立柱无支架

2024-10-18

立柱无支架（精选7篇）

立柱无支架篇1

0 引言

随着社会经济的发展,施工技术也在不断进步和创新,随着S6公路桥梁立柱施工采用无落地脚手架这项新的施工工艺以来,相对工艺渐渐有所突破,取得了良好的经济效益和社会效益。在公路桥梁实施中,高架立柱施工技术需要脚手架,存在着施工成本高、周期长、对精度的控制难度大的问题。为了解决这一难题,改善桥梁工程产品质量、加快施工进度、提高经济效益并降低安全风险,在公路桥梁工程中使用立柱无支架是很好的选择。

1 常规桥梁的问题

在城市桥梁建设中,常规桥梁无法同时满足和谐施工,环境保护的双重要求。常规的立柱施工需要临时支架搭拆工序,施工机械落后而且陈旧,机械化的施工,需要密集的劳动力资源,而露天的、散装式的钢筋加工模式也不安全且不高效。脚手架的搭建对桥梁下方的绿化、交通影响非常大,大量的搭建脚手架,使得现场施工强度大,施工周期长,对施工人员的安全保障存在着不可避免的隐患。

2 立柱无支架的工艺和特点

打破传统的立柱钢筋分两部分加工的模式,将其合二为一,利用模具集体加工整体钢筋笼,并运到施工现场,整体吊装定位,无需安装脚手架。在柱顶安装操作台,人员可以使用登高车上下,形成模架一体化。立柱支架钢筋的合成,是在厂内加工铸造成钢筋模块,在承台顶层安装时采用汽车吊配安装合成,钢模块安装完成以后,借助登高车的高度,在定型钢板模块上搭设混凝土施工平台的这一工艺,就是现代广泛使用的立柱无支架技术。此施工工艺方案的广泛使用得益于它具有以下特点:

1)施工效率高,由于桥梁立柱钢筋笼是在车间一次焊接成形,安装时只需要整体焊装整个模块即可,工期相比于传统的立柱施工大大缩短了,而且减少了安装和暴露在外面的时间,生锈程度也明显降低,保护层的厚度得到保障,工程质量也得以提高;

2)可操作性强,安全系数高,采用模架一体化,相当于在立模的同时也完成了脚手架的搭设,免除了搭设和拆除脚手架的复杂程序,节省了时间和费用的同时,更重要的是排除了脚手架作业的危险;

3)施工方便,节约成本,钢筋笼的集中化加工和安装,将传统的分散式加工和安装方式打破,由高地、野外作业转变为平地、车间作业,施工程序简单了许多,有效降低了恶劣天气对施工进度的影响,减少了许多不必要的损耗;

4)对绿化的破坏作用相对较小,现如今,国家大力倡导绿色文明,实现生态和经济的可持续发展,这一技术的应用,可谓是顺应时代发展的需求。

3 立柱无支架技术的应用对策

3.1 科学制作钢筋加工模具

在公路桥梁施工之前,要先制作好合理的钢筋加工方案,才能保证好质量。钢筋加工模具有一定的通用性,可以随时依据钢筋大小进行调整,从而满足不同批号的桥梁建设的需求,才能更好的节省成本开支,减少不必要的材料浪费,保证桥梁的精准。

3.2 确定合理的施工位置

通常而言,合理的施工位置是桥梁建设中必不可少的一个重要环节。施工位置的确定,需考虑是否对环境有损害,是否可以实现交通的便利,施工难度的系数有多大,综合考虑这些因素后,确定好立柱的大概位置,然后按照确定好的位置进行填埋立柱,这样可以减少立柱无支架施工对其他施工建筑的影响。

3.3 钢筋笼的合理运输

钢筋笼是桥梁建设中重要的建筑材料,由于其体积较大,必须采取专业的运输工具———吊具。现今使用的吊具长为9 m,其上有足够的吊环,这很大程度上保证了钢筋笼的质量。钢筋笼的质量对于桥梁的质量起到至关重要的作用,这也就要求钢筋笼的质量必须够好,能保证这一要求,就必须要垂直状态的运输钢筋笼,减少吊具对钢筋笼的损坏。

3.4 钢模板的合理设计

施工单位对于钢模板的设计也是决定桥梁建设的一个分量很重的环节。钢模板的好坏取决于两个方面,混凝土浇筑,混凝土振捣时的振动及侧压力的影响。为了确保模板的拼接严密,防止爆模现象的发生,对对拉螺杆的刚度和强度提出了很高要求。施工单位可以采用螺丝钢管,提高钢管的刚度,从而保证钢模板的质量。

在现在公路桥梁建设中,钢模板的质量需符合国家标准。不仅如此,还要保证钢板的竖向承载力,保证承载施工过程中人员的重量,机械的负载,另外还需要考虑操作过程中平台的自重,以保证钢模板制作出来的成品平稳。

3.5 钢模板的合理安装

在公路桥梁建设施工中,模板设计完成后,需要把钢模板安装在桥梁工程上。施工人员在安装时,必须垂直高度的运输,以减少不必要的磨损。模板安装过程中还需要考验施工人员和吊机的配合程度,共同完成钢模板的作业,提高工作效率。作业人员工作时为了保证安全,必须使用双扣带。对于可以整片连接的花瓶式立柱,则在对立的两角牵制住就可以保持稳定;对于不可以完整拼接的钢模板,则要把模板相对的分开,分成相邻的两块,这样两块之间进行拼接的难度会降低,拼接也会足够平稳。安装上下两块钢模板完毕后,安装水平定位销、纵向拼缝的定位销和精轧钢螺纹定位销,最后用同样的操作手法安装整个操作平台。

整个平台安装成功以后,为保证立柱的垂直以及倾斜度,需在顶部的四个方向牵拉横绳,并且利用三角形的稳定性原理,进行一系列的检查。为了运输机具和工作人员的上下行动方便,建议安装简易电梯。

