CN1013136B - 用于地下开采支架的钢铰接顶梁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于地下支架的钢铰接顶梁，它含有一段具一定长度的空心型材，其一端设有尖形件而另一端设有叉形件作为插入件从而构成插入式连接。这钢铰接顶梁进一步发展使插入件能无间隙地牢固地固装在正确位置上而不丧失其公知优点。按本发明使插入件靠空心型材的一端具有截面跟空心型材内截面相应的、至少有一纵向倾斜面的成型插塞，每个倾斜面配置一个在成型插塞的纵向倾斜面与空心型材内表面之间被拉入的活动楔形件。

Description

本发明涉及用于地下支架的钢铰接顶梁，它包含有一段具一定长度的空心型材，其一端设有一个尖形件插入件，另一端则设有一个叉形件插入件，使插入件和空心型材节段的连接成为插入式连接。

这种钢铰接顶梁已通过德国实用新型8305874号成为公知。这种铰接顶梁价格合理，十分便于维护和修理，并易于现场装配。然而制造这样的顶梁对相应的制造工艺过程的要求是相当高的，尽管如此，相应的尖形件和叉形件的插入并不能完全没有间隙，以致于一方面可能发生所谓的摩擦腐蚀，另一方面也可能发生不希望出现的侧压。

因此，从上述的那一类型的装置出发，本发明的目的在于进一步发展这类钢铰接顶梁使得插入件能无间隙地、牢固地固持在正确的位置上，而不丧失所述的优点。

本发明这一目的是通过以下手段而实现的，插入件在其朝空心型材节段一侧的端部具有一个其横截面与空心型材横截面相应的成型插塞，这插塞至少有一个纵向倾斜的表面，每个表面配置一个活动的楔形件，这楔形件可以在纵向倾斜的表面和空心型材内表面之间拉入空心型材节段内。通过运用楔表面，结合着楔形件，可以使插入件绝对牢固地固持在正确的位置上。如果采用不止一个倾斜表面而是采用两个彼此对设的对应倾斜表面，效果更好。这样的两个表面有利地具有同样的倾斜度，因此，这两个表面跟相应的楔形件结合一道使用就会使相应的插入件对准中心。连接因而是十分牢固同时又很容易松开。装配式的优点被保存 下来。上述现有技术的、公知的便于修理和维护的长处也得到保留。这种连接不易受摩擦腐蚀影响，同时也避免了不希望出现的侧压以及与此相联系的插入件的错误定位。

按本发明的一个实施例，建议在插入件内设置至少一个沿纵向伸展的锚栓，这锚栓通过一个后置夹持装置从后面扣住每个活动的楔形件，同时这个锚栓设计成可从外部进行操纵。这是一种非常简单的从外部可接触到的装置，通过它可以用额定的力将楔形件驱进或松开。

本发明的另一个实施例提出，锚栓设计成螺栓，它的头部可从外部接触到，它的螺纹部分有一个螺母作为夹持装置，该螺母被导入空心型材节段内来防止转动。此螺栓可以很容易地通过它在外部可自由接触到的头部来操纵。在这里，螺纹部分与作为后置夹持装置的螺母一道产生一个很大的力量传递，在需要时楔形件可被一个很大的力量拉入。由于在楔形件和插入件之间存在着通过锚栓的力的短路，无须担心夹紧作用产生的张力或夹紧力会引起楔形件出现不希望有的位移。

按本发明还可以建议，螺母应具有一个跟空心型材的内截面带间隙相匹配的截面外形，最好是矩形或接近于矩形或方形。如果螺母截面的外轮廓跟空心型材的内截面带间隙相匹配，则它们一方面不会旋转，另一方面却能够不受阻碍地进行必要的轴向运动。

本发明还提出，每个楔形件与后置夹持装置相连，楔形件相对于后置夹持装置可径向活动，但在轴向上基本上不可活动。这样做的优点在于，通过做成螺栓结构的锚栓，可用简便方式从外面把楔形件从它的固持位置重新向后推出以松开空心型材与插入件之间的连接。为此，将带着螺母的螺栓向内压入或敲入，螺母又带着楔形件轴向地运动，这样松开了连接。

