專利名稱：一種便捷恒阻式臨時(shí)支護(hù)支柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤礦巷道掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)設(shè)備，特別是在礦井及其地下工程的巷道 掘進(jìn)及冒頂區(qū)維護(hù)時(shí)用于臨時(shí)支護(hù)的一種便捷恒阻式臨時(shí)支護(hù)支柱。
二背景技術(shù)：
在礦井及其地下工程的巷道掘進(jìn)中，掘進(jìn)頭和冒頂區(qū)維護(hù)時(shí)的臨時(shí)支護(hù)裝置是保 證安全施工的重要組成部分。目前常用的臨時(shí)支護(hù)裝置有前探梁臨時(shí)支架、液壓臨時(shí)支 架、摩擦支柱、內(nèi)注式單體液壓支柱等，也有采用初噴混凝土作為臨時(shí)支護(hù)；但是其操作比 較麻煩，拆裝時(shí)間長(zhǎng)，重量大，支撐高度低，可靠性能差。不但影響掘進(jìn)施工速度，還增加了 工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，最致命的弱點(diǎn)是沒(méi)有初撐力或初撐力太小，屬被動(dòng)支護(hù)，致使頂板破裂下 沉后才產(chǎn)生工作阻力，從技術(shù)和生產(chǎn)的角度來(lái)看都不合理，存在巨大安全隱患。如前探梁 臨時(shí)支架雖解決了掘進(jìn)工序的空頂問(wèn)題，但在架設(shè)前探梁時(shí)仍存在空頂作業(yè)現(xiàn)象，且屬于 被動(dòng)支護(hù)，缺乏主動(dòng)支撐力，接頂不實(shí)，支護(hù)強(qiáng)度低，安全性較差；液壓臨時(shí)支架通用性和適 應(yīng)性差，對(duì)頂板反復(fù)支撐，易造成頂板破碎，不利于巷道維護(hù)，往往受到頂板條件的影響使 其移動(dòng)的可靠性差，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，維修困難；摩擦支柱初撐力達(dá)不到要求，而使用升 柱器后操作麻煩；木點(diǎn)柱受條件限制較大，很少使用；內(nèi)注式單體液壓支柱價(jià)格昂貴，重量 大，機(jī)械故障多，可靠性差，且一般支柱的支撐高度低，達(dá)不到施工現(xiàn)場(chǎng)的要求；而初噴混凝 土臨時(shí)支護(hù)施工質(zhì)量不容易監(jiān)督，且有些巷道較難初噴(如煤巷和見(jiàn)水膨脹的泥巖等)，進(jìn) 而造成了很多事故。現(xiàn)行的臨時(shí)支護(hù)方式由于上述種種原因成為制約掘進(jìn)巷道臨時(shí)支護(hù)發(fā)展的瓶頸， 故改進(jìn)和創(chuàng)新勢(shì)在必行。
三
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型之目的就是提供一種更加安全 可靠，操作方便的便捷恒阻式臨時(shí)支護(hù)支柱，可有效解決巷道掘進(jìn)頭及冒頂區(qū)維護(hù)臨時(shí)支 護(hù)遇到的操作復(fù)雜、拆裝時(shí)間長(zhǎng)、初撐力低、體積笨重、價(jià)格昂貴等制約掘進(jìn)巷道臨時(shí)支護(hù) 發(fā)展的難題，其解決的技術(shù)方案是，包括外柱、套筒、齒條柱和內(nèi)活柱，內(nèi)活柱上端有頂盤(pán)， 內(nèi)活柱柱體上有固定孔，內(nèi)活柱的裝在齒條柱內(nèi)，齒條柱外壁上有銷(xiāo)釘孔，銷(xiāo)釘呈十字狀交 叉穿過(guò)銷(xiāo)釘孔和內(nèi)活柱上的固定孔將內(nèi)活柱和齒條柱固定在一起，齒條柱穿過(guò)套筒裝在外 柱內(nèi)，套筒上固定裝有提升齒條柱的升降機(jī)構(gòu)，套筒固定在外柱上，外柱下部有底盤(pán)，外柱 上在套筒的下部裝有制動(dòng)器。