3.6 模板拆除

模板使用完毕后,还需要进行拆除,它与装模板时一样,同样使用汽车吊机这个工具,拆模之前,必须先把吊机钢绳悬挂钩好,最后拆除最上层的螺丝,模板拆除遵循先上后下的原则,逐层拆除。所有的连接以及支撑全部解除后方可轻敲模板,使其与混凝土分离,不可损伤边棱。在模板拆除过程中,对混凝土造成的那些细小裂缝要注意进行及时修复,进而保证混凝土的质量。模板拆除时禁止高空坠落,以防止这么多重量从这么高地方冲下来所带来的冲击力,对人所带来的不可避免的伤害。拆除过程中也必须有专人进行指挥,起吊机的立臂两边禁止站人。

4 结语

随着车辆的普及,城市交通压力逐渐增大,公路桥梁的出现就是顺应时代发展的产物,它在很大程度上缓解了交通压力。但是,传统的桥梁已经无法满足这一要求,它需要足够大的场地,并且会对底下的交通有一定阻碍,而立柱无支架施工技术的普及正好弥补了这一空缺,不仅降低了施工成本,还提高了工作效率。公路桥梁的良好建设,是施工人员更好的制作加工模具,保证钢筋笼的质量才可以产生的工艺成品。在公路桥梁建设以前,还得益于精准的选择施工位置,拼接模板,公路桥梁完成以后,拆除模板,这些都是一个完美的公路桥梁应有的环节。

参考文献

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[4]江涛.高墩施工技术在高速公路桥梁工程中的应用[J].中华建设,2015(10):168-169.

[5]包小光,涂佳鹏.公路桥梁施工中无支架翻模技术在薄壁墩中的应用[J].中国新技术新产品,2014(6):69.

[6]刘兵兵.预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用[J].交通世界(建养·机械),2016(15):82-83.

液压支架立柱参数化设计与校核篇2

1液压支架立柱参数化设计的概念

三维造型应用软件的使用已经比较普遍, 如Pro/Engineer、Solid/Edge、UG、Solid Works、CAXA、AutoCAD等, 在我国机械企业中都已采用。无论采用哪种三维CAD软件, 都可以较好地完成液压支架零部件的三维造型。利用三维软件建模, 很容易实现参数化、标准化、系列化设计, 是液压支架最理想的建模方式。利用三维实体间的布尔运算 (交、并、补) , 将多个简单零件组合成一体, 生成新的实体等, 生成的实体模型均采用参数化特征造型。

参数化设计是近几年才发展起来的先进造型技术, 从产品设计到制造的整个过程, 产品的几何形状和尺寸不可避免地要反复修改、协调和优化。参数化设计就是利用数值驱动零件和部件的特征尺寸, 在进行系列产品的设计时, 只需添加多组数据;重新设计时, 只需修改部分数据即可。

2参数化建模

本文选取ZY12000/28/63液压支架用直径400 mm的大立柱为对象, 采用Solid/Edge软件进行参数化建模, 利用欧洲标准, 采用有限元分析软件进行强度校核。

建立了立柱各零部件 (中缸、外缸、活柱、导向套等) 的3D模型, 就可以对立柱进行装配。装配好的立柱如图1所示。

完成了立柱的3D建模和装配, 即实现了立柱的参数化设计。在应用中, 如果要修改立柱的某一尺寸, 装配件中此零件的尺寸也会相应改变, 由此生成的工程图的尺寸也会相应产生变化。因此, 通过参数化设计, 可以保证设计的快速性和准确性。

3强度校核

按照欧洲标准, 立柱的强度校核主要是对2种工况下的安全系数进行校核:①立柱承受1.5倍额定载荷时;②活柱顶端承受1.1倍、偏心33 mm的额定载荷时。

立柱的强度校核有很多方式, 可以通过经验公式自行计算, 也可以利用三维设计软件中自带的相关模块进行核算, 如Solid Works和Pro/E等软件都具有相关的功能, 或者基于三维软件进行二次开发, 自行设计立柱强度校核软件, 如基于NX Nastran、UG的二次开发软件, 可将软件设计为界面形式, 由用户直接输入参数, 得出立柱各个部分的挠度, 进而得出立柱的稳定性和安全系数, 免去了繁琐的公式计算, 整个过程简单、明了。

3.1有限元分析法概述

在众多立柱的强度校核方式中, 较为成熟和被广泛采用的是有限元分析校核方式。有限元法是最重要的工程分析技术之一。有限元法在各个工程领域中不断得到深入应用, 现已遍及宇航工业、核工业、机电、化工、建筑、海洋等工业, 是机械产品动、静、热特性分析的重要手段。

3.2中缸的有限元分析

根据以往的经验, 中缸是整个双伸缩立柱当中受力最为复杂的部件, 在这里选取中缸为分析对象。启动UG软件, 导入先前建立的立柱中缸3D模型, 选择高级仿真, 进入有限元分析界面, 对模型进行网格划分, 如图2所示。

按照1.5倍额定载荷施加力, 计算出中缸内部的液体压力, 根据设计计算该数值为36.3 MPa, 对中缸进行底部和缸口部位固定, 内部施加载荷 (液体压力) 。经过计算, 得中缸的位移与应力情况如图3、图4、图5所示。

由分析得出, 中缸内壁最大的应力值为546.7 MPa, 由于中缸的许用应力为700 MPa, 因此, 中缸的安全系数为700/546.7=1.28。以上分析了立柱中缸的最大应力, 利用对立柱的强度校核, 可以验证设计所选的参数。对于立柱来说, 中缸的情况最恶劣, 因此, 在设计中要提高中缸的强度, 从而提高整个双伸缩立柱的稳定性。

