CN101333931B - 多层超静定液压支架 - Google Patents

Abstract

一种多层超静定液压支架，包括底座，顶梁，上前梁，上前梁千斤顶，液压立柱，液压控制阀组件和推移装置，顶梁与底座之间设有构成多层支架的多个中梁，中梁与顶梁之间、中梁与中梁之间、中梁与底座之间均设有倾斜排列的液压立柱或刚性立柱，其尾部之间均设有后板或连板机构；底座和多个中梁上均设有增强刚性的过桥箱；多个中梁的前端均铰接有下前梁，其下部均设有围绕与前梁铰接轴摆动的下前梁千斤顶；倾斜排列的液压立柱或刚性立柱分层两两相对呈“V”字形或“八”形倾斜设置，每层分两排对称设置，层与层之间交替设置；可用于大采高综采工作面或大采高炮采工作面，其结构简单，支撑高度大，使用安全可靠，成本低。

Description

多层超静定液压支架

技术领域

本发明涉及一种液压支架，尤其是适用于矿山井下特大采高采煤工作面顶板支护的多层超静定液压支架。

背景技术

煤矿井下采煤工作面的支护是矿山必不可少的设备之一。我国煤矿中使用的支护设备主要有单摆杆机构液压支架、四连杆机构液压支架等单层结构形式的支护设备，例如由中国矿业大学出板社于2007年01月出版的“十五”高等学校规划教材《矿山机械》一书中关于支护设备内容。上述单层结构形成的液压支架存在的问题：一是在选用液压支架时，要经过重新设计、样架的试制，样架的性能检测，通过检测合格后，才能取得安标证书等一个繁琐循环过程，其工作效率相当低下。另一方面，对于特大采高的煤层，用单层液压支架更是无法达到要求，一般采用放顶煤液压支架进行开采，但放顶煤开采方法无法保证煤炭资源的回采率，而且通过考察放顶煤开采工艺的回采率很低，大量的煤炭资源不能开采出来就浪费掉了。煤炭资源是我国的主要能源，也是一次性开采和消耗能源，如何有效地把有限的煤炭资源全部开采出来是一项非常艰巨而又重要的任务，为了做到这一点，进行新技术产品的研制，改变现有液压支架的技术结构和开采高度，具有非常重要的现实意义和能源战略意义。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种结构简单，稳定性强，易施工，支护效果好，满足煤层特大采高的多层超静定液压支架。

为实现上述目的，本发明的多层超静定液压支架，包括底座，顶梁，上前梁，上前梁千斤顶，液压立柱，控制液压支架动作的液压控制阀组件和推移装置，所述的顶梁与底座之间设有构成多层支架的多个中梁，中梁与顶梁之间、中梁与中梁之间、中梁与底座之间均设有倾斜排列的液压立柱或刚性立柱，其尾部之间均设有后板或连板机构；底座和多个中梁上均设有增强刚性的过桥箱；所述多个中梁的前端均铰接有下前梁，其下部均设有围绕与下前梁铰接轴摆动的下前梁千斤顶。

所述倾斜排列的液压立柱或刚性立柱分层两两相对呈“V”字形或“八”字形倾斜设置，层与层之间交替设置；所述分层两两相对呈“V”字形或“八”字形倾斜设置的液压立柱或刚性立柱每层分两排对称设置；所述中梁与顶梁之间、中梁与中梁之间、中梁与底座之间的尾部至少有一层设有连板机构；所述的上前梁上分别设有上伸缩梁和控制上伸缩梁移动的上伸缩梁千斤顶；所述的连板机构由铰接在顶梁或多个中梁上的尾梁和铰接在多个中梁或底座上的连板构成，尾梁与连板通过铰接轴铰接在一起；所述液压控制阀组件分层设置，或集中设置在一层上；所述的下前梁上分别设有下伸缩梁和控制下伸缩梁移动的下伸缩梁千斤顶。

本发明的有益效果：

1)支架实现了模块化设计，可在一个缸径模块范围里完成设计后、以最高支架高度覆盖低高度支架，不用再进行每一个规格的设计、试制、检测、取证等繁琐工作，大大缩短了生产的周期。