本发明还提出，做成叉形件的插入件沿跟叉形件表面平行的一个中心平面纵向分开。按本发明建议的固持方式，叉形件沿纵向分开而不影 响叉形件的固持可靠性是可能的。这样，生产这类的叉形件成本较低，同时修理费用也较低，因为在出现损坏的情况下叉形件一般只有一半受损，而另一半仍然可以使用。因此在出现损坏时，可能只须替换叉形件的一半。由此也可以大大降低库存量，要进行修理时要运输的物料重量也比较小。用分开的叉形件就可能给叉形件半部的成型插塞的每个倾斜表面配备一个分开的楔形件。这样，两个协同工作的叉形件半部的倾斜表面之间的可能存在的微小的尺寸误差就会被补偿掉。所用的楔形件的这种分开的结构方式应包括在本发明内。在分开的及不分开的叉形件上和尖形件上，将成型插塞的所有平面表面加工成斜面，并配以楔形件，也是可能的。这样，在所有方向上都能取得良好的固定。但是特别是传送主要力量给协同工作的楔形件从而传递到空心型材节段上的成型插塞的倾斜表面应当尽可能在整个宽度及尽可能大的表面上被拉入的楔形件覆盖着，以便在力量传递中达到尽可能小的表面压力强度。

最后，本发明还提出，倾斜表面的倾斜角在2°-10°的范围内。这样，用较小的拉入力已能产生十分牢固的连结。

本发明将借助于示出实施例的附图作进一步的说明。

图1是带有尖形和叉形插入件的空心型材的纵剖面图;

图2是图1的分离图;

图3是锚栓、楔形件和后置夹持装置的分解侧视图;

图4是沿图2Ⅰ-Ⅰ线看的视图;

图5是沿图1Ⅱ-Ⅱ线看的剖视图;

图6是沿图2Ⅲ-Ⅲ线看的视图;

图7是按图2箭头A的方向看向左旋转90°的视图。

图1示出钢铰接顶梁1的侧视图，其空心型材节段2制成单体筒形型材。在这个空心型材节段2的一端装有一个尖形件3，在其另一端装有一个叉形件4，而这两个部件分别用一个成型插塞5或6插进空心型材节 段2中。在例举的装置中，主负荷方向的作用线位于图面平面或与之平行的平面上。尖形件3的成型插塞具有垂直于图面平面的、相对配置的两个纵向倾斜面7与8，它们朝着空心型材节段2向内会聚。每个表面具有倾斜角α。此外，还可在成型插塞5上配置与图面平面平行伸展的衬板或侧面，这些衬板或侧面彼此间具有这样的距离使得它们能以尽可能小的间隙从侧面装入空心型材节段2的相应的空间内。这样的一个表面配置已从前述的现有技术成为公知。但是，这些衬板不是非有不可的，但是有好处的，可以设想，这些衬板可以跟纵向倾斜面7和8一样相应地倾斜伸展。至少纵向倾斜面7和8可在它们的端面相向地支撑在有一个开孔24的端板23上，这样，构成纵向倾斜面7和8的板件相互有充分的支撑;但是，未带标号的侧板却会大大加强整个装置的刚性。

叉形件4的成型插塞6的结构是完全相似的。这里，在成型插塞6上也有相应的纵向倾斜面9和10。这两个纵向倾斜面9和10也具有倾斜角α，也朝着空心型材节段2向内会聚。但是，成型插塞6是示范实施例的一种改型。在那里，纵向倾斜面9和10只由衬板25和26支撑着，使得端面留下一个自然形成的开口27。图4至图6相应地示出了空心型材节段2的横截面形状及插入件3和4，其中，在图5中可看到装入的尖形件3，而图4则是尖形件3在插入空心型材节段2之前的视图。图6是叉形件4的相应视图。

要固定插入件3和4，首先要把作为锚栓的螺栓17沿纵向插入插入件3内。为此，螺栓17穿过开孔28和开孔24，直到螺栓头部19被挡着不动。现在螺母18被拧到螺栓17的未带标号的螺纹部分上去，并将螺母旋转到一个使其能推进空心型材节段2内的位置上。螺母18的截面对应于空心型材节段2的内截面有适当的间隙，所以，装进空心型材节段2内的螺母18就不能再旋转了。此时，两个活动楔形件11和12的倾斜表面放置在成型插塞5的相应倾斜面7和8上，并在轴向上支撑在螺母18 上。楔形件可以用任何方式跟螺母18连接，只要它们至少能有微小的径向活动。螺母18在两个方向的轴向运动将带着活动的楔形件11和12，使楔形件11和12锁定和松开。图3以分解图的形式示出装配的顺序，但是不带插入件3。

