CN105422155A - 一种差动保护型杆式液压支架 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤矿综采工作面设备制造领域，尤其涉及一种差动保护型杆式液压支架。本发明提供一种差动保护型杆式液压支架：包括顶梁部分、底座部分和立柱、十字滑块、摆动结构、推移机构；顶梁部分上固定导向柱；底座部分连接推移梁和推移千斤顶；所述的顶梁部分和底座部分通过立柱和摆动结构连接，所述摆动结构与底座部分直接连接，所述摆动结构通过十字滑块与顶梁部分连接，所述十字滑块套在所述导向柱上。本发明所述液压支架消除顶板与支架顶梁水平摩擦力对摆动结构和所述支架底座的损坏，而且，与现有液压支架相比，所述液压支架重量降低30％以上，直接提高了钢材的材料利用率，降低了成本，起到节能减排与绿色开采作用。
Description
技术领域
本发明属于煤矿综采工作面设备制造领域，尤其涉及一种差动保护型杆式液压支架。
背景技术
液压支架是一种采煤工作面支护设备，其作用是支撑和维护采煤工作面控顶区顶板，为采煤创造安全作业空间的设备。它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。它与采煤机配套使用，实现采煤综合机械化，解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾，进一步改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻煤矿工人的劳动强度，最大限度保障煤矿工人的生命安全。目前，中国最常用的综采液压支架主要是单摆杆式和四连接杆式两种，而且有向重型化、高工作阻力的趋势发展，这两种形式的支架在高低变化过程中顶梁的运动轨迹并不是直线，这样当顶板的压力大于支架工作阻力时，支架在下降过程中除受到支架上方顶板垂直向下压力外，还受到一种支架支撑力以外的顶板对支架顶梁的水平摩擦力，该水平摩擦力是指顶板来压垂直下沉时，支架被迫下降，支架顶梁随单摆杆或四连杆曲线形运动轨迹与垂直下沉的顶板直线性运动轨迹形成水平位移时所产生的水平摩擦力；该水平摩擦力常以顶板突然来压时冲击力的形式出现，传递到单摆杆支架后对支架的单摆杆乃至支架底座的破坏力大；传递到四连杆支架后对支架的前后连杆、掩护梁乃至支架底座的破坏力也同样大，而且支架工作阻力越大该附加力也越大，支架部件的重量也越重，使支架钢材的利用效率降低，使综采工作面支架的成本增加。
在现有技术中，中国专利申请公开号CN103046944A公开了一种液压支架，该液压支架包括顶梁和连接于所述顶梁的探梁机构；其中，所述探梁机构包括前探梁、伸缩梁和伸缩梁驱动机构；其中前探梁固定连接于所述顶梁上与支护面相对的壁面；伸缩梁可滑动地连接于所述前探梁；伸缩梁驱动机构的一端连接于所述前探梁，另一端连接于所述伸缩梁。本发明中的液压支架，是在现有液压支架的顶梁的下端设置了一个探梁机构，通过探梁机构可以对较低的煤层或岩层进行支护，实现对复杂煤层的分层开采，避免了在采煤过程中煤与岩石的混合，节省了后续的分煤程序，提高了生产效率，降低了工作强度。该液压支架的缺点是不能消除顶板与支架顶梁水平摩擦力，造成水平摩力对伸缩梁和伸缩梁驱动机构的损坏。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种差动保护型杆式液压支架：包括顶梁、底座和立柱、十字滑块、摆动结构、推移机构；顶梁上固定导向柱；底座设有推移机构；所述顶梁和底座通过立柱和摆动结构连接，所述摆动结构与底座直接连接，所述摆动结构通过十字滑块与顶梁连接，所述十字滑块套在所述导向柱上。
