專利名稱：大采高外注式變徑雙伸縮單體液壓支柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于煤礦井下工作面支護(hù)頂板的單體液壓支柱，屬于煤 礦采掘機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國煤礦采掘機(jī)械正向現(xiàn)代化大型化方向發(fā)展，特厚煤層一次采全的 大型液壓支架相繼問世并投入使用，與之配套用于端頭臨時(shí)支護(hù)的大采高單體
液壓支柱需求量大幅增加。但現(xiàn)在使用的大采高DW①110缸徑的外注式單體液 壓支柱，存在行程小調(diào)節(jié)采高變化能力差，重量較大，操作不便、無排氣裝置， 注液時(shí)進(jìn)入支柱內(nèi)的空氣不能有效排出，影響支柱安全可靠運(yùn)行等缺陷。雖然 有OIOO缸徑懸浮式大行程單體液壓支柱，最大高度也僅有3.5m，最大高度在 3.8m以上的變徑雙伸縮單體液支柱產(chǎn)品未曾有過報(bào)導(dǎo)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種行程大，適應(yīng)工作采高變化范圍廣，能自動(dòng)排 氣密封，重量輕，強(qiáng)度高，抗沖擊性能好的大采高外注式變徑雙伸縮液壓支柱。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:
一種煤礦大采高外注式變徑雙伸縮單體液壓支柱，由頂蓋(l)、自動(dòng)排氣閥 (2)、密封端蓋(3)、活柱筒(4)、活柱導(dǎo)向套(5)、中缸(6)、手把體(7)、 活塞(8)、底缸(9)、注頭(10)、三用閥(11)、接長段(12)、底座(13)、 復(fù)位簧(14)、導(dǎo)向環(huán)(15)、 Y型密封圈等組成(16)，其特征在于所述頂蓋(1)、 自動(dòng)排氣閥(2)、密封端蓋(3)裝在活柱筒(4)上端；活柱筒(4)下裝入導(dǎo) 向環(huán)(15)再裝入中缸(6)內(nèi)，用活柱導(dǎo)向套(5)與中缸(6)連接；中缸(6)下裝活塞(8)后再裝入底缸(9)內(nèi)，用手把體(7)與底缸(9)連接；底缸 (9)下依次焊接注頭(10)，接長段(12)和底座(13);復(fù)位簧(14)分別掛 在注頭(10)和密封端蓋(3)的彈簧掛勾上，導(dǎo)向環(huán)(15)、 Y型密封圈(16) 分別裝在活塞(8)及活柱導(dǎo)向套(5)中。三用閥(11)插入注頭(10) 42孔 內(nèi)，如果將裝在中缸以上的活柱導(dǎo)向套(5)和活柱筒(4)等零部件拆下，再 裝上備用的大頂蓋(23)和與中缸行程相適應(yīng)的短彈簧(24),即變?yōu)镃110缸 徑的單伸縮單體液壓支柱，實(shí)現(xiàn)一柱多功效，通過三用閥(11)注液，卸載實(shí) 現(xiàn)支柱的支護(hù)功能。
所述活柱筒(4)用①90X6、中缸(5)用①106X6、底缸(9)用①120X5 的27siMn冷拔無縫鋼管制成，經(jīng)表面中頻淬火、低溫回火處理，形成低碳板狀 馬氏體和珠光體強(qiáng)韌結(jié)合的復(fù)相金屬組織結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮材質(zhì)的潛能，減輕重 量，滿足支柱設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。
所述活柱筒(4)與中缸(6)采用裝入活柱導(dǎo)向套(5)內(nèi)Y型圈(16)柱 塞密封結(jié)構(gòu)，柱塞外徑為①90，且活柱浮于中缸內(nèi)，在高壓下增加其抗側(cè)載能 力和穩(wěn)定性，中缸(6)與底缸(9)采用裝在活塞(8)上Y型圈(16)活塞密 封結(jié)構(gòu)，底缸直徑為OllO，形成變徑雙伸縮結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)支柱抗沖擊性能。