4结论

主要对液压支架立柱部件进行了参数化三维造型设计, 针对ZY12000/28/63液压支架用Ø400 mm的大立柱, 依据欧洲标准, 采用有限元分析方式进行了分析, 得出以下结论:

(1) 参数化设计不仅能够更加直观、迅速地进行立柱设计, 而且为以后的修改工作带来很大的方便。只需更改需要改动的尺寸, 总装配图和二维工程图均会相应改变。

(2) 立柱强度校核。通过有限元分析的方法对立柱进行强度校核, 结论表明, 中缸的受力情况最恶劣, 符合其他校核方式的结果。通过立柱的强度校核, 可以对设计的参数进行验证, 从而指导设计。

参考文献

液压支架立柱的装配和漏液原因篇3

1.密封概述:

不同的角度对密封进行分类, 一般可分为运动密封和固定密封两大类 (即动密封和静密封) 。运动密封又可按运动方式分为转动密封、往复运动密封盒旋动密封。

1.1 材料

材料是密封技术的物质基础, 由于被密封的介质具有各种不同的特性, 因此要求材料具有不同的适应性, 没有品种繁多的密封材料是办不到, 以用得最多的橡胶为例, 天然橡胶已远远不能满足工程上的要求, 各种人工合成橡胶的出现, 使密封技术取得很大进展, 目前广泛用作密封件的橡胶有丁腈橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、氟橡胶和聚氨酯橡胶等, 国外还用有共聚氯醇橡胶、磷腈橡胶等, 这要求合成化学工业不断提供新的橡胶制品, 应当指出的是, 在选择密封材料时, 不应笼统的采用某类耐酸胶或者耐油胶, 因为不论是酸或乳化液, 其种类繁多, 特性各异, 即使同一种酸, 浓度不一样, 特性也不同, 因此, 应根据介质的具体情况, 有针对性地选择合适材质。

1.2 加工工艺

良好的加工和成型工艺是保证密封件尺寸精度、表面特性和提高抗腐、耐磨能力的有效手段, 与密封有关的加工工艺包括模压、浸渍、喷涂、烧结、焊接、电镀和表面热处理等, 同一材料, 如果处理工艺不同, 几乎可以得到完全不同的材料特性。在喷涂陶瓷方面, 目前采用等离子喷涂方法, 但是喷涂之后的表面致密性差, 多孔, 易炸裂, 不能满足密封要求, 如果工艺上加以改进, 则是一种耗材极少, 抗腐蚀性优异的好办法。在电镀方面, 如果镀层厚度不均匀, 易脱皮, 用在金属空心O形环表面上会直接影响密封效果。这方面的问题大多是镀前的表面处理进行的不好所造成的。只要在酸洗、除油、除锈等方面严格操作, 电镀方面就不会有什么突出的质量问题。

模压工艺在密封件制造工艺中用得较多, 但许多橡胶密封模压的尺寸和精度, 常常被人们忽视, 以为他们是弹性体, 尺寸差一点没关系, 所以压出后的成品往往形状、尺寸, 特别是必要的公差得不到保证, 且分型面上常有飞边和毛刺, 这对于密封都是很不利的, 以用得很多的橡胶O形圈为例, 它是以给定的压缩变形量来工作的, 假定往复运动的O形圈工作时压缩变形量为10%, 如果因尺寸精度差, 保证不了10%, 就会产生泄露, 此外, 由于O形圈以预拉伸状态安装在活塞上, 当运动摩擦发热时, O形圈不是热膨胀, 而是热收缩 (拉伸状态下的橡胶受热收缩称焦耳效应) , 这样也可能使压缩变形量小于10%而泄露。所有密封设计人员必须严格给定尺寸和精度, 并考虑此种效应引起的收缩量, 生产出在自由状态下具有严格尺寸和精度的密封件, 而对那些易变形走样的弹性元件应密封包装, 限期使用, 过期作废。

1.3 腐蚀和防腐

密封面的腐蚀是引起泄露的主要原因之一, 密封设计的同时, 常常必须考虑防腐问题。腐蚀有均匀腐蚀、浸蚀或汽蚀、电化学腐蚀、点蚀、间隙腐蚀和晶间腐蚀等。一处被腐蚀常常是多种腐蚀原因引起的, 作防腐处理时, 应妥善分析, 区别对待。有的人在做腐蚀设计时, 常常不加分析地滥用不锈钢, 这是很错误的, 选用不当, 不但不能解决防腐问题, 而且会浪费昂贵的镍铬特殊合金材料。

2.立柱原理及结构

液压缸按照作用方式可分为单作用液压缸和双作用液压缸, 液压支架的立柱属于双作用双伸缩液压缸, 立柱由外缸筒、二级缸筒、活柱和导向套组成 (图1) , 为了保证液压支架达到原设计的工作阻力, 要求立柱部件动作顺序必须按照二级缸动作完全部行程, 其次动作活柱的顺序, 通过二级缸底部安装的单向阀来实现。

二、立柱的装配及注意事项

1. 密封的装配的要求

1.1 装配前保证密封件的存储地点凉爽、干燥和避光, 避免密封变形失效。

1.2 检查密封件的沟槽区域是否存在可能造成密封件损伤的地方, 去除金属件上所有尖锐的边缘和毛刺, 特别注意安装时需要通过或滑过的孔道、沟槽和螺纹, 尤其是安装活塞杆密封和活塞密封的部位, 使用专用的纱布磨头进行表面处理, 要求沟槽地面的光洁度 (Ra≤1.6um) , 沟槽的侧面的光洁度 (Ra≤3.2um) 。

