專利名稱：低位放頂煤液壓支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤礦地下開(kāi)采回采工作面用支護(hù)設(shè)備，特別是一種適用于煤厚大于5米、頂煤冒放性好的綜采放頂煤工作面用的低位放頂煤液壓支架。
背景技術(shù)：
過(guò)去曾使用過(guò)兩柱掩護(hù)式高位放頂煤液壓支架。該支架是短頂梁，單鉸點(diǎn)式穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，兩立柱支撐在掩護(hù)梁上，掩護(hù)梁開(kāi)天窗的單運(yùn)輸機(jī)放頂煤支架，是一種最早期的放頂煤支架，由于諸多缺陷，已被淘汰。
目前，綜采放頂煤工作面所使用的放頂煤液壓支架均為四柱支撐掩護(hù)式支架。按穩(wěn)定機(jī)構(gòu)的形式可分為正向四連桿式四柱放頂煤支架、反向四連桿式四柱放頂煤支架；單擺式或單鉸點(diǎn)式四柱放頂煤支架。
中國(guó)《發(fā)明專利公報(bào)》第17卷、第21號(hào)公開(kāi)了名稱是“一種低位放頂煤液壓支架”的專利，其專利號(hào)ZL 99112531.2，公開(kāi)號(hào)CN 1296115A。它的目的是提供一種既能保證架后過(guò)煤空間、方便架前操作，又可改善四連桿機(jī)構(gòu)受力狀況的低位放頂煤液壓支架；它的構(gòu)成是由立柱兩端連接的底座和帶前梁的頂梁，在頂梁后端依次鉸接有掩護(hù)梁及通過(guò)尾梁千斤頂控制的具有伸縮式插板之尾梁，前、后連桿設(shè)置于底座后部與掩護(hù)梁間，前連桿為雙連桿且位于后立柱之后。該支架是目前使用的四柱支撐掩護(hù)式放頂煤液壓支架的典型架型。
現(xiàn)在普遍使用的幾種支架型式雖然也取得了較好效果，為煤炭工業(yè)發(fā)展發(fā)揮了重要作用，但是，其不足之處是其架型與圍巖的適應(yīng)性普遍存在缺陷，四柱式的前后排立柱受力不均衡現(xiàn)象嚴(yán)重，前柱受力大，后柱受力小，甚至受拉，支架的力學(xué)特性惡化，支護(hù)能力得不到充分發(fā)揮，支架對(duì)頂板適應(yīng)性差。特別是隨著煤礦高產(chǎn)高效要求的不斷提高，國(guó)外已普遍采用兩柱式電液控制液壓支架，現(xiàn)有四柱放頂煤支架不利于采用電液控制、提高工作面自動(dòng)化程度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有低位放頂煤液壓支架的不足之處，本實(shí)用新型提供一種新型的低位放頂煤液壓支架，該支架能從根本上消除前后排立柱受力不均衡缺陷、改善支架的力學(xué)特性、提高放頂煤支架對(duì)圍巖的適應(yīng)性、改善綜放工作面支護(hù)效果、適應(yīng)高產(chǎn)高效放頂煤開(kāi)采要求、更易于實(shí)現(xiàn)電液控制和生產(chǎn)自動(dòng)化。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是這種低位放頂煤液壓支架，由立柱及立柱兩端分別鉸接的頂梁和底座，鉸接于頂梁后端的掩護(hù)梁，掩護(hù)梁后部的放煤機(jī)構(gòu)，鉸接于底座后部與掩護(hù)梁后部之間的前連稈和后連稈，裝于底座中檔的推移機(jī)構(gòu)，頂梁前部的護(hù)幫裝置所構(gòu)成。其放煤機(jī)構(gòu)由鉸接在掩護(hù)梁后端的尾梁，尾梁內(nèi)的插板千斤頂以及由插板千斤頂推拉而沿尾梁內(nèi)的導(dǎo)向槽而伸縮的插板，鉸接于掩護(hù)梁與尾梁之間、可使尾梁擺動(dòng)放煤的尾梁千斤頂所構(gòu)成。其中，立柱僅采用兩根、且呈單排布置。頂梁與掩護(hù)梁的鉸接點(diǎn)之下設(shè)置有平衡千斤頂，平衡千斤頂?shù)膬啥朔謩e鉸接在頂梁、掩護(hù)梁上。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案還可以是本低位放頂煤液壓支架的頂梁采用整體頂梁，或稱整頂剛性頂梁。
