專利名稱:彈性輕型液壓支架的制作方法
本實用新型涉及到一種煤礦采煤工作面的支護裝置，適用于煤礦井下普采和機械化采煤工作面支護。
國內外液壓支架已有多種形式和類型，一般均有頂梁、前后立柱、底座、推移油缸、掩護板、液壓控制系統(tǒng)所組成(詳見綜采設備配套圖冊，煤炭科學研究院)。這些支架重量較大(約10噸左右)、造價較高、結構復雜，在支架上還要設置防倒、防滑等裝置，并且因降架移架而反復支撐頂板，易使頂板破碎，以及因無立柱空間過大，易造成端面冒落。提腿式液壓支架(見礦山壓方研究文集，1984.12，煤炭部礦山壓力科技情報中心站)雖然能實現(xiàn)帶壓移架，但是結構也復雜，且頭重腳輕，支架不穩(wěn)定，適用范圍也較窄。
本實用新型的目的是為了增加無立柱空間的支撐能力，實現(xiàn)穩(wěn)定的帶壓移架，取消復雜的防倒防滑裝置，達到改善頂板管理，防止端面冒落，既解決支架的防倒防滑問題，又擴大對破碎頂板和傾斜、急傾斜煤層的使用范圍，并且使液壓支架重量輕、結構簡單、造價低，提高采煤機械化的經(jīng)濟效益。
本實用新型的主要內容是這種液壓支架的頂梁分為鉸接的前頂梁1和后頂梁2兩部分，前頂梁1由頂梁滑道和頂梁導向梁組成，在前后頂梁中間裝設有推移油缸；支架的底座由底座滑道和底座導向梁組成且分為鉸接的前底座6和后底座7兩部分，中間裝設有推移油缸；支架的前立柱與后立柱均設有彈性裝置13。
這種液壓支架的前立柱與后立柱可設有彈簧裝置；立柱間距為架寬的二分之一，且立柱是沿工作面方向按等距離布置；而支架頂梁的推移油缸5一端與頂梁滑道3連接，另一端與頂梁導向梁4連接；支架底座的推移油缸一端與前底座連接，另一端與后底座連接。
本實用新型具有的優(yōu)點是1.改善對頂板的控制。
由于實現(xiàn)帶壓移架，彈性支撐，并增加無立柱空間支撐力，從而提高對端面的控制能力，防止端面冒頂。后立柱呈重直狀，有利于切頂。并且解決防倒防滑的難題。
2.擴大液壓支架的使用范圍。
這種支架適用于破碎頂板，也適用于堅硬頂板，對緩傾斜、傾斜、急傾斜煤層均適用。對薄煤層、中厚煤層以及厚煤層也都能適用，既適用于一次采全高的工作面，又適用于分層工作面。
3.具有小巧、簡單、輕型特點。
這種支架寬可以為1190毫米左右，長可以為2800毫米左右，包括立柱在內可僅有6個油缸，重約1.85噸，是目前的輕型液壓支架。
4.縮短安裝拆除時間，降低費用和坑木消耗。
現(xiàn)在安裝拆除一個工作面一般需一個月。使用該支架有七日即可完成。另外有利工作面的增架和減架。降低了液壓支架對工作面走問長度的要求，擴大了液壓支架的使用范圍。
目前工作面開切眼一般掘進3.0米寬，然后擴幫到5.0米。用木長梁支架，安裝拆除還需架抬梁。每米消耗1.5～2立方米的坑米，全國每年按500個安裝拆除工作面計算，消耗坑木達10萬立方米，價值2000萬元。再考慮人工費用得3000萬元。
使用該液壓支架，掘3.0米寬。一般打錨桿即可。
5.造價低廉，有較大經(jīng)濟效益。
液壓支架的資金約占全套設備的60％，一般掩護式支架重8.5噸，一個工作面液壓支架投資500萬元。我國新研制成功的最輕的支架QY31型，重5.76/架。每架2.2萬元。一套為264萬元。本發(fā)明的支架重1.85噸/架，每架0.86萬元，一套約130萬元。如果每年以一百套的速度增加，就節(jié)約1.3億元。