1.3 清除所有密封件的沟槽区域, 保证不存在金属颗粒和其他污染物。检查所有靠近密封件装配通道的金属表面是否存在污垢、细屑或其他污染物。

1.4 安装导向套静密封圈时, 如经过的螺纹直径和密封件直径之间的间距很小, 必须使用某种形式上的遮盖螺纹的保护装置, 防止密封安装过程中损坏唇形, 导致漏液。

1.5 组装密封的过程中在所有的密封件和金属件上涂抹足够量的干净的工作流体或兼容的润滑脂。

1.6 安装导向环前, 轻轻地挤压导向环切口两端, 使其重叠, 切口宽度应该符合以下要求:

1) 直径≦50mm, 宽度为1.50至3.00mm

2) 直径≦120mm, 宽度为3.50至5.00mm

3) 直径≦250mm, 宽度为7.25至9.00mm

4) 直径≦550mm, 宽度为15.00至17.00mm

1.7 导向环安装就位会“卡”进自身的沟槽里, 若密封左右同时有两个导向环时, 则选择导向环使两个切口大约呈180度。

1.8 O形密封圈是压紧型密封, 故在其装入密封沟槽时, 必须保证O形密封圈有一定预压缩量, 一般截面直径压缩量为8%～25%。O形密封圈对被密封表面的粗糙度要求很高, 一般规定静密封零件表面粗糙度Ra值为6.3～3.2um, 动密封零件表面粗糙度Ra值为0.4～0.2um。

1.9 装配前需将O形圈涂润滑油。当工作压力超过一定值时 (一般10MPa) 时, 应安装挡圈, 需特别注意挡圈的安装方向, 单边受压, 装于反侧。

1.10 装配时不得过分拉伸O形圈, 也不得是密封圈产生扭曲。

1.11 唇形密封圈在装配前, 要仔细检查密封圈是否符合质量要求, 特别是唇口处不应有损伤、缺陷等。

1.12 在装配中, 应尽力避免使其有过大的拉伸, 以免引起塑性变形, 当现场温度较低时, 为便于装配, 可将唇形密封圈放入60度左右的热油中加热, 但不可超过唇形圈的使用温度。

2. 立柱部件装配要求

2.1立柱的外缸、中缸由于在使用过程中, 产生锈蚀, 返厂检修过程中, 为了保证表面粗糙度, 保证密封的损坏, 需要对外缸和中缸进行珩磨加工, 珩磨加工是内孔加工的一种有效方法, 它是利用可涨缩的磨头使珩磨压向工件的表面, 以产生一定的接触面积和相应的压力, 在适当的冷却液作用下, 油石对被加工表面进行加工, 从而改善缸筒的表面质量, 在珩磨过程中采用定量进给的珩磨过程, 珩磨后的缸筒的内表面的光洁度 (Ra≤1.6um) , 保证了密封在运动过程中保证密封完好性。

2.2 立柱缸口螺纹的位置:目前使用的立柱外缸和中缸全部使用导向套螺纹固定, 目前有两种不同位置, 一种是立柱的静密封配合位置的缸口在螺纹的外侧, 另外一种是立柱的静密封配合位置的缸口在螺纹的内侧。

2.2.1 螺纹在缸口的内侧:立柱的外缸和中缸在加工阶段为装配考虑, 缸口位置处有30°倒角, 由于倒角过大, 导向套根部位置处安装O形圈时, 起不到作用, 外部的水容易通过倒角部位进入立柱缸口位置, 经过一段时间后, 缸口产生锈蚀, 表面粗糙度等级降低, 由于缸筒内部压力变化的原因, 导向套的静密封随着压力的变化, 也在相对运动, 当静密封被迫将唇形磨损, 就会产生漏液现象。

2.2.2螺纹在缸口外侧:由于螺纹在立柱的外缸和中缸的外侧, 外部少量的水经过导向套的根部进入缸筒内, 水只停留在静密封的外侧, 由于缸口静密封位置处于乳化液浸泡中, 在一定程度上能够缓解静密封位置处的锈蚀, 间接地使静密封的寿命得到了延长, 从尔保证立柱的正常使用。

2.3缸口修复工艺:当立柱的工作循环达到3000次以上时, 立柱的外缸和中缸口由于锈蚀, 产生斑坑, 导致缸口粗糙度的等级降低, 静密封在使用过程中磨损加剧, 导致漏液。为了改变漏液的状况, 需要对缸口进行修复, 修复工艺如下:

2.3.1 加工流程:找正—装卡—车 (镗) 口部—焊接— (机床) 找正—装卡—车 (镗) 。

2.3.2 加工所需设备:CA6180车床、T6916D落地镗铣床。

2.3.3 不锈钢焊丝材料:焊条采用A107不锈钢焊条。

2.3.4 工艺手段:

1) 找正, 焊接前找正不大于0.1mm, 装卡至加工位置。

2) 车 (镗) 油缸缸口, 单边车下1.5mm。

3) 补焊, 补焊油缸缸口修复位置, 单边补焊3mm, 要保证焊接的熔化深度为0.1mm-0.2mm, 保证加工的余量, 焊接后放置于常温后方可进行机架。

4) 找正, 焊接后找正不大于0.03mm, 装卡至加工位置。

5) 精镗, 将缸口精镗至要求尺寸。

6) 去毛刺, 打磨缸口, 保证加工粗糙度不低于1.6um。

修理完成, 按照图纸的技术要求对被修缸口进行检测, 并做好记录。

2.4 首先将二级缸组装到一级缸, 然后将活塞杆组装到二级缸内, 尽可能垂直进行安装, 这样由于重力的原因, 立柱的密封可能达到最大可能的保护, 防止在组装过程中拉伤或碰伤密封, 立柱的组装倒角应该尽可能地延长和平缓, 确保所有边缘没有毛刺, 组装倒角和缸壁的相交处要圆滑。