本實(shí)用新型使用時(shí)，按以下步驟進(jìn)行操作第一步，根據(jù)工作阻力的需求選擇適當(dāng) 型號(hào)的預(yù)緊螺母安裝在螺桿上，使制動(dòng)輪和摩擦片緊密咬合，并根據(jù)頂梁的不同選擇合理 的頂盤(pán)；第二步，根據(jù)巷道頂板高度，拉出內(nèi)活柱至適當(dāng)高度，使用兩個(gè)銷(xiāo)釘呈十字交叉狀 插入齒條柱銷(xiāo)釘孔內(nèi)，進(jìn)而把內(nèi)活柱固定在齒輪柱內(nèi)；第三步，搖動(dòng)搖柄，升高齒輪柱并使 之產(chǎn)生初撐力(初撐力<支柱的工作阻力)，然后取下?lián)u柄；第四步，回柱時(shí)，松開(kāi)預(yù)緊螺母，制動(dòng)器內(nèi)的螺桿彈簧將兩摩擦片彈開(kāi)，使齒輪柱回落，然后撤去兩銷(xiāo)釘回落內(nèi)活柱。本實(shí)用新型采用內(nèi)活柱上下移動(dòng)與高效機(jī)械升柱和摩擦原理相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，具有 輕便、可調(diào)、支護(hù)速度快、支撐高度大、高初撐力和自動(dòng)卸壓等的優(yōu)點(diǎn)，能夠大大提高現(xiàn)場(chǎng)的 工作效率，保證施工安全。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，實(shí)用性強(qiáng)，是臨時(shí)支護(hù)支柱上的 創(chuàng)新。
四
圖1為本實(shí)用新型的外觀結(jié)構(gòu)立體圖(內(nèi)活柱從齒條柱中拉出)；圖2為本實(shí)用新型的制動(dòng)及升降機(jī)構(gòu)立體圖；圖3為本實(shí)用新型的制動(dòng)器主視圖；圖4為本實(shí)用新型的預(yù)緊螺母立體圖；圖5為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明。由圖1-5所示，本實(shí)用新型包括外柱、套筒、齒條柱和內(nèi)活柱，內(nèi)活柱2上端有頂盤(pán) 1，內(nèi)活柱2的柱體上有固定孔3，內(nèi)活柱2裝在齒條柱4內(nèi)，齒條柱4外壁上有銷(xiāo)釘孔，銷(xiāo)釘 5呈十字狀交叉穿過(guò)銷(xiāo)釘孔和內(nèi)活柱2上的固定孔3將內(nèi)活柱2和齒條柱4固定在一起，齒 條柱4穿過(guò)套筒6裝在外柱13內(nèi)，套筒6上固定裝有提升齒條柱4的升降機(jī)構(gòu)，套筒6固 定在外柱13上，外柱13下部有底盤(pán)14，外柱13上在套筒6的下部裝有制動(dòng)器7。為了保證使用效果，所說(shuō)的內(nèi)活柱2長(zhǎng)為2.0m，齒條柱4長(zhǎng)為1.2m，外柱13長(zhǎng) 1. 5m ；頂盤(pán)1套裝在內(nèi)活柱2上端，將兩個(gè)銷(xiāo)釘5呈十字交叉狀穿插在內(nèi)活柱2和齒條柱4 的固定孔3中使內(nèi)活柱2固定在齒條柱4內(nèi)，齒條柱4套在外柱13內(nèi)，通過(guò)固定在套筒6 上的升降機(jī)構(gòu)提升來(lái)齒條柱4，且套筒6固定在外柱13上，制動(dòng)器7可以選擇不同型號(hào)的預(yù) 緊螺母12預(yù)先設(shè)置阻力，對(duì)升降機(jī)構(gòu)提供恒定工作阻力，在頂板壓力大于工作阻力時(shí)，制 動(dòng)器7可以自動(dòng)卸壓，且僅允許齒條柱升高，回柱時(shí)反向松開(kāi)預(yù)緊螺母即可，底盤(pán)14套在外 柱上。