2MPa；高压密封试验压力以相关标准要求为准；（7）压力传感器精度： 0.3%FS，；压力表精度： 1.6 级；（8）试验工作介质：3～5%乳化液；（9）适用环境温度：0～40℃，湿度：10%~85%RH；(10)电源：AC 380V，50Hz；（三相四线制）Ⅱ型（计算机采集型）：ZST-2W型液压支架立柱和千斤顶试验台该试验台主要是对液压支架中的立柱和千斤顶按《GB/T25974.2-2010 煤矿用液压支架第2部分：立柱和千斤顶技术条件》或者MT313-1992液压支架立柱技术条件》进行出厂试验。
8000kN立柱实验台结构设计毕业设计
中国矿业大学毕业设计任务书毕业设计题目：8000kN立柱实验台结构设计摘要液压支架是现代煤矿综采工作面中的配套支护设备,立柱是其要紧结构件。
立柱工作的靠得住性直接关系到矿井生产的正常化和工人的生命平安。
随着我国煤炭工业的不断进展，国家对平安生产治理力度的加大，对矿用机电设备的检测技术提出了更高的要求。
立柱性能检测实验台是进行立柱质量检测的必要设备,是立柱质量监控的保障。
本文设计的立柱实验台能够兼容欧洲标准和国家标准，能够检测单根工作阻力达8500kN的立柱的性能。
本文介绍了立柱性能检测的方式、实验台的组成、原理，设计了加载系统和承载框架。
本设计的要紧内容：1. 详细设计了外加载系统、加载液压缸、增压缸、油箱、联结罩、联轴器、承载框架。
2. 选取外加载泵站、大泵组、增压缸、加载液压缸、联轴器、加载缸导向套等零部件进行了画图。
3. 承载框架部份，用SolidWorks 2007进行建模，并借助于SolidWorks 2007的一款有限元分析工具COSMOS进行了应力分析。
关键词：液压支架立柱；液压加载系统；实验台；ABSTRACTIn the modern mining the hydraulic support is the necessary ancillary equipment, the legs is one of its main elements. The reliability of the legs directly relates the mine pit production normalized and worker's safe.Along with China coal industry unceasing development, the government to safety dynamics enlarging in production set a higher request to the mineral electromechanical device examination legs performance test-bed is the legs quality examination of the fittings is the quality monitoring safeguard of the legs.The legs test-bed of this article designed can compatible European standard and the national standard.，can examine the legs performance of the working resistance reach 8500kN。
液压支架立柱试验台液压系统的设计及仿真概要
拐角处有不同程度大小漩涡存在,漩涡存在与流线性质有关,因为流线不能相交,也不能转折,流束内外流线均不能穿越流束表面,所以形成漩涡,并且各分支管路上由于压力和速度较大,形成的漩涡比较大,漩涡强度比较强,相对主管道上速度和压力小,而漩涡也小,漩涡强度比较弱,由于有漩涡存在则必然消耗流体的动能,而消耗的能量会产生噪声。
能量消耗越大,产生的噪声也越大。
根据计算和分析结果可以确定,在分岔管路的支管路上产生的局部能量损失占主要的部分,从而改进支管路以减少能量损失。
参考文献:[1]许同乐.液压破碎锤内锥阀中流道流场的数值分析[J ].润滑与密封,2006(3:105-107.[2]王元汉.有限元法基础与程序设计[M ].广州:华南理工大学出版社,2001.[3]高殿荣,王益群.分岔管道流场有限元模拟与能量损失机理的分析[J ].机床与液压,2001(6:34-35.作者简介:许同乐(1965-,山东临朐人,博士研究生,主要从事液压与控制方面的教学与研究,发表论文50余篇.收稿日期:2009-02-21煤矿机械Coal Mine MachineryVol.30No.12Dec.2009第30卷第12期2009年12月!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!引言随着煤矿高产高效综采设备的发展,对高端液压支架及各组成部分的工作性能提出了更严格的要求。
立柱作为液压支架的重要组成部分,同样面临着严峻的考验。
为尽快同国际煤机市场接轨,新型立柱试验台的研制已到了迫在眉睫的地步。
本文以神华ZY16800/32/70立柱的工作参数为例,对立柱试验台液压系统的要求及主要参数设置进行了讨论,并采用仿真计算的方法验证该系统的可行性。
1液压支架立柱试验的要求目前,我国液压支架立柱生产厂家对液压支架立柱的试验项目主要依据我国煤炭标准MT313-92《液压支架立柱技术条件》并同时参考液压支架立柱、千斤顶的欧洲标准EN1804-2。
多行程多倍力液压支架立柱试验台设计与研究
中图分 类 号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ７ 文献标 志码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ － ０ ０ ７ ０ － ０ ４
引 言
行测试 ， 已经无法 对 已经 出现 的直径 ５ ０ ０ ｍ ｍ 及 以上 的立 柱进行 测试 ， 并且 无法 保 证 加 载缸 的 全部 载 荷 在
