Гидравлическая стойка шахтной крепи Советский патент 1984 года по МПК E21D15/44 

2. Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что внутренний диаметр емкости определяется из соотношения

где Л - зазор в сопряжении поршень-цилиндр при отсутствии давления в поршневой полости, м;

DH -- наружный диаметр поршня,

м;

DgH - внутренний диаметр емкости поршня, м;

давление настройки предохранительного клапана ГИДРОСТОЙКИ, МПа,

Е - модуль упругости материала поршня, МПа;

jU - коэффициент Пуассона материала поршня,

а глубина емкости равна 1,3-1,5.Н высоты центрирующей части поршня.

1. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СТОЙКА ШАХТНОЙ КРЕПИ, включающая цилиндр, грундбуксу, шток, поршень с центрирующей частью и уплотняющими элементами, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее долговечности за счет снижения удельных контактных давлений в сопряжении поршень-цилиндр и. улучшения работы уплотнения, поршень выполнен с емкостью, сообщенной отверстием с поршневой полостью. О М со О)

Изобретение относится к горному делу, в частности к гидравлическим стойкам механизированных крепей, прмeняe вlIX для поддержания кровли в очистных забоях.

Известны гидравлические стойки, включающие цилиндр, поршень и манжеты, уплотняющие поршневую и гитокову полости Cl.

Недостатками этих гидростоек являются высокие контактные давления поршня на внутреннюю поверхность цилиндра, ускоренный износ и выход из строя уплотнений.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату изобретению является гидростойка, включающая цилиндр, грундбуксу,шток поршень с центрирующей частью и уплотнительные элементы С 2.

Недостатком известной гидростойки является недолговечность, обуслоIленная высокими удельными контактными давлениями в сопряжении поршеньцилиндр и отказами в работе по. вине уплотнений.

Цель изобретения - повышение долговечности гидростойки за счет снижения удельных контактных давлений в сопряжении поршень-цилиндр и улучшения работы уплотнений.

Поставленная цель достигается тем, что в гидростойке, включающей цилиндр, 1-рундбуксу, шток, поршень ,с центрируквдей частью и уплотнительными элементами, поршень выполнен с емкостью сообщенной отверстием с поршневой полостью.

Кроме того, внутренний диаметр екости определяется из соотношения 1

1 2

,г

Г

Р D

макс вн

вн

4

Г)2 п

Т) 2 -р 2

.и JJ3H

Н -SH где л - зазор в сопряжении поршень-цилиндр при отсутст

ВИИ давления в поршневой полости, м/ Г - наружный диаметр поршня,

м;

5 DgH внутренний диаметр емкости поршня, м;

fttoiKc давление настройки предохралнтельного клапана гидростойки, МПа;

0 Е - модуль упругости материала поршня, МПа; i -- коэффициент Пуассона материала поршня,.

а глубина емкости равна 1,3-1,5 Н 5 высоты центрирующей части поршня.

На чертеже изображена пред: агаемая гидравлическая стойка.

Она состоит из цилиндра 1 с грундбуксой 2, штока 3, поршня .4 с Q центрирующими элементами 5, уплотняющими элементами 6 и емкостью 7. Глубина емкости больше высоты центрирующей части поршня, Для повышения жесткости системы на торце поршня 4 5 со стороны.поршневой полости установлен диск 8 с отверстием. Когда стойка находится в нераспертом состоянии, в сопряжении поршень-цилиндр существует зазор л, обусловленный - посадкой. Угол контакта и площадь сопрягаемых элементов с увеличением зазора Л1 возрастают. Когда стойку находится в распертом положении, стенки цилиндра 1 и центрирующая часть поршня 4 деформируются под 5 действием давления Р в поршневой полости. Диаметральная деформация стенок центрирующей части поршня 4 , определяется по формуле Ляме: - 45 где Р давление в полости, МПа;

н соответственно внутренний и наружный диаметр центрирующей части поршня Е, - соответственно модуль упругости и коэффициенты Пуассона материала поршня При наличии диска 8 с отверстием максимальная деформация от давления жидкости будет в центральной части поршня. Это создает благоприятные условия работы поршня, так как из-за перекоса в подвижных элементах гидростойки наиболее нагруженным является центрирующий поясок, установленны у торца поршня 4 со стороны поршнево полости, который в данном случае разгружается из-за того, что часть нагрузки перераспределяется на центрирующие пояски, находящиеся в центральной части поршня.

В процессе изготовления.поршней и цилиндров зазор Л1 в подвижном сопряжении известен.

Известно также максимально возмож ное давление в поршневой полости гидростойки, которое определяется настройкой предохранительного клапана гидросистемы

Подставляя в Формулуляме вместо значений йО и Р значения А 1

акс получим

Отсюда можно определить значение диаметра емкости поршня Dg

Глубина емкости должна.-быть в пределах 1,3-1,5 Н - высоты центрирующей части поршня 4.

При меньшем значении глубины вносится погрешность в формулу упругого расширения тонкостенной оболочки (Ляме), так как она выведена из условия, что длина оболочки бесконечна. В данном случае рассматривается момент, когда длина оболочки имеет конечную длину.

Поршень с емкостью, внутренний диаметр которой определяется по указанной выше зависимости, увеличивает контактный угол, площадь касания центрирующих элементов 5 поршня 4 с цилиндром 1, что приводит к снижению удельных контактных давлений. При |этом увеличивается долговечность Поршня, цилиндра, уплотнений и всей гидростойки в целом.