本支架的頂梁也可以采用鉸接頂梁，或稱分段鉸接頂梁，它由短頂梁及其前端鉸接的前梁、前梁千斤頂所構(gòu)成。
本支架的平衡千斤頂采用兩根，置于頂梁、掩護(hù)梁的靠近縱向中線部位。
本支架的平衡千斤頂也可采用單根，置于頂梁、掩護(hù)梁的縱向中線部位。
本支架的放煤機(jī)構(gòu)的插板伸出端的齒為錐形齒，齒的個(gè)數(shù)為5～9個(gè)。
本支架的立柱與頂梁、底座鉸接的柱窩采用整體鑄造結(jié)構(gòu)。
本支架的護(hù)幫裝置由鉸接于頂梁前端的護(hù)幫板、護(hù)幫千斤頂、短桿、長(zhǎng)桿所構(gòu)成，四者鉸接成四連桿機(jī)構(gòu)。
本支架的頂梁，采用其上帶有活動(dòng)側(cè)護(hù)板的頂梁。
本實(shí)用新型的有益效果是①頂梁只有兩根立柱，單排支撐，立柱受力均衡，支護(hù)能力能充分發(fā)揮。
②與四柱支撐掩護(hù)式支架相比可顯著減小頂梁的控頂距，提高有效支護(hù)強(qiáng)度，改善支護(hù)效果，有利于工作面的安全高產(chǎn)高效。
③結(jié)構(gòu)緊湊，有效地減小前后輸送機(jī)的中心距，有利集約化管理。
④放煤機(jī)構(gòu)可將掩護(hù)梁上背的冒落頂煤放下，可避免由于掩護(hù)梁背矸和頂板壓力后移，造成支架的“高射炮”工況，對(duì)保證兩柱支架的合理工況有利。
⑤兩柱式放頂煤支架升降、移架操作方便，更易于采用電液控制，實(shí)現(xiàn)高效自動(dòng)化。
⑥保持了低位放頂煤支架的良好特點(diǎn)a.放煤口低且連續(xù)，放煤效果好，沒(méi)有脊背損失，采出率高。
b.后輸送機(jī)沿底板布置，浮煤容易排出，移架輕快。
c.尾梁插板可以切斷大塊煤，使放煤口不易堵塞。
d.后部放煤空間大，尾梁擺動(dòng)角度大，有利于頂煤冒落，放煤效率高。
e.有效減少和阻隔煤塵。


圖1是本實(shí)用新型整體頂梁低位放頂煤液壓支架的結(jié)構(gòu)示意圖主視圖圖2是圖1低位放頂煤液壓支架的底座部分的結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖圖3是圖1低位放頂煤液壓支架的護(hù)幫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖4是頂梁的活動(dòng)側(cè)護(hù)板部分的結(jié)構(gòu)示意圖主視圖圖5是頂梁的活動(dòng)側(cè)護(hù)板部分的結(jié)構(gòu)示意圖俯視剖視圖圖6是放煤機(jī)構(gòu)的插板的結(jié)構(gòu)示意圖主視圖圖7是放煤機(jī)構(gòu)的插板的結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖圖8是本實(shí)用新型鉸接頂梁低位放頂煤液壓支架的結(jié)構(gòu)示意圖主視圖圖中1-頂梁、2-掩護(hù)梁、3-前連桿、4-后連桿、5-底座、6-放煤機(jī)構(gòu)的尾梁、7-插板、8-立柱、9-平衡千斤頂、10-推移機(jī)構(gòu)、11-護(hù)幫裝置、12-尾梁千斤頂、13-插叛千斤頂、14-護(hù)幫板、15-短桿、16-長(zhǎng)桿、17-護(hù)幫千斤頂、18-活動(dòng)側(cè)護(hù)板、19-導(dǎo)向桿、20-側(cè)推千斤頂、21-固定側(cè)護(hù)板、22-齒、23-前梁、24-前梁千斤頂、25-頂梁(短頂梁)具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1圖1所示的本實(shí)用新型低位放頂煤液壓支架，主要由頂梁(1)、掩護(hù)梁(2)、前連桿(3)、后連桿(4)、底座(5)、立柱(8)、平衡千斤頂(9)、推移機(jī)構(gòu)(10)、護(hù)幫裝置(11)，以及放煤機(jī)構(gòu)的尾梁(6)、插板(7)、尾梁千斤頂(12)組成。