Ｌ Ｉ Ｕ Ｘｉ ｎ — ｋｅ ， ，
（ １ ． 国家煤矿支护设备 质量监督检验 中心 ， 北京
１ ０ ０ ０ １ ３ ； ２ ． 煤炭科学研究总院，北京 １ ０ ０ ０ １ ３ ）
１ ０ ０ ０ １ ３ ；
３ ． 煤炭资源开采 与环境保护 国家重点实验室 ， 北京
摘
要： 针 对液压 支架立柱新 国标 Ｇ Ｂ ２ ５ ９ ７ ４ ． ２ ． ２ ０ １ ０中对被试 立柱进 行 “ 全行 程 、 高阻力 让压 试验 ” 的要
立架 的长 度 。
为全 面满 足新 国标 提 出 的要 求 ， 必 须 解 决 以 上 提 出的三个 技术 难题 。但 该超 大 直 径 、 超 长 行 程 的 加 载 缸 的材料 、 成 份 以及 企业 的加 工 能力 、 加工 手段 等在 国
内外 仍 为制约 瓶颈 。
２ ． １ 全行 程 、 长距 离、 连 续加 载 让压技 术
Ｍ Ｐ ａ以下 的立柱进 行 ２倍 载 荷 的测 试 ， 加 载 行程 仅 为 １ ０ ０ ０ ｍ ｍ。 因此 对 于一 根 行 程 为 ６ ｍ 的被 试 立 柱 ， 按
照上 述方法 需进行 ５次 移动 ５次装卡 。 目前 具有 全行
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ － ０ ７ 作者简介 ： 刘欣科 （ １ ９ ７ ２ 一） ， 男， 山东青 岛人 ， 高级工程师 ， 大
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中国矿业大学毕业设计8000kN立柱试验台结构设计8000kN leg, post test-bed structural design中国矿业大学毕业设计任务书学院应用技术学院专业年级机械工程及自动化学生姓名崔蕾蕾任务下达日期：2007年3 月25 日毕业设计日期：2007 年3 月25 日至2007 年 6 月15 日毕业设计题目：8000kN立柱试验台结构设计8000kN leg, post test-bed structural design毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：一、了解试验台的试验内容：二、设计立柱试验台框架及液压加载系统。
三、设备主要技术参数试验长度：1600～6500 mm试验缸径：Ф220（工作阻力1597kN）～Ф500mm（工作阻力8443kN）承载能力：18000 KN额定加载：15000 KN最大加载：17000 KN加载行程：1200 mm平均加载速度：200mm/min控制方式：电脑智能化控制试验台控制：液压系统控制立柱控制：乳化液系统控制装机功率：KW规范标准：欧洲标准设备重量：Kg外形尺寸LxBxH：12000×3000×2400 mm×mm×mm 院长签字：指导教师签字：摘要液压支架是现代煤矿综采工作面中的配套支护设备,立柱是其主要结构件。
液压支架的立柱以乳化液为工作介质,在液压支架支护采煤工作面顶板，破碎顶板方面起着至关重要的作用，对液压支架的工作性能有决定性的影响。
液压支架立柱的可靠性及安全性直接关系到矿井生产的正常化及煤矿工人的人身安全。
随着中国煤炭工业的不断发展，国家对安全生产治理力度的加大，对矿用机电设备检测技术提出了更高的要求。
立柱性能检测试验台是进行立柱产品质量检测的必要设备,是立柱质量监控的保障。
本文对能够兼容欧洲标准且能够检测最大工作阻力8500kN液压支架立柱试验台的结构进行了设计，介绍了立柱性能检测的方法、试验台的系统组成、原理和特点,设计了加载系统和承载框架。
主要内容：1.详细设计了液压油外加载系统以及外加载液压缸、增压缸、泵站油箱、联结罩、联轴器、承载框架。
2.选取有针对性的零部件如外加载泵站、大泵组、增压缸、加载液压缸、联轴器、加载缸导向套等进行了绘图。
3.承载框架部分，借助于三维软件SolidWorks 2007进行设计，对框架结构进行了三维建模，并借助于SolidWorks 2007的一款有限元分析工具COSMOS进行了应力分析。
关键词：液压支架；立柱；液压加载；试验台；ABSTRACTThe hydraulic support is the modern coal mine synthesis picksin the working surface the necessary support equipment, the post is main structural element. The post of hydraulic support take emulsion as actuating medium. In the hydraulic pressure support mining coal working surfaceroof, the broken roof aspect is playing the very important role, has the decisive to the hydraulic support operating performance influence.The post of hydraulic support reliability and the securitydirectly relate the mine pit production normalized and coal miner'spersonal safety. Along with the China coal industry unceasing development, and country to safety in production government dynamics enlarging, set a higher request to the mineral product electromechanical deviceexamination technology.Test benches are