所述自動(dòng)排氣閥，由閥體(17)及依次裝入的限位墊(18)、閥座(19)、鋼 球(20)、活閥(21)、壓緊螺套(22)等零件組成，限位墊、閥座、鋼球與外 注式單體液壓支柱三用閥通用，活閥，壓緊細(xì)套用黃銅制作。
所述裝在活柱導(dǎo)向套(5)內(nèi)柱塞密封圈(16)和裝在活塞(8)上密封圈(16)， 均為高低唇Y(jié)型密封圈，用聚胺脂或丁腈橡膠材料制作。

圖1是本實(shí)用新型大采高外注式變徑雙伸縮單體液壓支柱總裝示意圖
圖2是本實(shí)用新型裝備用大頂蓋的單伸縮支柱 圖3是本實(shí)用新型活柱筒與中缸柱塞密封結(jié)構(gòu)示意圖 圖4是本實(shí)用新型中缸與底缸活塞密封結(jié)構(gòu)示意圖 圖5是本實(shí)用新型自動(dòng)排氣閥總體示意圖 圖6是本實(shí)用新型活柱Y型密封圈示意圖 圖7是本實(shí)用新型活塞Y型密封圈示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明-
在圖1中本單體液壓支柱由頂蓋(1)、自動(dòng)排氣閥(2)、密封端蓋(3)、活 柱筒(4)、活柱導(dǎo)向套(5)、中缸(6)、手把體(7)、活塞(8)、底缸(9)、 注頭(10)、三用閥(11)、接長段(12)、底座(13)、復(fù)位簧(14)、導(dǎo)向環(huán)(15)、 Y型密封圈(16)等零件組成。具體實(shí)施步驟為先將底缸(9)和注頭(10)，接 長段(12)，底座(13)用C02氣體保護(hù)焊接為一體，經(jīng)60MPa打壓試驗(yàn)，確認(rèn) 底缸焊縫不漏液卸壓后，將由中缸(6)和活塞(8)組成的中缸總成裝入底缸
(9)內(nèi)，再將套在中缸(6)的手把體(7)與底缸(9)用鋼絲連接；將復(fù)位 簧(14)掛在注頭(10)的彈簧掛鉤上；然后將活柱(4)裝入中缸(6)中， 將套在活柱筒(4)上的活柱導(dǎo)向套(5)與中缸(6)用鋼絲連接；將自動(dòng)排氣 閥(2)擰入密封端蓋(3)上，再將復(fù)位簧(14)的另一端掛在端蓋(3)的掛 鉤上，嵌入活柱筒(4)端面內(nèi)，最后裝上頂蓋(1)， Y型密封圈(16)導(dǎo)向環(huán)
(15)分別裝入活柱導(dǎo)向套(5)和活塞(7)上起密封和導(dǎo)向作用，在注頭(10) 上插入三用閥(11)，即組裝成為本單體液壓支柱。用注液槍通過三用閥注入高壓乳化液，中缸和活柱先后升出，中缸(6)行程為700mm，活柱筒(4)行程 為800腿，支柱總行程為1500mm。以DWS45—150/ (90.110)支柱為例，最 大高度為4.5m，最小高度為3.0m，總重量為96.5kg，比同規(guī)格的單伸縮 DW45-150/110支柱的行程增大0.7m，最小高度降低0.7m，總重量減輕近18kg。 且一柱適應(yīng)的煤層采高范圍大，可替代單伸縮DW35、 38、 40、 42、 45五種規(guī) 格支柱的使用，結(jié)合圖2，將裝在中缸(6)內(nèi)的活柱筒(4)和活柱導(dǎo)向套(5) 等以上部件拆下，再裝上備用的大頂蓋(23)和與中缸行程相適應(yīng)的短彈簧(24), 即變?yōu)?110缸徑的單伸縮單體液壓支柱，又可適應(yīng)2.8-3.5m的采高煤層使用， 充分發(fā)揮一柱多用的組合功能，大大減少煤礦采購儲(chǔ)備數(shù)量，節(jié)省資金占用， 節(jié)約成本開支。
在圖3中，示意活柱筒(4)與中缸(6)之間的密封結(jié)構(gòu)，系采用裝入活柱 導(dǎo)向套(5)中的高低唇Y(jié)型密封圈(16)組成的柱塞式密封結(jié)構(gòu)。
在圖4中，示意中缸(6)與底缸(9)之間的密封結(jié)構(gòu)，系采用裝入活塞(8) 中的高低唇Y(jié)型密封圈(16)組成的活塞式密封結(jié)構(gòu)。