2.5 在组装导向套过程中, 当使用自动旋转装缸设备组装导向套时, 活塞密封相对于缸壁以及活塞杆密封件相对于活塞杆的最大表面线速度不能超过0.1米/秒, 转速 (转/分钟) =线速度 (米/秒) *19108/直径 (毫米) , 最大转速=1900/直径 (毫米) 。

2.6 完成组装后, 使用立柱试验台进行密封性能试验, 在测试前使用较低的压力缓慢地全冲程的动作几次, 以彻底地清除掉液压缸内残存的气体, 防止狄塞尔效应的产生, 狄塞尔效应即含有易挥发成分的气体在快速上升压力的作用下发生局部爆燃的现象, 在爆燃瞬间可能会对密封造成伤害。

三、立柱漏液的故障分析及对策

1 立柱漏液的分析

1.1 密封槽的底径过大, 安装O形密封圈和Y 形密封圈的槽底直径, 如在使用过程中由于锈蚀的缘故, 使用砂轮片进行打磨, 导致密封槽底径变大, 则密封圈的压缩余量变大, 装配时会造成密封件的损坏。

密封圈装入槽内以后, 应该用游标卡尺检查其外径大小 (及检查密封圈的压缩余量) 。一般情况下, O形密封圈的直径方向应有0.6～0.7毫米左右, Y形密封圈应有0.6～1.5毫米左右的压缩余量。

1.2 装配过程中, 用螺丝刀等工具按压密封圈造成的损伤, 通常情况下, 安装导向套时, 缸筒的倒角合乎要求, 如不能到位, 使用铜棒轻轻敲打, 在密封圈产生变形的同时, 导向套可顺利的装入缸筒内, 如果导向套或活塞不符合要求, 密封圈被卡住, 如果使用螺丝刀等工具强行安装, 密封圈被划伤, 尤其是Y形密封或组合活塞密封, 更难于装配, 因此, 欲不使其划伤, 密封圈四周应圆滑, 呈收缩状, 在密封圈处于贴紧状态下, 再将导向套装进去。

1.3 立柱导向套的密封沟槽和Y形密封尺寸不相配时导致密封件急剧磨损, 立柱导向套的Y形密封式静密封, 所谓的静密封相对位置无运动的趋势, 在立柱动作过程中, 由于缸筒内部压力的变化, 密封件在槽内始终处于被压缩, 又复原的反复运动状态, 尤其是在高压和负压反复出现的场合, 密封件将前后移动, 目前立柱外缸和二级缸的静密封处锈蚀严重, 需要重新车削、焊接、车削加工, 密封接触要求缸口的表面粗糙度Ra<=0.4um, 由于目前修复设备和工艺手段的限制, 修复完成的立柱缸口的表面粗糙度Ra>=2.0um, 最后导致立柱导向套静密封磨损加剧, 导致立柱漏液。

1.4 立柱导向套和活塞密封的沟槽表面粗糙度达不到技术要求, 目前立柱导向套大部分使用表面镀锌处理, 由于长期在潮湿环境下使用, 密封沟槽十分容易锈蚀, 在打磨过程中发现密封沟槽已经锈蚀, 出现斑坑现象, 由于锈蚀坑斑尺寸小, 密封是耐高温聚氨酯, 无法再工作时补偿锈蚀斑坑, 高压液体通过锈蚀斑坑向外泄露, 导致立柱出现渗液或挂液现象, 另一方面由于表面光洁度达不到技术要求, 由于压力的变化, 导致密封磨损加剧, 出现漏液现象。

2 立柱漏液的防范措施

通过分析, 立柱的泄露主要有4种原因, 第一, 密封的结构和材料。第二, 密封在安装过程中损坏。第三, 立柱导向套沟槽的锈蚀引起。第四, 立柱缸口的锈蚀导致静密封唇形磨损, 导致漏液, 主要从以下几个方面进行预防:

2.1 选择目前市场比较成熟的密封材料和合适的密封结构, 不断在密封结构方面进行改进, 如导向套静密封应该选用聚氨酯的Y型唇形密封, 如选用橡胶材料的O形圈, 由于材料的原因, 立柱的泄露周期将会缩短。

2.2 必须严格按照密封安装的操作规程, 严禁使用尖锐的工具进行密封安装, 在安装密封时必须进行涂抹能够溶于水的润滑脂。

2.3 导向套的密封沟槽锈蚀产生斑坑是泄露的主要原因, 目前导向套表面镀锌处理存在着弊端, 应该选用导向套表面镀铜处理, 一方面可以减少泄露, 另一方面可以节约成本。

2.4 立柱的缸口锈蚀, 导致静密封磨损失效, 产生泄露, 缸口应该采用镀铜工艺或者采用不锈钢包层处理, 能够有效的缓解缸口锈蚀问题。

四、结束语

为了改变立柱漏液的状况, 在实际工作中严格安装操作规程进行修复立柱, 按照要求进行密封的装配, 在规定的转速下进行组装立柱, 除此以外, 在立柱的材料和加工方面进一步得到改进和提高, 立柱的漏液率将会大大地降低。

摘要：液压支架立柱的密封的装配的准备工作及注意事项, 从机械损坏、表面粗糙度状况、密封状况方面分析判断立柱漏液的原因及其预防纠正措施。

液压支架立柱的三维参数化建模篇4

关键词：液压支架立柱,Pro/Engineer,三维建模

0引言

在机械设计和机械制造中,对机件进行优化分析、仿真、实验等都需要依托于机件的三维模型。而在机械设计中,三维模型的实际大小或者尺寸并不是一成不变的,要根据优化结果进行不断的调整。这就要求三维建模时设置一些参数,使之改变参数后可以快速地生成新的模型[1],所以参数化三维建模在现代机械优化设计中得到越来越广泛的应用。本文就是针对这一问题,对所研究的液压支架立柱进行了参数化的三维建模。