2)支架可实现集成块装配生产，比如刚性立柱和液压立柱的长度为系列化设计，根据需要可进行选择，可分别设于上层或下层，各部件制成标准件，可进行集成块装配，及时满足煤矿的需要。

3)支架可实现规模化生产，各部件可形成生产线，以实现大规模快速、有效地生产，达到满足煤矿大规模推广液压支架的目的，以最快的速度提高我国煤矿综合采煤机械化的水平。

4)该支架可使用于特大采高的综采工作面，也可使用于炮采工作面；可用作轻型支架，也可用作重型支架，还可用于其它需要支护的场合，其结构简单合理，稳定性好，承载能力大，使用安全可靠，具有广泛的实用性。

附图说明

附图1是本发明实例一外形结构图；

附图2是本发明实例二外形结构图；

附图3是本发明实例三外形结构图；

附图4是本发明实例四外形结构图；

附图5是本发明实例五外形结构图；

附图6是本发明实例六外形结构图；

附图7是本发明实例七外形结构图；

图中：顶梁-1，上前梁-2，上伸缩梁-3，液压立柱-4，上前梁千斤顶-5，上伸缩梁千斤顶-6，尾梁-7，连板-8，液压控制阀组件-9，中梁-10，下前梁-11，下前梁千斤顶-12，下伸缩梁-13，下伸缩梁千斤顶-14，刚性立柱-15，后板-16，底座-17，过桥箱-18，推移装置-19，刮板输送机-20。

具体实施方式

以三层超静定液压支架为例：

实施例一、图1所示，底座17与顶梁1之间架设有构成三层支架的两个中梁10，上面一个中梁10与顶梁1之间装有两两相对呈“八”字形排列的液压立柱4，其尾部装有由尾梁7和连板8构成的连板机构；液压立柱4的上端与顶梁1铰接，液压立柱4的下端与上面一个中梁10铰接，尾梁7的上端与顶梁1铰接，其下端与连板8的上端铰接，连板8的下端与上面一个中梁10铰接，该层液压立柱4分两排对称设置，每排四根，共有八根，顶梁1、液压立柱4、连板机构和上面一个中梁10形成一稳定结构。上面一个中梁10与下面一个中梁10之间装有两两相对呈“V”字形排列的刚性立柱15，其尾部之间装有后板16，刚性立柱15和后板16的上下两端分别与上下两个中梁10铰接，该层刚性立柱15分两排对称设置，每排四根，共有八根，上下两个中梁10、刚性立柱15及后板16形成一稳定结构。下面一个中梁10与底座17之间装有两两相对呈“八”字形排列的刚性立柱15，其尾部之间装有后板16，刚性立柱15和后板16的上端分别与下面一个中梁10铰接，刚性立柱15和后板16的下端分别与底座17铰接，该层刚性立柱15分两排对称设置，每排四根，共有八根。下面一个中梁10、刚性立柱15、底座17及后板16形成一稳定结构。顶梁1的前端铰接有上前梁2，上前梁2上装有上伸缩梁3和控制上伸缩梁3动作的上伸缩梁千斤顶6，上伸缩梁千斤顶6的两端分别与上前梁2和上伸缩梁3铰接；上下两个中梁10的前端分别装有下前梁11和控制下前梁11动作的下前梁千斤顶12，下前梁11上装有下伸缩梁13和控制下伸缩梁13动作的下伸缩梁千斤顶14；下伸缩梁千斤顶14的两端分别与下前梁11和下伸缩梁13铰接。底座17和上下两个中梁10上均装有增强刚性的过桥箱18，过桥箱18由型钢焊接而成，分别与中梁10和底座17焊接在一起。控制支架动作的液压控制阀组件9安装在过桥箱18上，根据现场工作需要，分层设置或集中设置在一层上，可设在内侧过桥箱上，也可设在外侧过桥箱上，液压控制阀组件9是操纵和控制高压液体的操控中心，其可用手工完成操控，也可通过电液控制阀完成；液压支架上的液压立柱4、上下前梁千斤顶5，12、上下伸缩梁千斤顶6，14、推移装置19及顶梁1上的侧护板千斤顶均由液压控制阀组件9来操控或分别操控。底座17的前端连接有推移装置19，推移装置19由液压缸和推板构成，推移装置19一端与底座17铰接，另一端与设在工作面的刮板输送机20铰接，用于推移刮板输送机20和移动液压支架。液压立柱4伸缩时，顶梁1、上前梁2、上伸缩梁3、上前梁千斤顶5、上伸缩梁千斤顶6、尾梁7、连板8等随之升降，尾梁7随之围绕与顶梁1的铰接轴摆动，连板8随之围绕与中梁10的铰接轴摆动，尾梁7和连板8之间围绕其铰接轴相对摆动。上下前梁千斤顶5，12伸缩时，上下前梁2，11分别围绕与顶梁1和与中梁10的铰接轴摆动；上伸缩梁3随上伸缩梁千斤顶6的伸缩而进出，下伸缩梁13随下伸缩梁千斤顶14的伸缩而进出。