自動(dòng)排氣閥的設(shè)計(jì)使用是該支柱的又一特點(diǎn)，按附圖5所示，在閥體(17) 內(nèi)，依次裝入限位套(18)，閥座(19)，鋼球(20)，活閥(21)，壓緊螺套(22)， 組成自動(dòng)排氣閥，當(dāng)支柱升柱時(shí)，排氣閥單向閥并未關(guān)閉，支柱內(nèi)的空氣可順 利排出，當(dāng)支柱內(nèi)壓力升高，滑閥(21)頂起鋼球(20)使單向閥關(guān)閉，支柱 卸載時(shí)，滑閥(21)被吸下，錐閥關(guān)閉，外界空氣不能進(jìn)入支柱腔內(nèi)，省掉支 柱使用時(shí)反復(fù)排氣的煩惱，支柱使用更加安全可靠。
主要零件的制造工藝特點(diǎn)是，底缸(9)、注頭(10)、接長段(12)、底座(13) 的焊接用C02氣體保護(hù)焊工藝。具體工藝參數(shù)為，電壓26-28V，電流220-230A， C02氧壓力0.5Mpa，流量為5-6L/min，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為3轉(zhuǎn)/min，焊出的焊縫致密無焊渣，表面光滑美觀，質(zhì)量高。
活柱筒(4)、中缸(6)、底缸(9)表面中頻淬火工藝為選用8000Hz、 200kw中頻電源；淬火變壓器匝比15;帶噴水冷卻孔感應(yīng)器寬度30mm;工件 與感應(yīng)器間隙3.5mm;淬硬深度2mm;淬火表面硬HRC 42-45。采用連續(xù)淬火、 冷卻的方法進(jìn)行。經(jīng)査表和計(jì)算，淬火各種工藝參數(shù)為1、設(shè)備輸出功率 91.44kw; 2、感應(yīng)器抗阻4.38Q; 3、中頻輸出電壓633V; 4、所需加熱能61624 J， 5、工件表面層渦流回路電阻0.00683 Q; 6、工件表面層渦流1517 A; 7、 加熱時(shí)間3.9秒；8、冷卻時(shí)間3.13秒；9、補(bǔ)償電容容量246KVIR; 10、變壓 器匝比約等于15: 11、油缸、活柱全長淬火時(shí)間為5.5分鐘/根。其低溫回火 溫度200。C，時(shí)間2.5小時(shí)，用井式回火，爐裝爐量30根/爐。上述工藝參數(shù) 需在實(shí)際工作中進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，達(dá)到最佳工藝要求，以滿足淬火工藝要求。
本單體液壓支柱的特點(diǎn)是，1、原材料投入少，重量輕，使用方便，大大減 輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度；2、升程大，適應(yīng)煤層采高變化范圍寬，更適合與大高液壓支 架配套使用，本支柱還可組合使用，充分發(fā)揮一柱多功效的作用，大大減少煤 礦支柱的采購儲(chǔ)備數(shù)量，節(jié)省資金占用，節(jié)約成本開支；3、采用變徑油缸結(jié)構(gòu)， 且表面用中頻淬火、低溫回火處理，形成強(qiáng)韌結(jié)合的板狀低碳馬氏體和珠光體 復(fù)相金屬組織，抗頂板沖擊性能好；4、裝有自動(dòng)排氣閥，支柱內(nèi)的空氣可及時(shí) 排出，卸載時(shí)排氣滑閥關(guān)閉，空氣不能進(jìn)入支柱內(nèi)，使用更加安全可靠。
權(quán)利要求1、一種煤礦大采高外注式變徑雙伸縮單體液壓支柱，由頂蓋(1)、自動(dòng)排氣閥(2)、密封端蓋(3)、活柱筒(4)、活柱導(dǎo)向套(5)、中缸(6)、手把體(7)、活塞(8)、底缸(9)、注頭(10)、三用閥(11)、接長段(12)、底座(13)、復(fù)位簧(14)、導(dǎo)向環(huán)(15)、Y型密封圈(16)等組成，其特征在于，所述頂蓋(1)，自動(dòng)排氣閥(2)，密封端蓋(3)裝在活柱筒(4)上端；活柱筒(4)下裝入導(dǎo)向環(huán)(15)，再裝入中缸(6)內(nèi)，用活柱導(dǎo)向套(5)與中缸(6)連接；中缸(6)下裝活塞(8)后再裝入底缸(9)內(nèi)，用手把體(7)與底缸(9)連接；底缸(9)下依次焊接注頭(10)，接長段(12)和底座(13)；復(fù)位簧(14)分別掛在注頭(10)和密封端蓋(3)的彈簧掛勾上，導(dǎo)向環(huán)(15)、Y型密封圈(16)分別裝在活塞(8)及活柱導(dǎo)向套(5)內(nèi)。