1建模软件的介绍

针对本课题中参数化要求的特点,选用的建模软件为Pro/E,因为它最大的特点便是参数化[2],而且在后续的分析中所用的软件ANSYS,可以在安装时实现与Pro/E软件的无缝连接[3],如图1所示。

2基于Pro/Engineer的立柱参数化三维建模

2.1参数化建模介绍

Pro/E软件最大的特点就是强大的二次开发功能,Pro/E软件中自带有Pro/Toolkit,可以很方便地实现各种库函数及头文件的调用[4]。本课题中使用了C++语言来完成课题所需的针对Pro/E软件的二次开发[5]。参数化设计的流程图见图2。

2.2菜单栏的制作

本课题的参数化建模,首先需要在Pro/E的菜单栏中添加自定义的菜单和下拉子菜单。制作Pro/E的菜单栏是二次开发中最基本的通用技术,需要使用编程语言编绘源文件程序和文本文件,并且注册运行程序成功[6]。本文中采取的方法是手动注册,需要强调的是注册文件的后缀一定要写成.dat格式,以保证其正确运行。

本文中所用的注册文件如下:

因篇幅问题,编译程序在此文中不做详细展示。制作完成的菜单栏如图3所示。

2.3对话框的制作

做出菜单栏后,还要有对话框进行人机对话才能实现零件的三维参数化建模。目前对话框主要有UI对话框和MFC对话框两种形式[8],两者的比较见表1。本文采用MFC对话框进行制作,制作的一般过程见图4。

2.4立柱零件的参数化建模

对零件进行参数化建模首先需要在零件中提取出相应的参数[9],然后按照需要对这些参数进行更改,最后根据参数的变化重新生成变化后的模型[10]。建模过程如图5所示。

本文以液压支架立柱的外缸为例介绍参数化建模的过程。首先在Pro/E软件中建立外缸的三维模型并且指定设计的参数和其之间的相互关系,如图6所示;接着利用C++建立人机交互界面用以写入设计模型中提取出的相应参数,并且利用自带的Pro/Toolkit调用软件中的底层函数将其传输到Pro/E建立好的模型中;然后进行菜单栏和对话框的制作并开发生成可执行文件,实现模型和用户界面之间的无缝连接[11]。

在执行文件加载了二次开发的菜单栏之后,选择自定义菜单栏【支架参数化设计】中的下拉菜单【外缸参数化设计】,会出现如图7所示的提示对话框,选择确定出现如图8所示的外缸参数化建模对话框,在对话框中输入相关参数,即可生成新的外缸模型。原外缸模型和更新后的外缸模型对比如图9和10所示。

液压支架立柱的其他零件模型见图11和图12, 装配完成的液压支架立柱三维模型见图13。

3结论

立柱无支架篇5

1 双伸缩立柱的基本结构

笔者将其基本结构分析如下。它的结构主要有外缸、中缸和活柱两个缸体一个柱体等组合而成。说起外缸它是有缸底焊接在一起的缸筒组成。在它的上端装有导向套, 可以起到限制和引导的作用, 用来对密封元件支撑。

中缸就是与柱塞焊接或旋入一起的缸筒。在它的上面同样有旋入或集成的导向套, 用来对密封元件支撑。

活柱是配有导向环和外置动态活塞密封, 在生产中把活柱塞腔和环形腔分隔开。

底阀用于双伸缩立柱, 主要是用来控制立柱二级缸与小柱的伸缩。在升柱时由固定的接口向下腔供液, 达到一定程度时中缸体伸出, 此时液力推开中缸下部的底阀使小柱逐渐伸出。而在降柱时, 再由另一个接口进入液体, 此时中缸降缩至缸底, 顶杆将底阀顶开使小柱下降。

2 双伸缩立柱的工作原理

双伸缩立柱它是由控制阀组连接到立柱下腔口, 来完成初撑力与工作阻力。并由控制二级缸与活柱的伸缩程序, 来加以保证控制两级缸获得相同的恒定工作阻力。

另外, 液压支架双伸缩立柱在工作中实现立柱伸出, 立柱负载的工作特性。在工作中, 双伸缩立柱通过外缸上的固定接口, 压力液被引导至中缸底端, 使中缸首先伸出。当活柱一直伸出到支架顶梁顶住顶板, 并且形成初撑压力。当压力液的动力进入活塞腔时, 再到达支架基座, 此时依据活塞相应的面积关系, 在各个活塞腔内产生压力。在工作中, 当调定压力超过限制时压力液可以排除, 中缸就缩回。

3 双伸缩立柱的参数

笔者将液压支架双伸缩立柱的参数集合于表1, 请参考。

4 双伸缩立柱的控制形式

我们知道, 当双伸缩立柱工作时随着顶板压力继续增加, 让立柱下腔压力超过支架的安全阀压力, 这时安全阀打开、溢流, 立柱逐渐下缩, 使顶板压力减小, 立柱下腔压力降低。反之也是这样。

但在实际工作中, 液压支架双伸缩立柱的控制形式一般是二级伸缩。我们根据支架的工作要求, 它的活塞腔应该承受较大的工作阻力。而在支架超载时, 还要满足可缩性, 主要目的是在自动下缩过程中能保持对顶板的支撑能力。这样我们可以用图1的二级伸缩缸的控制方式表示。

从图1中的a图中我们可以看出, 当一级的缸下腔进油的时候, 它的一级缸体优先出来, 当它的压力值达到一定的时候, 我们打开单向阀, 此时二级缸体伸出。再当接触到顶板以后, 阀门4关闭, 接着阀门5的单向阀就会关闭, 就会形成独立的两个闭锁腔。