圖1彈性輕型液壓支架結構總圖。
圖2頂梁剖面圖。
圖3底座平面圖。
圖4底座剖面圖。
以下將結合附圖對本實用新型作進一步說明1.支架尺寸和立柱的布置。
為使前立柱11和后立柱12，均勻的支撐頂板，沿工作面采取等距離布置，根據(jù)普采工作面生產(chǎn)實踐，柱距為600毫米，既支架寬度為1200毫米。前立柱設置在緊靠電纜槽。人行道設在前后立柱中間。中心距1000毫米。
在不增加控頂距的前提下，前立柱進入機道上方，將前底座6，抬高到與擋煤板相同的高度，與前立柱底部鉸接，呈傾斜布置，不影響煤機通過。當煤機前滾筒割過后，前頂梁1利用頂梁，推移油缸5，將前頂梁滑道3推出，對新暴露的頂板進行及時支護。由于前頂梁滑道是與前立柱呈球面鉸接。所以前立柱再次傾斜。進入無立柱空間。給端面此頂板以足夠的水平和垂直的作用力。取消目前采用的前采梁或者可伸縮和折疊式前采梁的結構。解決無立柱空間端面支護的難題。
后立柱從有利于切頂考慮，根據(jù)生產(chǎn)實踐證明，應垂直頂?shù)装宀贾谩?br> 這樣我們取消前采梁，增強對端面頂板的控制能力，取消掩護梁有利切頂。使液壓支架的合力作用點前移，控頂距縮小到2700毫米，梁長2550毫米。支架寬1200毫米。組成四柱式液壓支柱。
2.初撐力和工作阻力的確定。
根據(jù)我國礦山壓力研究結果表明，初撐力30噸/m2為最佳值，再加大此值，對頂板的控制效果，并不明顯。目前我國實測的初撐力為5～30噸/m2。因此我們選定為30噸/米。
煤壁到梁端的距離為150毫米，控制距為2700毫米，計算結果每個立柱的初撐力為25噸，每架為100噸。選擇泵端壓力為320公斤/cm2時，立柱的最小缸徑僅為100毫米。
每個立柱的工作阻力40噸時，每架阻力160噸，支護強度為50噸/m2。
該支架設有彈性裝置，緩沖老頂來壓的動能，我們按動載系數(shù)1.6時考慮。該支架的工作阻力相等于70～80噸/m2。
3.液壓支架的彈性裝置。
彈簧選用園柱式彈簧，彈簧直徑為136毫米，彈簧園鋼直徑36毫米。重量7噸時，壓縮量為40毫米。彈簧組放置在前底座6，后底座7內，前底座放置8個，后底座放置12個。每組彈簧由上下彈簧座固定。共分四組，每個立柱的底部放置在一組彈簧上底座上。
4.支架的結構。
為實施帶壓移架，將整體支架分成前后兩個部分，前頂梁和底座均為可伸縮的。
頂梁為適應頂板的變化，前頂梁1和后頂梁2為鉸接。前頂為可伸縮的。利用頂梁推移油缸5完成。 5設置在前頂梁中間，它的兩側對稱布置兩個前梁滑道3和頂梁導向梁4。它們之間各設一橫梁固定聯(lián)接。頂梁推移油缸，為單伸縮雙作用的，缸的內徑為150毫米桿徑100毫米。推力為64噸，拉力為45.8噸，行程700毫米。桿與滑道梁鉸接。缸與導向梁橫梁鉸接?；赖膬蓚仍O置側護板?；赖牡撞吭O球面鉸接座與前立柱頂部鉸接。
后頂梁與兩個后立柱12鉸接。并設一掩護板15，該掩護板15下設鋪網(wǎng)架和懸掛塑料網(wǎng)的擋矸簾14。