所說(shuō)的齒條柱4為偏心套筒狀，在柱壁較厚處削平加工齒條18 ；所說(shuō)的升降機(jī)構(gòu) 由軸承、軸16、齒輪17、鋼板10和搖柄9組成，齒輪17和搖柄9固定在軸16上，軸承左右 各一個(gè)，內(nèi)圈固定在軸16上，外圈分別固定在鋼板10和制動(dòng)器罩19的鋼板上，齒輪17與 齒條柱中的齒條18 (長(zhǎng)度為0. 8m)相互咬合，順時(shí)針搖動(dòng)搖柄9，軸16便帶動(dòng)齒輪17轉(zhuǎn)動(dòng)， 進(jìn)而帶動(dòng)齒條18上升；所說(shuō)的搖柄9與軸16安裝部位呈六棱柱形；所說(shuō)的制動(dòng)器7主要由 摩擦板及摩擦片20、制動(dòng)輪21、棘輪22、鍵24、鍵彈簧23、螺桿26、螺桿彈簧25、螺桿套筒 11和預(yù)緊螺母12組成，制動(dòng)輪21套在固定于軸16的棘輪22上，鍵24和鍵彈簧23固定在 制動(dòng)輪21上的固定槽內(nèi)，鍵24通過(guò)細(xì)螺釘27錨在制動(dòng)輪上，但鍵可以繞細(xì)螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)，且延 伸到棘輪齒槽內(nèi)在鍵彈簧23的作用下緊貼棘輪齒，用來(lái)限制棘輪22反向轉(zhuǎn)動(dòng)，摩擦板及摩 擦片20緊貼制動(dòng)輪21經(jīng)螺桿螺母15固定在制動(dòng)器外罩的內(nèi)外鋼板上，套有彈簧25的螺 桿26裝在摩擦板下端的孔內(nèi)，并穿過(guò)制動(dòng)器罩19，螺桿套筒11外徑大于摩擦板上穿插螺桿 的孔徑，套在螺桿26上置于兩摩擦板和制動(dòng)器罩19外，預(yù)緊螺母12安裝在螺桿26的螺紋上；所說(shuō)的摩擦板及摩擦片通過(guò)兩個(gè)螺桿螺母固定在制動(dòng)器19的前后兩個(gè)鋼板上；所說(shuō)的 預(yù)緊螺母12前端外部為圓形，后端外部六棱柱形，便于預(yù)緊螺母的擰緊與拆卸，內(nèi)部有與 螺桿26相配的內(nèi)螺紋，但沒(méi)有貫通，擰緊時(shí)最大程度地保證了通過(guò)螺桿26使摩擦片給制動(dòng) 輪的力，完成支柱出廠時(shí)設(shè)定的工作阻力，拆卸預(yù)緊螺母12后，螺桿彈簧25自動(dòng)彈開(kāi)摩擦 板。本實(shí)用新型的使用方法是，升柱時(shí)，首先將預(yù)緊螺母12安裝在螺桿11上并擰到 底；然后根據(jù)巷道的高度最大限度地提升內(nèi)活柱2，使用兩個(gè)銷(xiāo)釘5呈十字交叉狀穿插在內(nèi) 活柱2和齒輪柱4的固定孔3內(nèi)；順時(shí)針手動(dòng)搖柄9，在通過(guò)軸16帶動(dòng)，在齒輪17的轉(zhuǎn)動(dòng) 下帶動(dòng)齒條18，完成齒條柱上升，直到底盤(pán)1頂?shù)巾敯宀a(chǎn)生一定初撐力退下?lián)u柄9即可完 成升柱任務(wù)；制動(dòng)輪21在摩擦板及摩擦片20及其施加的力的作用下靜止不動(dòng)，棘輪22在 鍵24和鍵彈簧23的作用下順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鍵24被彈起，對(duì)逆時(shí)針回轉(zhuǎn)阻止，因此，工人只需 用力搖動(dòng)搖柄9即可，不必?fù)?dān)心回柱，保證了支柱對(duì)頂板的初撐力(初撐力< 摩擦片與制動(dòng) 輪的摩擦力)，螺桿26與預(yù)緊螺母12擰緊時(shí)使得摩擦片與制動(dòng)輪之間產(chǎn)生摩擦力，即為支 柱提供的最大工作阻力，套筒11套在螺桿26內(nèi)進(jìn)而保證了兩個(gè)摩擦片對(duì)制動(dòng)輪21有相等 的力；回柱時(shí)松開(kāi)預(yù)緊螺母12，螺桿彈簧25自動(dòng)彈開(kāi)摩擦板及摩擦片20，使之與制動(dòng)輪21 分開(kāi)，齒輪柱4中的齒條18帶動(dòng)齒輪17反向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)軸16與棘輪22和制動(dòng)輪21 —起 反向轉(zhuǎn)動(dòng)，最終回落齒輪柱，然后撤去兩銷(xiāo)釘5回落內(nèi)活柱2。本實(shí)用新型的有益效果是1.靈活便捷，不需要使用動(dòng)力設(shè)備完成支柱的升降任 務(wù)；2.快速升降，根據(jù)巷道高度可以拉出內(nèi)活柱的高度，齒輪柱通過(guò)手搖快速升高，節(jié)約了 升柱的時(shí)間；3.安全可靠，支柱為頂板提供恒定的工作阻力，當(dāng)頂板來(lái)壓或頂板壓力過(guò)大 時(shí)，支柱可以自動(dòng)卸壓，但阻力不變，即保護(hù)了支柱，又解決了因支柱被壓壞而頂板出現(xiàn)冒 落的難題；4.操作簡(jiǎn)單，擰緊預(yù)緊螺母后，拉出內(nèi)活柱插入銷(xiāo)釘固定內(nèi)活柱，手搖搖柄即可 升柱；5.提供一定的初撐力，支柱利用棘輪與制動(dòng)輪之間的工作原理，頂盤(pán)升到頂板后，繼 續(xù)上升產(chǎn)生一定初撐力，但由于棘輪反向制動(dòng)作用，工人停止手搖后，初撐力不會(huì)消失。本 實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量較輕、安全可靠、易于操作，實(shí)用性強(qiáng)，是一種非常適用于巷道掘進(jìn) 頭及冒頂區(qū)維護(hù)時(shí)的臨時(shí)支護(hù)裝置，具有非常重要的實(shí)用價(jià)值和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求一種便捷恒阻式臨時(shí)支護(hù)支柱，包括外柱、套筒、齒條柱和內(nèi)活柱，其特征在于，內(nèi)活柱(2)上端有頂盤(pán)(1)，內(nèi)活柱(2)的柱體上有固定孔(3)，內(nèi)活柱(2)裝在齒條柱(4)內(nèi)，齒條柱(4)外壁上有銷(xiāo)釘孔，銷(xiāo)釘(5)呈十字狀交叉穿過(guò)銷(xiāo)釘孔和內(nèi)活柱(2)上的固定孔(3)將內(nèi)活柱(2)和齒條柱(4)固定在一起，齒條柱(4)穿過(guò)套筒(6)裝在外柱(13)內(nèi)，套筒(6)上固定裝有提升齒條柱(4)的升降機(jī)構(gòu)，套筒(6)固定在外柱(13)上，外柱(13)下部有底盤(pán)(14)，外柱(13)上在套筒(6)的下部裝有制動(dòng)器(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便捷恒阻式臨時(shí)支護(hù)支柱，其特征在于，所說(shuō)的內(nèi)活柱(2)長(zhǎng) 為2. 0m，齒條柱⑷長(zhǎng)為1. 2m，外柱(13)長(zhǎng)1. 5m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便捷恒阻式臨時(shí)支護(hù)支柱，其特征在于，所說(shuō)的齒條柱(4)為 偏心套筒狀，柱壁上有齒條(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便捷恒阻式臨時(shí)支護(hù)支柱，其特征在于，所說(shuō)的升降機(jī)構(gòu)由 軸承、軸(16)、齒輪(17)、鋼板(10)和搖柄(9)組成，齒輪(17)和搖柄(9)固定在軸(16) 上，軸承左右各一個(gè)，內(nèi)圈固定在軸(16)上，外圈分別固定在鋼板(10)和制動(dòng)器罩(19)的 鋼板上，齒輪(17)與齒條柱中長(zhǎng)度為0.8m的齒條(18)相互咬合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便捷恒阻式臨時(shí)支護(hù)支柱，其特征在于，所說(shuō)的搖柄(9)與軸 (16)安裝部位呈六棱柱形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便捷恒阻式臨時(shí)支護(hù)支柱，其特征在于，所說(shuō)的制動(dòng)器(7) 是由摩擦板及摩擦片(20)、制動(dòng)輪(21)、棘輪(22)、鍵(24)、鍵彈簧(23)、螺桿(26)、螺桿 彈簧(25)、螺桿套筒(11)和預(yù)緊螺母(12)組成，制動(dòng)輪(21)套在固定于軸(16)的棘輪 (22)上，鍵(24)和鍵彈簧(23)固定在制動(dòng)輪(21)上的固定槽內(nèi)，鍵(24)由螺釘(27)裝 在制動(dòng)輪上，摩擦板及摩擦片(20)緊貼制動(dòng)輪(21)經(jīng)螺桿螺母(15)固定在制動(dòng)器外罩的 內(nèi)外鋼板上，套有彈簧(25)的螺桿(26)裝在摩擦板下端的孔內(nèi)，并穿過(guò)制動(dòng)器罩(19)，螺 桿套筒(11)外徑大于摩擦板上穿插螺桿的孔徑，套在螺桿(26)上置于兩摩擦板和制動(dòng)器 罩(19)外，預(yù)緊螺母(12)安裝在螺桿(26)的螺紋上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便捷恒阻式臨時(shí)支護(hù)支柱，其特征在于，所說(shuō)的摩擦板及摩 擦片由兩個(gè)螺桿螺母固定在制動(dòng)器(19)的前后兩個(gè)鋼板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便捷恒阻式臨時(shí)支護(hù)支柱，其特征在于，所說(shuō)的預(yù)緊螺母 (12)前端外部為圓形，后端外部六棱柱形，內(nèi)部有與螺桿(26)相配的內(nèi)螺紋。
專利摘要本實(shí)用新型涉及便捷恒阻式臨時(shí)支護(hù)支柱，可有效解決巷道掘進(jìn)頭及冒頂區(qū)維護(hù)臨時(shí)支護(hù)遇到的操作復(fù)雜、拆裝時(shí)間長(zhǎng)、初撐力低、體積笨重、價(jià)格昂貴等制約掘進(jìn)巷道臨時(shí)支護(hù)發(fā)展的難題，其結(jié)構(gòu)是，包括外柱、套筒、齒條柱和內(nèi)活柱，內(nèi)活柱上端有頂盤(pán)，內(nèi)活柱柱體上有固定孔，內(nèi)活柱的裝在齒條柱內(nèi)，齒條柱外壁上有銷(xiāo)釘孔，銷(xiāo)釘呈十字狀交叉穿過(guò)銷(xiāo)釘孔和內(nèi)活柱上的固定孔將內(nèi)活柱和齒條柱固定在一起，齒條柱穿過(guò)套筒裝在外柱內(nèi)，套筒上固定裝有提升齒條柱的升降機(jī)構(gòu)，套筒固定在外柱上，外柱下部有底盤(pán)，外柱上在套筒的下部裝有制動(dòng)器，本實(shí)用新型具有輕便、可調(diào)、支護(hù)速度快、支撐高度大、高初撐力和自動(dòng)卸壓等的優(yōu)點(diǎn)，能夠大大提高現(xiàn)場(chǎng)的工作效率，保證施工安全。
文檔編號(hào)E21D15/20GK201606087SQ20102914002
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者劉少偉, 姜永平, 師小永, 張偉光, 張輝, 張鴻獻(xiàn), 江永良, 王占民, 董士舉, 許莉莉, 鄭新旺 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)