而从b图中我们可以看到缸筒1和活柱2等与活塞杆3形成液压缸, 并由控制阀5、6限压。同样的当控制阀5、6的安全阀调定值相等时, 立柱就可形成二级阻力。

从图1中的c图中, 二级缸就是液压加长杆, 立柱工作阻力由一级缸控制阀中安全阀限定, 有4个工作油口。立柱的工作阻力与式 (6) 相同。

结语

经过上面的论述, 我们可以得出液压支架的双伸缩立柱作为液压支架的一个核心部件, 它的结构及控制形式比较复杂。当它出现故障时候, 就会直接影响到支架对顶板的支护强度, 关系到整个工作面的安全。这就要求我们在实际的工作中切实遵守使用规则, 确保立柱的正常工作。

摘要：液压支架双伸缩立柱是液压支架承载与实现升降动作的主要液压部件, 结构复杂, 操作灵活、方便。文章主要分析了液压支架双伸缩立柱的结构及控制形式, 为液压支架设计提供了一种新的设计思路。仅供参考。

关键词：液压支架,双伸缩立柱,结构分析,性能特点

参考文献

[1]任洁.液压支架立柱的参数化建模及流固耦合分析[D].太原理工大学, 2011.

[2]白志峰.大缸径双伸缩立柱在冲击载荷下的强度分析[D].西安科技大学, 2010.

立柱无支架篇6

关键词：碗扣支架,门架立柱,强度检算,自由端,剪力撑,微位移

引言

在新建高速公路网中, 随时会碰到上跨既有线路的高速公路。在上跨既有线路时, 现行设计一般为现箱梁保证交通的通畅, 必须在既有线路路面上搭设门形支架通道。根据以往的经验做法, 搭设门架一般采用空心钢管柱或混凝土钢管柱作为门架的立柱, 竖向受力、传力简单、明了, 施工快捷、方便。但一旦受到外加水平力的影响, 其稳定性极易收到破坏, 钢管立柱与行车道之间必须预留足够的安全距离以增大门架跨径。这样既增大了成本, 也加重了整个结构的负担。在此, 我们可以考虑直接用加密碗扣支架作为门架的立柱, 如图1所示。

一、加密碗扣支架支柱立杆数量的确定

1. 荷载分析

(1) 恒载包含节段内梁体自重, 模板、方木等的自重, 对于较高的支架 (高度超过8 m) , 支架的自重也不容忽略。

(2) 活载包含混凝土浇筑及振捣时的冲击力、施工作业人员自重等。

2. 荷载组合

根据碗扣门架支柱间距及现浇箱梁的截面变化形式, 确定各支柱的受力情况, 然后按按荷载组合 (I) 进行组合:

3. 加密碗扣支架立柱的布置形式

现行标准碗扣支架为Φ48×3.5 mm, 纵向步距为60 cm, 最短横杆长为30 cm, 立柱顺桥向支架间距采用30 cm, 横桥向支架间距采用60 cm, 其布置宽度b等于现浇梁顶宽b1。同时考虑两端工作面宽b2, 知其横桥向每排立杆数量为:

4. 确定碗扣支架布置排数

根据碗扣支架的最小步距为h=60 cm知, 每根立杆承受的最大压力计算如下:

对于立杆中间节, 可简化成两端铰接受力模型, 由此可知其长度系数µ=1, 代入上式中, 即可反算出长细比λ。通过查表即可得出折减系数φ, 考虑到安全系数ϒ (一般取1.25) , 则每根支架所能承受的最大轴心压力为:

则加密碗扣支架排数为

二、底托及顶托自由端长度的确定

扫地干与底托之间的底节立杆可视为一端自由, 一端固结立杆, 则其长度系数µ=2。

而中间节段立杆的受力模型为两端铰接立杆, 其长度系数µ=1。根据欧拉公式的一般形式:

可知:

碗扣支架顶托、底托自由端所能承受的临界压力为中间节立杆的1/4。为保持结构的稳定, 顶托及底托自由端最长距离不得超过立杆正常步距的1/4。

三、支架失稳的主要因素分析

1. 立杆强度不足引起的失稳

由于每平方米内立杆的根数不足或是横杆的步距太大, 导致立杆变为长细杆, 在轴向压力的作用下屈曲失稳。另外, 由于扫地杆与中间节立杆其受力结构体系不同, 扫地杆布置高度过高, 极易发生整体结构的失稳。发生此种情况的失稳结构将在瞬间内坍塌, 造成严重的后果。

2. 结构的整体刚度不足引起的失稳

当支架较高并作用顺直荷载后, 在水平荷载如风、意外荷载或地基的不均匀荷载作用下, 由于刚度的原因, 支架会发生水平位移并在顶端进行积累、由于支架的特殊性, 其水平位移会在其外部轮廓线所形成的截面惯性矩较大的旋转方向上进行大量积累、从而引起结构发生震动现, 并造成结构的失稳、这种失稳首先的征兆是结构发生倾斜, 使竖向荷载作业的中心发生变化, 然后在支架的节点处发生扭曲并导致失稳破坏。支架的刚度是确定结构是否稳定的重要依据, 而增加结构刚度的有效措施则要增加剪力撑。

四、剪刀布置情况的确定

1. 剪刀撑布置的角度

剪刀撑是防止整个结构发生微位移而采取的有效措施, 剪刀撑必须连接在碗扣支架的节点上。在结构发生微量位移时, 势必引起剪刀撑长度的变化, 其长度伸长率ΔL/L。最大时的初始角θ为剪力撑布置的最有利角, 经验值一般为60°。

2. 横桥面、顺桥面剪力撑布置的疏密程度确定

根据支架不同截面惯性矩的大小来确定剪刀撑布置的疏密程度及数量的比例关系, 同时必须考虑碗扣支架微位移的积累规则使偏载出现导致支架失稳的情况。

五、结语

碗扣支架的顶、底托自由端因其结构力学模型与中间节立杆的模型变化很大, 在实际施工过程中容易被忽视。另外, 对于小面积支架的刚度倾覆与大面积支架微位移的积累失稳为支架的主要失稳形式, 还需进一步探讨。

参考文献

[1]周水兴, 何兆益, 邹毅松.路桥施工计算手册[M].北京:人民交通出版社, 2001.