实施例二、图2所示，与实施例一基本相同，相同部分略。区别是将设在顶层的液压立柱4、尾梁7及连板8和设在中层的刚性立柱15及后板16进行上、下互换。此时，顶层的刚性立柱15和后板16的上端分别与顶梁1铰接，下端与上面一个中梁10铰接；设在中层的液压立柱4上、下端分别与上下两个中梁10铰接，设在中层的尾梁7上端与上面一个中梁10铰接，下端与设在中层的连板8的上端铰接，该连板8的下端与下面一个中梁10铰接；底层的刚性立柱15和后板16的上端分别与下面一个中梁10铰接或固接，下端与底座17铰接。层与层之间两两相对呈“V”字形或“八”字形倾斜设置的液压立柱4或刚性立柱15交替设置。

实施例三、图3所示，与实施例一基本相同，相同部分略。区别是将设在顶层的液压立柱4、尾梁7及连板8和设在底层的刚性立柱15及后板16进行互换。此时，设在底层的液压立柱4上端与下面一个中梁10铰接，下端与底座17铰接，设在底层的尾梁7上端与下面一个中梁10铰接，下端与设在底层的连板8铰接，该连板8的下端与底座17铰接；上、中层的刚性立柱15和后板16的上端分别与顶梁1、上面一个中梁10铰接，下端分别与上下两个中梁10铰接。层与层之间两两相对呈“V”字形或“八”字形倾斜设置的液压立柱4或刚性立柱15交替设置。

实施例四、图4所示，与实施例一基本相同，相同部分略。区别是用一组液压立柱4、尾梁7及连板8替换掉一组刚性立柱15和后板16，三层支架中有上、中两层液压立柱4、尾梁7及连板8支撑。此时，上、中两层的液压立柱4的上、下端分别与顶梁1、上面一个中梁10铰接，上、中两层的尾梁7上端分别与顶梁1、上面一个中梁10铰接，下端与各自的连板8铰接，上、中两层的连板8下端分别与上下两个中梁10铰接；底层一组刚性立柱15和后板16上端与下面一个中梁10铰接，下端与底座17铰接。层与层之间两两相对呈“V”字形或“八”字形倾斜设置的液压立柱4或刚性立柱15交替设置。

实施例五、图5所示，与实施例四基本相同，相同部分略。区别是替换的一组液压立柱4、尾梁7及连板8设在底层，此时，设在顶、底两层的液压立柱4的上端分别与顶梁1、下面一个中梁10铰接，下端分别与上面一个中梁10、底座17铰接；设在顶、底两层的尾梁7上端分别与顶梁1、下面一个中梁10铰接，下端分别与各自的连板8铰接，顶、底两层的连板8下端分别与上面一个中梁10、底座17铰接。

