[发明专利]一种前置千斤顶结构及其设计原理

权利要求书

1.一种前置千斤顶结构，其特征在于，包括支撑机构、三级作动筒、活动顶杆和液压油箱，所述三级作动筒设置在所述支撑机构中间，所述活动顶杆设置在所述三级作动筒顶端，所述液压油箱设置在所述三级作动筒右侧，所述支撑机构和所述三级作动筒通过耳片连接，所述三级作动筒包括活塞杆装置、调节接头和弹簧装置，所述弹簧装置设置在所述三级作动筒的中间，所述调节接头设置在所述弹簧装置的上方，所述活塞杆装置包括第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆，所述第一活塞杆、所述第二活塞杆和所述第三活塞杆内向外依次设置在所述三级作动筒内部右侧。

2.如权利要求1所述的一种前置千斤顶结构，其特征在于，所述千斤顶还包括脚轮和地脚，所述脚轮设置在所述液压油箱下方，所述千斤顶配备有三组所述脚轮，以便于拖动，所述地脚设置在所述支撑机构下方，所述地脚用于在地面固定所述千斤顶，并通过所述地脚来调整所述千斤顶的纵向垂直度。

3.如权利要求1所述的一种前置千斤顶结构，其特征在于，所述千斤顶还设置有保险螺母，所述保险螺母设置在所述三级作动筒上方，用于控制所述活塞杆装置向上移动时的升程。

4.如权利要求1所述的一种前置千斤顶结构，其特征在于，所述支撑机构和所述三级作动筒均采用30CrMnSi无缝钢管焊接加工制成，表面喷涂“三防”漆，管路连接件使用不锈钢材料。

5.如权利要求1所述的一种前置千斤顶结构，其特征在于，所述三级作动筒内部进行防霉菌处理。

6.基于权利要求1所述的一种前置千斤顶的设计原理，其特征在于，包括以下步骤：

S10、缸筒额定压力验算：缸筒许用额定压力P_n的验算：

S101、缸筒额定压力上限值之一P_n1：

其中，缸筒材料为30CrMnSi无缝管：σ_b＝1080MPa，σ_s＝880MPa；油缸缸筒外径D1，内径D，单位为：m；

S102、油缸完全发生塑性变形的压力P_rL：

S103、缸筒额定压力上限值之二P_n2：

P_n2≤(0.35～0.42)P_rL＝0.4P_rL，Mpa；

S104、缸筒的爆破压力pE：

S105、缸筒额定压力上限值之三P_n3

P_n3＝P_E/3，Mpa；

S106、缸筒额定压力P_n

P_n＝min(P_n1、P_n2、P_n3)三者中取最小值，Mpa；

手压泵的额定输出压力P₀＝14.7MPa，油缸额定输出力F＝40000N；本三级油缸需用额定压力为各级杆件需用额定压力的最小值：

P_n＝min(56.9，45.1，31.2，25)＝25MPa，出厂设定额定压力P₀＝14Mpa；

S20、缸筒壁厚验算：

其中材料许用应力σ_p＝1080/3＝360MPa，手压泵的额定输出最大压力p＝22MPa，得出第3级最小壁厚δ₃≈3.5mm，以此类推得出：第2级最小壁厚δ₂≈5.3mm，第1级最小壁厚δ₁≈7.09mm，因考虑第3级，第2级既是缸筒，同时也是活塞杆，外侧还有梯形螺纹，所以壁厚适当加厚为10mm；

S30、第3级活塞杆轴向受压稳定性验算：

设第三级活塞杆弯曲失稳的临界压缩力F_K，N；

其中，实际弹性模数a＝1/12，b＝1/1，圆截面：

导向系数K＝2，LB＝0.73m，系第二级活塞中部至第三级活塞杆端部距离，F_K＝155391N，实际使用负载F＝40000N，安全系数n＝FK₃/F＝3.88，n通常取值3.5～6；

S40、第3级活塞杆侧向弯曲校核：

假定1、2、3级活塞杆全部伸出，按照杆根部固定，端部自由的悬梁计算根部的弯曲强度，活塞杆实际所受应力σ≤σ_p材料许用应力：

活塞杆实际所受垂直压力Q＝40000N，实际所受水平力矩M＝F×LcN.m，侧向干扰力F＝10000N，Lc＝0.952(一级活塞杆)、0.656(二级活塞杆)、0.334(三级活塞杆)，设活塞杆外径D1，内径为D抗弯截面模数活塞杆面积为30CrMnSi钢调质的活塞杆的许用抗弯应力