頂梁(1)和底座(5)之間由兩根立柱(8)鉸接支撐，頂梁(1)的后端與掩護(hù)梁(2)相鉸接，頂梁(1)與掩護(hù)梁(2)的鉸接點(diǎn)下方有兩只平衡千斤頂(9)鉸接于二者之間，掩護(hù)梁(2)的后端與放煤機(jī)構(gòu)的尾梁(6)鉸接，掩護(hù)梁(2)與尾梁(6)的鉸接點(diǎn)下方有尾梁千斤頂(12)鉸接于二者之間。前連桿(3)、后連桿(4)鉸接于掩護(hù)梁(2)后部和底座(5)后部之間。推移機(jī)構(gòu)(10)布置在底座(5)的中擋。護(hù)幫裝置(11)鉸接在頂梁(1)的前端。
簡(jiǎn)而言之，本實(shí)用新型是兩柱支撐頂梁、四連桿穩(wěn)定機(jī)構(gòu)、前后兩部輸送機(jī)、低位放頂煤的液壓支架，或稱兩柱掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架。
立柱(8)只用兩根、呈單排布置，立柱(8)的前后均為行人通道。立柱(8)采用雙伸縮立柱。立柱(8)與頂梁(1)、底座(5)鉸接的柱窩采用整體鑄造結(jié)構(gòu)，以保證支撐強(qiáng)度。即柱窩為整體鑄件，帶橫筋板一體鑄出，增加柱窩與主筋間的焊縫連接強(qiáng)度。如圖1中所示。
圖2示出本支架下部的底座(5)與推移機(jī)構(gòu)(10)的結(jié)構(gòu)。
底座(5)為分體式剛性底座，分體箱形結(jié)構(gòu)。底座(5)上設(shè)有移架抬底座裝置，可將底座前端抬起200mm以上，使支架在底板局部有泥巖和起伏不平的情況下，能防止底座前端扎底、順利通過(guò)，減少清理浮煤。抬底座裝置可整體拆卸。
推移機(jī)構(gòu)(10)采用反向安裝的長(zhǎng)推桿機(jī)構(gòu)，布置在底座(5)的中擋。其推移裝置是箱形結(jié)構(gòu)件，推移裝置的兩端分別與輸送機(jī)和推移千斤頂相連，是支架與輸送機(jī)移動(dòng)的主要部件。
圖3所示的護(hù)幫裝置鉸接在頂梁(1)的前端，采用四連桿機(jī)構(gòu)。由鉸接在頂梁(1)前端的護(hù)幫板(14)，通過(guò)與之鉸接的短桿(15)的下端，與鉸接在頂梁(1)前端另一鉸接點(diǎn)上的長(zhǎng)桿(16)的下端相鉸接，該鉸接銷軸又同時(shí)與鉸接在頂梁(1)上的護(hù)幫千斤頂(17)的推桿端相鉸接，構(gòu)成四連桿機(jī)構(gòu)。護(hù)幫板(14)通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)和護(hù)幫千斤頂(17)作用實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)和收平。其特點(diǎn)是上挑角度大。
圖4、5示出了頂梁(1)的活動(dòng)側(cè)護(hù)板部分的結(jié)構(gòu)。
頂梁(1)采用整體頂梁，或稱整頂剛性頂梁。頂梁(1)上帶有活動(dòng)側(cè)護(hù)板。頂梁的兩側(cè)護(hù)板，供架間密封和防倒之用。其中一側(cè)為固定側(cè)護(hù)板(21)，另一側(cè)為活動(dòng)側(cè)護(hù)板(18)、可伸縮動(dòng)作。活動(dòng)側(cè)護(hù)板(18)通過(guò)導(dǎo)向桿(19)與頂梁內(nèi)的兩只側(cè)推千斤頂(20)相鉸接，借助于側(cè)推千斤頂(20)的推移實(shí)現(xiàn)伸縮。
掩護(hù)梁(2)也采用帶活動(dòng)側(cè)護(hù)板的。掩護(hù)梁(2)的活動(dòng)側(cè)護(hù)板，結(jié)構(gòu)與頂梁的活動(dòng)側(cè)護(hù)板相同。
平衡千斤頂(9)采用雙千斤頂，布置在頂梁(1)、掩護(hù)梁(2)的靠近縱向中線的部位。其主要作用是調(diào)整頂梁合力作用點(diǎn)，保持支架頂梁的合理位態(tài)。采用雙千斤頂可加大對(duì)支架支護(hù)狀態(tài)的調(diào)整能力，使支架更好地適應(yīng)頂板條件變化和后部放頂煤造成的支架與頂板相互作用變化，有效保證煤壁側(cè)頂板的支護(hù)。