当上述各件装配好后，插入件3连同其成型插塞5可轴向地推入空心型材节段2内，直至插入件3的端面29靠上空心型材节段2的相应端面。到达了这个状态后，起锚栓作用的螺栓17在其螺栓头19处被转动。因为螺母18在空心型材节段2内不能转动，它就沿轴向向螺栓头19移动，从而把活动的楔形件11和12推向端面29，使成型插塞5的倾斜面7与8和空心型材节段2的相应内表面之间的楔形缝隙被完全填满。这样，活动的楔形件11和12就可以被很大的力量拉进所述的楔形缝隙中去，从而形成一个异常牢固的连接并同时将插入件3的中心定在正确的位置上。这里，活动的楔形件11和12的宽度最好这样来确定，使它们尽可能覆盖住纵向倾斜面7和8的相应的总宽度，以取得尽可能小的表面压力强度，尽管总的夹紧力是很高的。这些情况自然也同样适用于活动的楔形件13和14的设置以及它们跟成型插塞6的纵向倾斜面9和10的关系。在该处，所述楔形件按已描述的成型插塞5同样的方式装配和使用。

此外，按本发明描述的将插入件3与4固装在空心型材节段2内以形成一根钢铰接顶梁的方式，进一步可能将叉形件4沿平行于其平面22的平面21分成两半。分离平面21在图4及图7中标出。将叉形件分成两半，一方面具有相应的单个锻件比较简单、因而生产成本较低的优点，这样，由两半组成的叉形件4要比按常规方法生产的叉形件便宜一些，另一方面也较容易修理，因为损坏通常只是发生在叉形件的一半上。如果叉形件4是一整块，那么整个叉形件就不能用，需进行更换。使用分成两半的叉形件的话，只有受损的一半不能工作，可以换上一个相应的 较为便宜的新的半件。因为半个叉形件自然要比整体叉形件轻得多，修理工作本身也相应地要容易一些。因此库存量，特别是现场的库存量可以减少。使用分成两半的叉形件时，将活动的楔形件13和14也沿纵向分开可能是有利的，这样，纵向倾斜面9和10、现有是设置在两个半件上、在斜度上的微小差异也能够得到补偿。当纵向分成两半的纵向倾斜面9和10具有足够的一致性精度时，这样的措施就是可有可无的了。

活动的楔形件11至14的外部的不倾斜的表面，通过拉入而牢固地抵靠着空心型材节段的内表面15及16，这样，在轴向上就产生很大的锁紧力，而在径向上就跟空心型材节段2形成形状配合的连接。通过这种连接，可取得具有焊接尖形件和叉形件的钢铰接顶梁的优点，而没有承受其严重的缺点。反而，通过本发明成功地把公知的焊接钢铰接顶梁的优点跟公知的插入联结钢铰接顶梁的优点结合起来，同时又能消除这两种结构的缺点。这种革新的钢铰接顶梁还具有以下的优点：可以对制造的材料进行选配、库存量小并因而仓库维持费用低、装配只需用简单而比较粗糙的工具、同时重量又轻。这些特点使这种钢铰接顶梁首次可以在大量从事开采业的发展中国家使用，在那里，主要是采用木结构的支架，这会给这些国家造成危险的生态后果;采用本发明的钢铰接顶梁要比采用那里迄今所使用的木结构支架更为经济。

Claims (7)

1、一种用于地下开采用的支架的钢铰接顶梁，它含有一段具一定长度的空心型材，其一端设有一个尖形件插入件、另一端则设有一个叉形件插入件，使插入件跟空心型材节段的连接成为插入式连接，其特征在于，插入件(3，4)在其朝空心型材节段一侧的一端具有一个其横截面与空心型材节段(2)的横截面相应的成型插塞(5、6)，这些插塞至少带有一个纵向倾斜的表面(7-10)，每个表面配置一个被拉入空心型材节段(2)的纵向倾斜的表面(7-10)，与空心型材内表面(15、16)之间的活动楔形件(11-14)。

2、按权利要求1的顶梁，其特征在于，在插入件（3、4）中至少各配置一个在其内纵向伸展的锚栓（17），这一锚栓用一后置夹持装置（18）从后面扣住各个活动的楔形件（11-14），该锚栓设计成可从外部进行操纵。

3、按权利要求2的顶梁，其特征在于，锚栓设计成螺栓（17），它的螺栓头部（19）可从外边接触到，它的螺纹部分带有一螺母（18）作为后置夹持装置，这夹持装置可送进空心型材节段（2）内以防止转动。

4、按权利要求3的顶梁，其特征在于，螺母（18）具有一个跟空心型材节段（2）内截面带间隙相匹配的横截面外形。

5、按权利要求1至4中之一项的顶梁，其特征在于，每个楔形件（11-14）跟后置夹持装置（18）这样来连接，使楔形件相对于后置夹持装置径向上可动但在轴向上不可动。

6、按权利要求1的顶梁，其特征在于，设计成叉形件（4）的插入件在跟叉形件表面（22）平行的中心平面（21）上被纵向分成两半。

7、按权利要求1的顶梁，倾斜面（7-10）的倾斜角（α）为2-10°。

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