实施例六、图6所示，与实施例四基本相同，相同部分略。区别是两组液压立柱4、尾梁7及连板8设在中层和底层，此时，刚性立柱15及后板16上端与顶梁1铰接，下端与中梁10铰接；设在中层和底层液压立柱4上端分别与上、下两个中梁10铰接，下端分别与下面一个中梁10、底座17铰接，中、底两层的尾梁7上端分别与上、下两个中梁10铰接，下端分别与各自的连板8铰接，中、底两层的连板8下端分别与下面一个中梁10、底座17铰接。

实施例七、图7所示，与实施例四基本相同，相同部分略。区别是顶、中、底层均为液压立柱4、尾梁7及连板8支撑，层与层之间两两相对呈“V”字形或“八”字形倾斜设置的液压立柱4交替设置。此时，设置在顶层的液压立柱4上端与顶梁1铰接，下端与上面一个中梁10铰接，设在顶层的尾梁7上端与顶梁1铰接，下端与设在顶层的连板8铰接，该连板8下端与上面一个中梁10铰接；设在中层的液压立柱4上端与上面一个中梁10铰接，下端与下面一个中梁10铰接，设在中层的尾梁7上端与上面一个中梁10铰接，下端与设在中层的连板8铰接，该连板8下端与下面一个中梁10铰接；设在底层的液压立柱4上端与下面一个中梁10铰接，下端与底座17铰接，设在底层的尾梁7上端与下面一个中梁10铰接，下端与设在底层的连板8铰接，该连板8下端与底座17铰接。

本发明可根据煤层开采高度的不同，根据上述实例中的组合方式架设多层超静定液压支架，即N+1层，N为中梁的数量，N＝0，1，2，3………N。

Claims (8)

1.一种多层超静定液压支架，包括底座(17)，顶梁(1)，上前梁(2)，上前梁千斤顶(5)，液压立柱(4)，控制液压支架动作的液压控制阀组件(9)和推移装置(19)，其特征在于：所述的顶梁(1)与底座(17)之间设有构成多层支架的多个中梁(10)，中梁(10)与顶梁(1)之间、中梁(10)与中梁(10)之间、中梁(10)与底座(17)之间均设有倾斜排列的液压立柱(4)或刚性立柱(15)，其尾部之间均设有后板(16)或连板机构；底座(17)和多个中梁(10)上均设有增强刚性的过桥箱(18)；所述多个中梁(10)的前端均铰接有下前梁(11)，其下部设有使下前梁(11)围绕中梁(10)与下前梁(11)铰接轴摆动的下前梁千斤顶(12)。

2.根据权利要求1所述的多层超静定液压支架，其特征在于：所述倾斜排列的液压立柱(4)或刚性立柱(15)分层两两相对呈“V”字形或“八”形倾斜设置，层与层之间交替设置。

3.根据权利要求2所述的多层超静定液压支架，其特征在于：所述分层两两相对呈“V”字形或“八”形倾斜设置的液压立柱(4)或刚性立柱(15)每层分两排对称设置。

4.根据权利要求1所述的多层超静定液压支架，其特征在于：所述中梁(10)与顶梁(1)之间、中梁(10)与中梁(10)之间、中梁(10)与底座(17)之间的尾部至少有一层设有连板机构。

5.根据权利要求1所述的多层超静定液压支架，其特征在于：所述的上前梁(2)上分别设有上伸缩梁(3)和控制上伸缩梁移动的上伸缩梁千斤顶(6)。

6.根据权利要求1所述的多层超静定液压支架，其特征在于：所述的连板机构由铰接在顶梁(1)或多个中梁上的尾梁(7)和铰接在多个中梁(10)或底座(17)上的连板(8)构成，尾梁(7)与连板(8)通过铰接轴铰接在一起。

7.根据权利要求1所述的多层超静定液压支架，其特征在于：所述液压控制阀组件(9)分层设置或集中设置在一层上。

8.根据权利要求1所述的多层超静定液压支架，其特征在于：所述的下前梁(11)上分别设有下伸缩梁(13)和控制下伸缩梁移动的下伸缩梁千斤顶(14)。

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