前、后連桿(3、4)鉸接于掩護(hù)梁(2)的后部和底座(5)的后部之間，構(gòu)成四連桿機(jī)構(gòu)。前連桿(3)采用雙連桿、后連桿(4)采用單連桿。這種前雙后單的正四連桿結(jié)構(gòu)既可增加支架的抗扭能力，使支架穩(wěn)定性好、可靠性高，又可保證支架后部有較大空間，便于后部設(shè)備安裝及維修。
放煤機(jī)構(gòu)由尾梁(6)、插板(7)、尾梁千斤頂(12)，以及插板千斤頂(13)等構(gòu)成。尾梁(6)直接鉸接在掩護(hù)梁(2)的后端，尾梁(6)內(nèi)裝有插板千斤頂(13)及其推拉的插板(7)，操作插板千斤頂(13)可使插板(7)在尾梁(6)的導(dǎo)向槽內(nèi)伸縮，以破碎大塊煤、封矸和放煤。鉸接于掩護(hù)梁(2)和尾梁(6)之間的尾梁千斤頂(12)，用于尾梁(6)的上擺下調(diào)。尾梁(6)的上擺時(shí)調(diào)整工作空間，下調(diào)時(shí)插板回縮實(shí)現(xiàn)放煤。放煤機(jī)構(gòu)的尾梁也可采用帶活動(dòng)側(cè)護(hù)板的。由設(shè)在尾梁底面、單側(cè)布置的兩只側(cè)推千斤頂、導(dǎo)向桿及活動(dòng)側(cè)護(hù)板構(gòu)成。
圖6、7示出放煤機(jī)構(gòu)的插板(7)的結(jié)構(gòu)。插板(7)伸出端的齒(22)采用錐形齒，可以是圓錐齒、棱錐齒，以四棱錐齒為優(yōu)選；齒(22)的個(gè)數(shù)減為5～9個(gè)，可增大插板的破煤能力。
支架采用大流量液壓系統(tǒng)，主進(jìn)液和主回液采用雙回路系統(tǒng)，以保證移架速度?？稍谥Ъ苎谧o(hù)梁(2)、后連桿(4)或尾梁(6)上安裝高壓噴霧裝置。
實(shí)施例2圖8示出本實(shí)用新型的另一種形式，即頂梁采用鉸接頂梁的兩柱掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架。鉸接頂梁，或稱分段鉸接頂梁，由頂梁(25)、前梁(23)、前梁千斤頂(24)構(gòu)成。前梁(23)鉸接于頂梁(25)的前端，前梁千斤頂(24)鉸接于頂梁(25)與前梁(23)之間。與之相應(yīng)，其四連桿機(jī)構(gòu)的護(hù)幫裝置(11)應(yīng)鉸接在前梁(23)上，即護(hù)幫板(17)的后端、長(zhǎng)桿(15)、護(hù)幫千斤頂(16)鉸接在前梁(23)的前端。除此之外，本例的其余部分均可與實(shí)施例1相同。
在上述兩實(shí)施例中整體頂梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，頂梁前端支護(hù)力大；鉸接頂梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，頂梁前端支護(hù)力小于前者，但支架的適應(yīng)性好。
除以上舉例的技術(shù)方案外，還有下列技術(shù)措施亦可選擇采用①立柱采用帶機(jī)械加長(zhǎng)桿的單伸縮立柱。
②平衡千斤頂采用單千斤頂，布置在頂梁、掩護(hù)梁的縱向中線部位。
③推移機(jī)構(gòu)采用正向安裝的短推桿機(jī)構(gòu)。
④頂梁和掩護(hù)梁采用不帶活動(dòng)側(cè)護(hù)板的。
⑤放煤機(jī)構(gòu)其尾梁采用不帶活動(dòng)側(cè)護(hù)板的。
⑥護(hù)幫裝置采用護(hù)幫千斤頂與護(hù)幫板直接鉸接、伸縮控制護(hù)幫板形式。
加工制造支架主體結(jié)構(gòu)材料采用70kg～80kg級(jí)高強(qiáng)度鋼板焊接。
權(quán)利要求1.一種低位放頂煤液壓支架，包括立柱及其兩端分別鉸接的頂梁和底座，鉸接于頂梁后端的掩護(hù)梁，掩護(hù)梁后部的放煤機(jī)構(gòu)，鉸接于底座后部與掩護(hù)梁后部之間的前、后連稈，裝于底座中檔的推移機(jī)構(gòu)，頂梁前部的護(hù)幫裝置；其中，放煤機(jī)構(gòu)包括鉸接在掩護(hù)梁后端的尾梁，尾梁內(nèi)的插板千斤頂以及由其推拉伸縮的插板，鉸接于掩護(hù)梁與尾梁之間、可使尾梁擺動(dòng)放煤的尾梁千斤頂，其特征在于所說(shuō)的立柱為呈單排布置的兩根立柱(8)，頂梁與掩護(hù)梁(2)的鉸接點(diǎn)之下有平衡千斤頂(9)，其兩端分別鉸接在頂梁、掩護(hù)梁(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位放頂煤液壓支架，其特征在于所說(shuō)的頂梁為整體頂梁(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位放頂煤液壓支架，其特征在于所說(shuō)的頂梁為鉸接頂梁，包括頂梁(25)及其前端鉸接的前梁(23)、前梁千斤頂(24)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位放頂煤液壓支架，其特征在于所說(shuō)的平衡千斤頂(9)為兩根，位于頂梁、掩護(hù)梁(2)的靠近縱向中線的部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位放頂煤液壓支架，其特征在于所說(shuō)的平衡千斤頂(9)為單根，位于頂梁、掩護(hù)梁(2)的縱向中線部位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位放頂煤液壓支架，其特征在于所說(shuō)的放煤機(jī)構(gòu)的插板(7)伸出端的齒(22)為錐形齒，齒的個(gè)數(shù)為5～9個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位放頂煤液壓支架，其特征在于所說(shuō)的立柱與頂梁、底座(5)鉸接的柱窩為整體鑄造結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位放頂煤液壓支架，其特征在于所說(shuō)的護(hù)幫裝置(11)，包括與頂梁前端相鉸接的護(hù)幫板(14)、護(hù)幫千斤頂(17)、短桿(15)及長(zhǎng)桿(16)，四者鉸接成四連桿機(jī)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位放頂煤液壓支架，其特征在于所說(shuō)的頂梁帶有活動(dòng)側(cè)護(hù)板。
專利摘要一種低位放頂煤液壓支架，由單排雙立柱及其兩端鉸接的頂梁和底座、鉸接于頂梁后端的掩護(hù)梁、掩護(hù)梁后部的放煤機(jī)構(gòu)、鉸接于底座與掩護(hù)梁間的前連稈和后連稈、底座中檔的推移機(jī)構(gòu)、頂梁前部的護(hù)幫裝置以及鉸接于頂梁與掩護(hù)梁間的平衡千斤頂?shù)葮?gòu)成。其放煤機(jī)構(gòu)由鉸接在掩護(hù)梁后端的尾梁、插板千斤頂、插板及尾梁千斤頂構(gòu)成。它是綜合了兩柱掩護(hù)式液壓支架與四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)的兩柱掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架。保留了低位放頂煤支架諸多優(yōu)點(diǎn)。立柱受力均衡，能充分發(fā)揮支護(hù)能力；結(jié)構(gòu)緊湊，顯著減小頂梁控頂距，提高有效支護(hù)強(qiáng)度，改善支護(hù)效果，有利于綜放工作面安全高產(chǎn)高效。支架操作方便，易于采用電液控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
文檔編號(hào)E21D23/00GK2612799SQ03215468
公開(kāi)日2004年4月21日 申請(qǐng)日期2003年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月5日
發(fā)明者楊德玉, 金太, 黃福昌, 李政, 王國(guó)法, 鄧新華, 張崇宏, 曾明勝 申請(qǐng)人:兗礦集團(tuán)有限公司