底座為柜形可伸縮結構，前底座6與前立柱鉸接，后底座7固定兩個后立柱，中間設置底座推移油缸10，該推移油缸的結構和規(guī)格與方便同前移架，與頂梁推移油缸相同。油缸桿與前底座鉸接，油缸與后底座鉸接。
前底座和兩側的底座滑道8呈整體結構，底座的導向梁9和后底座9鉸接。
5.移架方式。
當采煤機前滾筒切割后，前頂梁滑道利用頂梁推移缸及時伸出，帶動前立柱再向煤壁傾斜。此時前立柱和頂梁推移油缸，同時給液，頂梁推移油缸到后，前立柱達到初撐力為止。
移運輸機和前底座同時進行，先操縱限壓閥，利用底座推移推移油缸將它們推出，使前立柱恢復原來的傾斜位置，再操縱立柱限壓閥。利用頂梁和底座的油缸，同步將后頂梁，后立柱以及后底座一起前移，到位后給壓達到初撐力為止。
6.依靠支架、自身的特征，防止支架下滑和倒架。
支架下滑和倒架主要是降架時產(chǎn)生的，它和端面冒頂互相影響，又和運輸機互相作用，當然與支架本身重量和重心高度都有關系。我們經(jīng)過全面研究，首先確定加強端面的控制，帶壓移架，支架與運輸機不連接。支架重心降低，支架本身自重也大幅度的下降。根除液支架下滑和倒架的人為因素。其中帶壓移架除有利于頂板管理外，更重要的作用是依靠液壓支架自身的能力有足夠的能力阻止支架下滑和倒架。
阻止支架下滑的力，應等于移架時最小的支架支撐力乘以2倍的摩擦系數(shù)。每架阻止支架下滑力為42噸。支架的最大下滑為支架的自重。我們設計的為2噸?？梢娛峭耆欣碛扇∠赖狗阑b置。
權利要求
1.一種由頂梁、前立柱、后立柱、底座、推移油缸、掩護板、液壓控制系統(tǒng)組成的液壓支架，其特征在于①頂梁分為鉸接的前頂梁1與后頂梁2兩部分，前頂梁由頂梁滑道(3)和頂梁導向梁4 組成，在前后頂梁中間裝設有推移油缸5；②底座由底座滑道8和底座導向梁9組成且分為鉸接的前底座6、后底座7兩部分，中間裝設有推移油缸10；③前立柱11與后立柱12均設有彈性裝置13。
2.如權利要求
1所述的彈性輕型液壓支架，其特征在于前立柱11與后立柱12均設有彈簧裝置。
3.如權利要求
1所述的彈性輕型液壓支架，其特征在于立柱間距為架寬的二分之一，立柱是沿工作面方向按等距離布置。
4.如權利要求
1所述的彈性輕型液壓支架，其特征在于頂梁的推移油缸5一端與頂梁滑道3連接，另一端與頂梁導向梁4連接。
5.如權利要求
1所述的彈性輕型液壓支架，其特征在于底座的推移油缸10一端與前底座6連接，另一端與后底座7連接。
專利摘要
本實用新型提供了一種改進采煤工作面頂板支護的新式液壓支架。該液壓支架的特點是頂梁及底座均分為前后兩部分，并裝設有滑道、導向梁，中間有推移油缸，在前后立柱均裝設有彈性裝置。本液壓支架由于結構的改進，從而增加了無立柱空間的支撐能力，實現(xiàn)了穩(wěn)定的帶壓移架，取消了復雜的防倒防滑裝置，達到改善頂板管理，防止端面冒落并擴大了液壓支架的使用范圍。
文檔編號E21D15/00GK87202792SQ87202792
公開日1987年10月21日 申請日期1987年3月9日
發(fā)明者孫守田, 李坍鵬, 劉隆金, 莊桂榮, 孫蓮芝 申請人:孫守田導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan