CN103452573B - 一种具有履带顶梁的自移式超前支护支架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有履带顶梁的自移式超前支护支架，有效解决支护结构稳定性和安全性差的问题，其结构是，由结构相同的左右两部分组成，每部分又由结构相同的主架和副架两部分构成，主架支撑机构下部安装在支座底架上，上部装有主架履带顶梁，副架支撑机构下部安装在副架支架底座上，上部装有副架履带顶梁；主支架底座、副支架底座经底座推拉千斤顶铰接相连，主架履带顶梁后端与副架履带顶梁前端经推拉千斤顶相连，构成支架推移机构，主架履带顶梁与副架履带顶梁相对应端间铰接连接有伸缩箱，主架履带顶梁与副架履带顶梁的内侧相对面上装有带侧梁千斤顶的侧梁，顶梁支撑框架两端对称装有结构相同的预紧机构，使用安全可靠，移架方便，节省人力。

Description

一种具有履带顶梁的自移式超前支护支架

技术领域

本发明涉及煤矿机械，特别是一种具有履带顶梁的自移式超前支护支架。

背景技术

煤矿综采工作面超前支护方式主要采用单体液压支柱配合铰接顶梁和普通超前液压支架两种形式。单体液压支柱配合铰接顶梁，操作过程是在工作面向前推进时，将后部单体液压支柱撤掉，人工搬运至前部重新支护，人工支护强度低，支护面积小，劳动强度大，用人多，回柱危险性高，效率低。其他传统支护方式也存在机械化程度不高，劳动强度大，支护结构稳定性和安全性差等问题。普通超前液压支架支护方式克服了以上部分缺点，但在移架过程中，要经过降架、移架过程，此过程会形成对巷道顶板的反复支撑，并且刚性顶梁对不平顶板适应性差，尤其是在顶板完整性差的情况下，易造成顶板的破碎，不利于顶板的安全管理与维护，同时对职工的生命安全与设备安全造成威胁。因此，设计研制具有高强度、高机械化、对顶板状态适应性强且能够负荷前行、同时保证能够减小对顶板破坏的支护支架对于降低劳动强度、提高工作效率、保证职工安全的设备是必须解决的技术问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种具有履带顶梁的自移式超前支护支架，可有效解决支护结构稳定性和安全性差，机械化程度低，工作效率低，支护对顶板破坏程度大的问题。

本发明解决的技术方案是，由结构相同的左右两部分组成，每部分又由结构相同的主架和副架两部分构成，主架包括主支架底座、主架支撑机构、主架履带顶梁，副架包括副支架底座、副架支撑机构、副架履带顶梁，主架支撑机构下部安装在支座底架上，上部装有主架履带顶梁，副架支撑机构下部安装在副架支架底座上，上部装有副架履带顶梁；主支架底座、副支架底座经底座推拉千斤顶铰接相连，主架履带顶梁后端与副架履带顶梁前端经推拉千斤顶相连，构成支架推移机构，同时操作，可满足拉架和推架的需要，主架履带顶梁与副架履带顶梁相对应端间铰接连接有伸缩箱，用于在移架时伸缩，支撑顶板，防止移架时空顶；主架支撑机构包括主架四连杆机构和第一立柱、第二立柱，第一立柱、第二立柱底端安装在主支架底座上，起到支撑顶梁和稳定支架的作用，副架支撑机构包括副架四连杆机构和第三立柱、第四立柱，第三立柱、第四立柱底端安装在副支架底座上；整个支架左右两部分主架与副架结构相同，两部分之间均由上部的顶梁调架千斤顶和下部的底座调架千斤顶相连，构成调架机构，用于调整相邻支架间的距离，防止支架发生歪斜、倾倒，保证支架正常工作；主架履带顶梁和副架履带顶梁构成主要承压部位，主架履带顶梁与副架履带顶梁的内侧相对面上装有带侧梁千斤顶的侧梁，用于在支架移架稳定后对顶板起到支护作用，同时防止在有破碎顶板情况下矸石冒落；履带顶梁机构由预紧机构、主架履带顶梁和副架履带顶梁的顶梁支撑框架、支撑滚轮、滚轮轴、履带构成，顶梁支撑框架内经滚轮轴装有支撑滚轮，顶梁支撑框架两端对称装有结构相同的预紧机构，支撑滚轮、预紧机构上装有环形的履带；第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱的油缸上均装有与乳化泵站连通的乳化液管路，每个乳化液管路上均装有操作阀，乳化液管路分别与底座调节推拉千斤顶、顶梁推拉千斤顶、顶梁调架千斤顶、底座调架千斤顶、侧梁千斤顶连通，构成支架液压控制系统。

本发明结构新颖独特，使用安全可靠，是一种能在工作面回采过程中，将工作面两巷普通超前液压支架的降架、移架过程转变为带压滚动移架过程，具有履带式顶梁结构的新型自移式超前液压支架，其主要特征是此液压支架顶梁结构为柔性履带式滚动结构，移架时不需要完全降架，就可以使支架带压移动，减少对顶板反复支撑，保持顶板完整性，移架方便，节省人力，工作效率高。

附图说明

图1为本发明的结构主视图。

图2为本发明的结构俯视图。

图3为本发明图2中A-A向剖向视图。

图4为本发明主支架底座（或副支架底座）剖面结构主视图。

图5为本发明主支架底座（或副支架底座）剖面结构俯视图。

图6为本发明伸缩箱剖面结构主视图。

图7为本发明伸缩箱剖面结构俯视图。

图8为本发明主支架底座、副支架底座（剖开）与底座调节推拉千斤顶9连接结构图。

图9为本发明履带部位结构主视图。

图10为本发明图9中B-B向的剖面主视图。

图11为本发明图10中C-C向剖面主视图。

图12为本发明图10中D-D向剖面主视图。

图13为本发明图10中E-E向剖面主视图。

图14为本发明预紧机构部位的剖面主视图

图15为本发明顶梁框架部位的俯视图。

图16为本发明主导向滚轮主视图。

图17为本发明主导向滚轮俯视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1、2、3所示，本发明由结构相同的左右两部分组成，每部分又由结构相同的主架和副架两部分构成，主架包括主支架底座7、主架支撑机构、主架履带顶梁12，副架包括副支架底座8、副架支撑机构、副架履带顶梁13，主架支撑机构下部安装在支座底架上，上部装有主架履带顶梁，副架支撑机构下部安装在副架支架底座上，上部装有副架履带顶梁；主支架底座7、副支架底座8经底座调节推拉千斤顶9铰接相连，主架履带顶梁12后端与副架履带顶梁13前端经推拉千斤顶10相连，构成支架推移机构，满足拉架和推架的需要，主架履带顶梁12与副架履带顶梁13相对应端间铰接连接有伸缩箱11，用于在移架时伸缩，支撑顶板，防止移架时空顶；主架支撑机构包括主架四连杆机构3和第一立柱1、第二立柱2，第一立柱1、第二立柱2柱底端安装在主支架底座7上，起到支撑顶梁和稳定支架的作用；副架支撑机构包括副架四连杆机构6和第三立柱4、第四立柱5，第三立柱4、第四立柱5底端安装在副支架底座8上；整个支架左右两部分主架与副架结构相同，两部分之间均由上部的顶梁调架千斤顶14和下部的底座调架千斤顶15相连，构成调架机构，用于调整相邻支架间的距离，防止支架发生倾斜倾倒，保证支架正常工作；主架履带顶梁12和副架履带顶梁13构成主要承压部位，主架履带顶梁12与副架履带顶梁13的内侧相对面上装有带侧梁千斤顶17的侧梁16，用于在支架移架稳定后对顶板起到支护作用，同时防止在有破碎顶板情况下矸石冒落；履带顶梁机构由预紧机构19、主架履带顶梁12和副架履带顶梁13的顶梁支撑框架20、支撑滚轮21、滚轮轴22、履带23构成，顶梁支撑框架20内经滚轮轴22装有支撑滚轮21，顶梁支撑框架20两端对称装有结构相同的预紧机构19，支撑滚轮21、预紧机构19上装有环形的履带23，第一立柱1、第二立柱2、第三立柱4、第四立柱5的油缸上均装有与乳化泵站连通的乳化液管路18，每个乳化液管路18上均装有操作阀，乳化液管路18分别与底座调节推拉千斤顶9、推拉千斤顶10、顶梁调架千斤顶14、底座调架千斤顶15、侧梁千斤顶17连通，构成支架液压控制系统。

为了保证使用效果，所述的第一立柱1、第二立柱2上端通过柱帽槽27与主架履带顶梁12相连，下端通过柱帽槽27与主支架底座7相连，主架四连杆机构3上端通过四连杆销耳孔28连接在在主架履带顶梁12上，下端通过轴孔连接在主支架底座7上，构成主架四连杆机构上下端可以在升降立柱的过程中绕各自的连接轴转动的结构；底座调节推拉千斤顶9通过销耳与主架和副架相连，推拉千斤顶10位于主架履带顶梁12、副架履带顶梁13下部，通过连接销耳29与主架履带顶梁12、副架履带顶梁13相连，其上的伸缩箱11直接与主架、副架销耳相连；

所述的主架履带顶梁12、副架履带顶梁13的左右两端均装有预紧机构19，通过顶梁框架20固定，顶梁框架分上下两层，上层用于固定支撑滚轮轴22，支撑滚轮绕轴转动，滚轮轴不动，下层为履带通道，顶梁框架内侧由顶梁调架千斤顶销耳26与顶梁调架千斤顶14相连，由侧梁销耳24和侧梁千斤顶销耳25分别于侧梁16和侧梁千斤顶17相连，底座调架千斤顶15通过连接件与四连杆机构底座相连；

所述的预紧机构19包括弹簧32、主导向轮33、副导向轮36和三连杆35，弹簧一端通过第一连接槽31a装在顶梁支撑框架20上，弹簧的另一端通过第二连接槽31b与轮轴34相连，轮轴34上装有主导向轮33，轮轴34经三连杆35与副导向轮36相连，副导向轮36、主导向轮33上装有履带23，装在顶梁支撑框架20上的三连杆销耳30经三连杆35与轮轴34、副导向轮36相连；

所述的主支架底座7、副支架底座8两端均有相对称的柱帽槽27，副架四连杆机构6与主架四连杆机构3机构座上具有连杆连接孔6a；

所述的伸缩箱11由内箱11b、外箱11a套装在一起构成，两端分别有与主架履带顶梁12、副架履带顶梁13相连接的具有装配孔11e、11d的连接头11f、11c；

柱帽槽27上部的顶梁支撑框架20侧壁上分别设有侧梁销耳24、侧梁千斤顶销耳25、四连杆销耳孔28、连接销耳29和顶梁调架千斤顶销耳26。

由上述结构可以看出，本发明具有履带顶梁的自移式超前液压支架，是全部以液压为动力源，推拉千斤顶为动力机构，不需要应用其他动力装置即可通过液压控制阀调节液压推拉千斤顶的动作来实现支架的自行移动，移架方便，节省人力。

本发明的履带顶梁结构，通过具有能够发生一定程度变形的柔性履带，增加了对顶板，特别是不平顶板的适应性，通过顶梁两侧专门设计的履带预紧装置，可以实现在产生支撑压力时，顶梁上部履带张紧，保证履带与顶板的接触面，实现压力的平均分布，在履带下方通过滚轮滚动，将旧式支架移动时存在的滑动摩擦转变为滚动摩擦，同时铺设前进，减少了滑动带来的设备耗损，增加设备寿命。

本发明的使用情况是，超前支护支架组设有两组操纵阀，布置在单边后底座立柱的一侧，一般应由两个人配合控制左右两个支架。超前支护支架组应移架时，从两巷最前端支架开始，依次将每一架支架向前移动相同距离，最后推转载机，移架时左右支架分别进行，推转载机时，两支架应同时进行，移架主要程序如下：

1、初始支撑：支撑也称升柱，井下安装好支架后，将支架移到合适位置，利用调架千斤顶调正位置后搬动升柱手把，使顶梁履带12、13接触顶板。由于顶梁预紧装置19中主导向滚轮33与履带接触最高点位置高于顶梁框架内滚轮21最高点，在升架过程中，履带与顶梁接触，并产生相互作用力，顶梁承受压力不断增大，此时预紧装置的导向主轮33和副轮36将绕销耳30的轴转动，在导向轮下降过程中，顶梁履带随着运动，迫使顶梁履带张紧，履带对顶梁产生支撑作用。当支架稳定后，调节侧梁千斤顶17，升起支架侧梁16，防止掉落矸石造成的危险。

2、移架：采煤机在完成合适进刀次数后，超前支护支架组即可分别前移，移架时应将主架顶梁支柱1、2降压，当压力达到设定值时，停止降压，然后通过调节推拉千斤顶9、10，同时调节两个千斤顶，在推移千斤顶推力作用下，作用力作用在主架整体。顶梁部分，履带和主架前端的导向滚轮接触面成为传递推力媒介，在此时主导向滚轮33受力产生向前的推力，履带顺时针向前铺设前进，底座推移千斤顶，推动底座同时向前运动。在支架整体向前移动过程中，履带与顶梁前端接触点无相对位移，通过调节调架千斤顶14、15及时调架，防治歪斜或发生倒架。然后通过液压控制系统对立柱加压，使支撑力达到额定值，完成后，调节侧梁千斤顶17，合理调节侧梁16。然后将副架支柱4、5降压，当压力达到设定值时，停止降压，然后通过调节推拉千斤顶9、10，同时调节两个千斤顶，在推移千斤顶拉力作用下，作用力作用在副架整体。顶梁部分，履带和副架前端的导向滚轮接触面成为传递推力媒介，在此时主导向滚轮33受力产生向前的推力，履带顺时针向前铺设前进，底座推拉千斤顶，拉动底座同时向前运动。在支架整体向前移动过程中，履带与顶梁前端接触点无相对位移，通过调节调架千斤顶14、15及时调架，防治歪斜或发生倒架。然后通过液压控制系统对立柱加压，是支撑力达到额定值，完成后，调节侧梁千斤顶17，合理调节侧梁16。在一侧移架完成后，升架支撑顶板，动作完成以后，通过操纵阀，重复上述动作，完成对另一侧支架的移动。

3、重复：上述动作为一组支架移动动作，在完成上述动作以后，可以通过重复上述动作完成对对超前支护的各组超前支架的移动，实现支架自移。

本发明经实验和试用，与现有技术相比，具有以下突出的特点和有益技术效果：

1、一组支架中主架和副架都具有四连杆机构，增加支架支撑力与支架稳定性。

2、履带具有预紧装置，在履带顶梁与顶板产生作用力时，滚轮上部履带绷紧，能够适应不平整顶板状况，同时便于力的传递。

3、移架过程中履带下方滚筒滚动带动履带铺设前进，前进过程中支架顶梁履带相对顶板不产生滑动，支架通过履带传递压力将移架时的滑动摩擦变为滚动摩擦，减少普通支架顶梁对巷道顶板的反复揉擦，进而降低对顶板的破坏，有效地控制顶板的离层、变形、冒顶等情况。具有强度高、机械化程序高，对顶板状态适应性强且能够负荷前行，同时保证能够减小对顶板破坏的支护支架对于降低劳动强度、提高工作效率、保证职工安全，是自移式超前支护支架的创新，有巨大的经济和社会效益。

Claims (5)

1.一种具有履带顶梁的自移式超前支护支架，由结构相同的左右两部分组成，每部分又由结构相同的主架和副架两部分构成，其特征在于，主架包括主支架底座（7）、主架支撑机构、主架履带顶梁（12），副架包括副支架底座（8）、副架支撑机构、副架履带顶梁（13），主架支撑机构下部安装在主支架底座上，上部装有主架履带顶梁，副架支撑机构下部安装在副支架底座上，上部装有副架履带顶梁，主支架底座（7）、副支架底座（8）经底座调节推拉千斤顶（9）铰接相连，主架履带顶梁（12）后端与副架履带顶梁前端经推拉千斤顶（10）相连，构成支架推移机构，满足拉架和推架的需要，主架履带顶梁（12）与副架履带顶梁（13）相对应端间铰接连接有伸缩箱（11），用于在移架时伸缩，支撑顶板，防止移架时空顶，主架支撑机构包括主架四连杆机构（3）和第一立柱（1）、第二立柱（2），第一立柱（1）、第二立柱（2）柱底端安装在主支架底座（7）上，起到支撑顶梁和稳定支架的作用；副架支撑机构包括副架四连杆机构（6）和第三立柱（4）、第四立柱（5），第三立柱（4）、第四立柱（5）底端安装在副支架底座（8）上，整个支架左右两部分主架与副架结构相同，两部分之间均由上部的顶梁调架千斤顶（14）和下部的底座调架千斤顶（15）相连，构成调架机构，用于调整相邻支架间的距离，防止支架发生歪斜或倾倒，保证支架正常工作，主架履带顶梁（12）和副架履带顶梁（13）构成主要承压部位，主架履带顶梁（12）与副架履带顶梁（13）的内侧相对面上装有带侧梁千斤顶（17）的侧梁（16），用于在支架移架稳定后对顶板起到支护作用，同时防止在有破碎顶板情况下矸石冒落；预紧机构（19）、主架履带顶梁（12）和副架履带顶梁（13）的顶梁支撑框架（20）、支撑滚轮（21）、滚轮轴（22）、履带（23）构成履带顶梁，顶梁支撑框架（20）内经滚轮轴（22）装有支撑滚轮（21），顶梁支撑框架（20）两端对称装有结构相同的预紧机构（19），支撑滚轮（21）、预紧机构（19）上装有环形的履带（23），第一立柱（1）、第二立柱（2）、第三立柱（4）、第四立柱（5）的油缸上均装有与乳化泵站连通的乳化液管路（18），每个乳化液管路（18）上均装有操作阀，乳化液管路（18）分别与底座调节推拉千斤顶（9）、推拉千斤顶（10）、顶梁调架千斤顶（14）、底座调架千斤顶（15）、侧梁千斤顶（17）连通，构成支架液压控制系统；主架履带顶梁（12）、副架履带顶梁（13）的左右两端均装有预紧机构（19），通过顶梁支撑框架（20）固定，顶梁支撑框架分上下两层，上层用于固定支撑滚轮轴（22），支撑滚轮绕轴转动，滚轮轴不动，下层为履带通道，顶梁支撑框架内侧由顶梁调架千斤顶销耳（26）与顶梁调架千斤顶（14）相连，由侧梁销耳（24）与侧梁（16）相连，由侧梁千斤顶销耳（25）与侧梁千斤顶（17）相连，底座调架千斤顶（15）通过连接件与主支架底座、副支架底座相连；预紧机构（19）包括弹簧（32）、主导向轮（33）、副导向轮（36）和三连杆（35），弹簧一端通过第一连接槽（31a）装在顶梁支撑框架（20）上，弹簧的另一端通过第二连接槽（31b）与轮轴（34）相连，轮轴（34）上装有主导向轮33，轮轴（34）经三连杆（35）与副导向轮（36）相连，副导向轮（36）、主导向轮33上装有履带（23），装在顶梁支撑框架（20）上的三连杆销耳（30）经三连杆（35）与轮轴（34）、副导向轮（36）相连。

2.根据权利要求1所述的具有履带顶梁的自移式超前支护支架，其特征在于，所述的第一立柱（1）、第二立柱（2）上端通过柱帽槽（27）与主架履带顶梁（12）相连，下端通过柱帽槽（27）与主支架底座（7）相连，主架四连杆机构（3）上端通过四连杆销耳孔（28）连接在在主架履带顶梁（12）上，下端通过轴孔连接在主支架底座（7）上，构成主架四连杆机构上下端可以在升降立柱的过程中绕各自的连接轴转动的结构；底座调节推拉千斤顶（9）通过销耳与主架和副架相连，推拉千斤顶（10）位于主架履带顶梁（12）、副架履带顶梁（13）下部，通过连接销耳（29）与主架履带顶梁（12）、副架履带顶梁（13）相连，推拉千斤顶上方的伸缩箱（11）直接与主架销耳、副架销耳相连。

3.根据权利要求1所述的具有履带顶梁的自移式超前支护支架，其特征在于，所述的主支架底座（7）、副支架底座（8）两端均有相对称的柱帽槽（27），副架四连杆机构（6）与主架四连杆机构（3）的机构座上具有连杆连接孔（6a）。

4.根据权利要求1所述的具有履带顶梁的自移式超前支护支架，其特征在于，所述的伸缩箱（11）由内箱（11b）、外箱（11a）套装在一起构成，两端分别有与主架履带顶梁12、副架履带顶梁（13）相连接的具有装配孔（11e、11d）的连接头（11f、11c）。

5.根据权利要求2所述的具有履带顶梁的自移式超前支护支架，其特征在于，柱帽槽（27）上部的顶梁支撑框架（20）侧壁上分别设有侧梁销耳（24）、侧梁千斤顶销耳（25）、四连杆销耳孔（28）、连接销耳（29）和顶梁调架千斤顶销耳（26）。