三用閥插入注頭(10)Φ42孔內(nèi)，如果將裝在中缸以上的活柱導(dǎo)向套(5)和活柱筒(4)等零部件拆下，在中缸(6)上換裝上備用大頂蓋(23)和短復(fù)位簧(24)，即變?yōu)椤?10缸徑的單伸縮單體液壓支柱，通過三用閥(11)注液、卸載實(shí)現(xiàn)支柱的功能。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述煤礦大采高外注式變徑雙伸縮單體液壓支柱，其特 征在于，活柱筒(4)用①卯X6、中缸(6)用①106X6、底缸(9)用①120X 5的27siMn冷拔無縫鋼管制成，經(jīng)表面中頻淬火、低溫回火處理，形成板狀低 碳馬氏體和珠光體強(qiáng)韌結(jié)合的的復(fù)相金屬組織。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述煤礦大采高外注式變徑雙伸縮單體液壓支柱，其特征 在于，活柱筒(4)與中缸(6)采用裝入活柱導(dǎo)向套(5)內(nèi)高低唇Y(jié)型圈(16) 柱塞密封結(jié)構(gòu)，活柱懸浮于中缸內(nèi)，活柱直經(jīng)為090，中缸(6)與底缸(9) 采用高低唇Y(jié)型圈(16) Y型圈活塞密封結(jié)構(gòu)，底缸直徑為①110。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述煤礦大采高外注式變徑雙伸縮單體液壓支柱，其特征在于，自動(dòng)排氣閥，由閥體(17)及依次裝入的限位墊(18)、閥座(19)、 鋼球(20)、活閥(21)、壓緊螺套(22)等零件組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述煤礦大采高外注式變徑雙伸縮單體液壓支柱，其特 征在于，裝于活柱護(hù)套內(nèi)的柱塞密封圈和裝在活塞上的密封圈均為高低唇聚胺 脂或丁腈橡膠Y型密封圈。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述煤礦大采高外注式變徑雙伸縮單體液壓支柱，其特 征在于，將裝在中缸(6)內(nèi)的活柱筒(4)和活柱導(dǎo)向套(5)等部件拆下，再 裝上備用的大頂蓋(23)和與中缸行程相適應(yīng)的短彈簧(24),即變?yōu)镃llO缸 徑的單伸縮單體液壓支柱。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種大采高外注式變徑雙伸縮單體液壓支柱，屬煤礦采掘機(jī)械領(lǐng)域。由頂蓋(1)、自動(dòng)排氣閥(2)、密封端蓋(3)、活柱筒(4)、活柱導(dǎo)向套(5)、中缸(6)、手把體(7)、活塞(8)、底缸(9)、注頭(10)、三用閥(11)、接長段(12)、底座(13)、復(fù)位簧(14)、導(dǎo)向環(huán)(15)、Y型密封圈(16)等組成，所述頂蓋、自動(dòng)排氣閥、密封端蓋裝在活柱筒上；活柱筒裝入中缸內(nèi)，中缸下裝活塞后裝入底缸內(nèi)；底缸下依次焊有注頭、接長段和底座；行程達(dá)1.5米。該實(shí)用新型的特點(diǎn)是，原材料投入少，重量輕，支柱行程大，適應(yīng)采高變化范圍廣，通過重組可實(shí)現(xiàn)一柱多用，操作方便，安全可靠，使用效率高，成本低。
文檔編號E21D15/00GK201358795SQ200920002039
公開日2009年12月9日 申請日期2009年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月4日
發(fā)明者劉明義, 斌 張, 張建國, 李震文, 楊學(xué)軍 申請人:劉明義;張建國