[2]邹建奇, 崔亚平.材料力学[M].北京:清华大学出版社, 2007.

立柱无支架篇7

关键词：液压支架立柱,故障分析,检查维修

在煤矿的开采中, 液压支架所起的作用就是支撑矿井, 而液压支架的立柱是一个非常重要的构件。但是, 由于长期承重的原因, 立柱会出现故障, 导致整个液压支架都无法正常工作。因此, 我们应该对立柱故障的原因进行分析研究, 并提出了维护和检修的建议和方法。

1 液压支架立柱的工作原理

首先, 我们应该简要地了解一下立柱是如何工作的。如果立柱要做上升运动, 那么我们可以扳动液压阀的手柄, 将阀门打开, 使立柱从外接口进入外缸, 这样中缸就会伸出直至触碰到导向套, 此时液压油会进入中缸, 同时中缸的活柱也会伸出来。

2 立柱出现的故障及原因分析

液压支架支柱经常会出现故障, 在修理的过程中我们会发现, 导致支柱出现的故障是多样的, 但是经过统计可以发现, 主要的故障有以下五种:

(1) 局部涨缸现象, 多发生在外缸与中缸上, 涨缸又会导致立柱窜缸, 立柱出现故障。

(2) 中缸或活柱弯曲, 无法进行正常的伸缩活动。

(3) 缸体密封性故障, 多发生于外缸或中缸的内壁。

(4) 导向索连接密封的故障。

(5) 电镀面损伤。

以上五大主要故障中, 电镀面损伤是最容易出现的一种。造成这种故障的主要原因一般是摩擦和碰撞, 还有一些是因为立柱的电镀层脱落导致的伸缩缸故障。

立柱中缸或活柱之所以出现弯曲的情况, 主要是因为液压支架立柱往往会处在一种理想状态来进行受力分析, 这样得出的数据都是比较精确的。但是这样一来, 立柱的受力稳定性富裕量就不足以应对压力较大的工作状态了。并且, 双伸缩立柱是一种组合构件, 这就决定了它不可能只承受单一的轴向力。立柱、活塞与缸筒之间存在着缝隙, 导致了轴向力会分解为一种组合力, 包含轴向力和横向弯曲力。其中的弯曲力若超过了活柱的承重极限, 对活柱形成的弯曲损坏将会是永久的、不可逆转的。它在进行垂直方向的运动时会与缸体的内面发生摩擦, 造成的划伤也是永久性的, 液压缸体因此而损坏。

3 做好液压支架立柱的日常检修与维护

由上文的介绍和分析可以知道, 液压支架立柱会出现故障是无法避免的, 不过有些问题可以从故障发生的原因分析入手, 在日常的使用过程和检修过程中采取一些有效的措施来使故障发生的几率降低, 提高液压支架的工作效率。具体来说, 有以下几项措施可以采用:

(1) 电镀面损伤等问题最表面也最常见, 这类问题比较容易解决, 可直接在立柱的周围架起防护措施, 阻止带有破坏性的异物靠近立柱。

(2) 厂家设计声场导致的立柱的稳定性问题是无法自行解决的, 对此应该及时联系厂家, 反馈故障情况, 向厂家提出改进建议。

(3) 支架摆放的位置和角度不合理会产生额外的附加横向弯曲力, 我们可以进行必要的倾斜性检查, 如果倾斜度不符合正常范围, 要及时调整至合理状态, 还要注意定期地对支架进行清理工作, 保证液压支架能够正常工作。

4 液压支架立柱的修复

4.1 对于立柱缸筒的修复

在对液压支架立柱进行检修工作时, 第一步就是拆解立柱。此后, 再测量和检查立柱的缸筒表面, 找出导致故障的具体部位, 在有划伤和裂缝的部位进行研磨处理。除了划伤和裂缝, 还有螺纹部位的锈迹也需要及时处理, 对此, 可以利用细砂纸与汽油、煤油等工具。

4.2 对于液压支架立柱中活柱的修复

活柱部位也容易出现问题, 一般是在表面, 可以在拆解立柱之后对其进行检查, 观察它有没有划伤或锈蚀, 如果没有那么我们就可以只进行简单的抛光处理;如果有划伤或锈蚀的情况, 则需要打磨表面, 再对其进行重新镀铬, 使活柱表面的状态达到工业使用的要求。此外, 如果液面的密封性也出现了问题, 那么就会发生渗漏现象, 打磨处理也是必要的。

4.3 对于活塞的修复

对液压立柱拆解后, 可以对活塞表面进行观察, 检查它的表面有没有明显的损坏是可以直接用煤油、清洗汽油等清理的, 清理完后用润滑脂涂在表面。如果活塞的表面有了轻微的损伤, 就需要对它表面的毛刺进行清除, 可以利用油石等工具。

5 修复工件的检验

5.1 镀层的检验

在外观方面, 主要是对镀层的表面进行检验, 查看镀层表明是否有局部区域存在无镀层、凹坑、凸起、裂纹等现象, 要保证镀层表面的光滑度和平整度。

在硬度方面, 我们需要确认硬铬层≥800HV。

在粗糙度方面, 我们要选取至少三处镀层进行检测, 使用数字粗糙度检测仪的检测结果必须是Ra值≤0.4。

在尺寸方面, 对镀层直径及公差有要求, 需要用到外径千分尺。

5.2 焊缝的检验

焊缝的高度、形状、强度、密封度等指标必须达到要求。

参考文献

[1]陈伟.液压支架立柱常见故障分析及检修工艺介绍[J].中国新技术新产品, 2015 (07) :63.