essential equipment to inspect post product quality and a guarantee for quality monitoring of the post of hydraulic support.This article also can examine the biggest working resistance 8500kN hydraulic pressure post test platform to could the compatible European standard the structure to carry on the design, introduced the column performance examination method, the testplatform system composition, the principle and the characteristic,have designed the loading system and the load bearing frame.Main content:1. In detail has designed outside the loading system as wellas outside increase the hydraulic cylinder, the turbo-chargedcylinder, the pumping station fuel tank, joins the cover, the shaftcoupling, the load bearing frame.2. The selection had the pointed spare part like outside increase thepumping station, greatly to pump the group, the turbo-chargedcylinder, increase the hydraulic cylinder, the shaft coupling, theincrease cylinder guidance set and so on has carried on thecartography.3.The design of load bearing frame, with the aid of three dimensional software SolidWorks 2007 carries on the design, has carried on the three dimensional modelling to the portal frameconstruction, and drew support to SolidWorks 2007 section finite element analysistool COSMOS has carried on the stress analysis.Keywords: Hydraulic Support；The Post ；Hydraulic Loading System；Test Bench；绪论0.1 课题研究背景和意义液压支架的立柱以乳化液为工作介质,在液压支架支护采煤工作面顶板、破碎顶板方面起到了至关重要的作用。
液压支架立柱的可靠性及安全性直接关系到矿井生产的正常化及煤矿工人的人身安全。
随着中国煤炭工业的不断发展，国家对安全生产治理力度的加大，对矿用机电设备检测技术提出了更高的要求。
由于我国煤炭工业的迅猛发展，大型综采配套现代化矿井逐年增加，液压支架的使用量逐年上升,并且随着技术的革新，单根立柱的缸径已经突破400mm，额定工作压力突破43Mpa,额定工作阻力达到5400kN，向大缸径、超高压、大工作阻力发展是矿用液压支架发展的大势所趋，相信在不久的将来，单根工作阻力超过8000kN的立柱便会设计制造并投产使用，到那时检修量和实验的工作量也大大增加。
液压支架立柱检测设备是生产和研制高产高效液压支架的关键设备，面对迅速发展的支护技术，需要有一种能够快速、准确地检测如此大缸径、大工作阻力液压支架立柱的实验台。
为此本文设计了这台能够准确检测单根额定工作阻力为8000kN液压立柱的实验台。
0.2 本文设计的内容本文主要设计了液压支架立柱试验台的结构，主要内容包含试验台的液压加载系统设计、加载液压缸设计、增压液压缸设计及试验台承载框架设计。
本试验台的液压加载系统分别采用液压油外加载系统和乳化液内加载系统，这种液压系统结构简单,维修方便。
承载框架采用钢板焊接成整体式。
本文比较详细地设计了普通液压油外加载系统以及外加载液压缸、增压缸、外加载泵站油箱、联结罩、联轴器、承载框架，并选取了有针对性的零部件如外加载泵站、大泵组、联轴器、增压液压缸、加载液压缸、加载缸导向套等进行了设计并绘图。
承载框架设计部分，听取导师的建议，借助于三维软件SolidWorks 2007进行设计，对框架结构进行了三维建模，并借助于SolidWorks 2007带的一款有限元分析工具COSMOS进行了应力分析。
因有时间的限制，以上所列的个别内容不够细致。
1 立柱试验台总体结构方案设计1.1 立柱试验台检测项目和实验方法1.2 拟定试验台总体结构分析以上标准和试验方法，测试立柱的试验台主要由：承载机构、加载机构、压力检测机构、电气控制部分组成。
本试验台的液压加载系统和试验台承载框架是这次毕业设计的主要内容，下面从这两方面入手，确定方案。
加载方式有很多种，例如有机械加载、电加载、液压加载等方式。
液压加载系统与其他加载方式相比较具有简单易行，可以实现无级变速连续加载，所需元件数量少，能远距离控制，运动件的惯性小，能够频繁换向，传动工作平稳等优点，所以本试验台加载系统选用液压系统。
本试验台内加载系统拟采用乳化液系统，外加载系统拟采用液压油系统。
这种液压系统分配结构简单,维修方便。
承载部分采用钢板焊接成整体框架式。