所述摆动结构是单摆杆。
进一步地，所述单摆杆与所述十字滑块横向的与述顶梁相连接，所述导向柱纵向的与所述顶梁连接，所述单摆杆与所述顶梁为十字交叉连接形式。
所述摆动结构是四连杆机构。
进一步地，所述四连杆机构的掩护梁与所述十字滑块横向的与所述顶梁相连接，所述导向柱纵向的与所述顶梁，所述四连杆机构与所述顶梁为十字交叉连接形式。
进一步地，所述的推移机构包括推移梁和推移千斤顶；
进一步地，所述推移梁为左右对称设置，所述推移千斤顶同为左右对称设置，推移梁的中部两侧与推移千斤顶的活塞杆头连接，推移千斤顶的缸底与底座连接。
进一步地，所述十字滑块的前后设有橡胶弹簧，所述橡胶弹簧套在所述导向柱上。
进一步地，所述立柱数量为两个或四个。
进一步地，所述推移千斤顶数量为两个。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明所述液压支架，消除顶板与所述液压支架的顶梁水平摩擦力，避免水平摩力对摆动结构乃至所述液压支架的底座的损坏。
2.本发明所述液压支架，消除顶板与所述液压支架的顶梁的水平摩擦力后，与现有液压支架相比，所述液压支架重量降低30％以上，直接提高了钢材的材料利用率，降低了成本，起到节能减排与绿色开采作用。
3.本发明所述液压支架的推移梁和两个推移千斤顶呈左右对称设置，与设置单个推移千斤顶相比降低了高度，更有利于底座的结构设计。
4.本发明所述液压支架的摆动结构与顶梁的十字交叉连接形式，使支架顶梁拥有前后移动、前后摆动和左右摆动的三个自由度，显著改善了顶梁对凸凹不平顶板的接顶性能。
附图说明
图1为本发明设有单摆杆液压支架主视结构示意图；
图2为本发明设有四连杆液压支架主视结构示意图；
图3为本发明所述液压支架的顶梁结构示意图；
图4为本发明所述液压支架隐去橡胶弹簧的顶梁局部结构示意图；
图5为本发明所述液压支架的十字滑块主视结构示意图；
图6为本发明液压支架的推移机构示意图。
图中：1-顶梁，2-底座，3-导向柱，4-推移梁，5-推移千斤顶，6-立柱，7-单摆杆，8-十字滑块，9-橡胶弹簧，10-四连杆机构，101-掩护梁，102-后连杆，103-前连杆。
具体实施方式
现结合说明书附图1至6详细介绍本发明所述支架的具体实施方式。
实施例1
如图1所示，所述液压支架包括顶梁1、底座2和立柱6、十字滑块8、单摆杆7、推移梁4、推移千斤顶5；顶梁1上固定导向柱3；所述底座2为桥式结构，呈左右对称结构的推移梁4设置在底座2中间的前后桥下的空间内，推移千斤顶5为双侧对称设置，推移梁4的两侧连接耳分别与两个推移千斤顶5的活塞杆连接，两个推移千斤顶5的缸底连接耳分别与底座2连接；所述顶梁1和底座2通过立柱6和单摆杆7连接，所述立柱6的柱头与所述顶梁1连接，柱底与底座2连接；所述单摆杆7的一端与底座2连接，另一端与十字滑块8连接，当所述液压支架下降时，单摆杆7以与底座2的连接点为圆心进行摆动，顶梁1上任意一点的运动轨迹均为圆弧形。
普通单摆杆液压支架运作方式为，当单摆杆作弧线形摆动，与单摆杆直接连接的顶梁1跟随单摆杆7作弧线形运动，若顶梁1作弧线运动是由于顶板来压所引起，则所述液压支架在下降过程中，必然与顶板产生一个水平位移，由于压力的作用，所述水平位移即形成一个水平摩擦力，所述摩擦力若按岩石与毛坯钢材摩擦系数以0.3计算，近似为工作阻力的30％，所述摩擦力以冲击形式出现，对所述液压支架的单摆杆及以下连接部件有很大的损坏作用。
进一步的，本发明所述单摆杆7的另一端通过十字滑块8与顶梁1连接，经过精加工的所述十字滑块8套在所述导向柱3上，以小的摩擦力前后滑动。所述单摆杆7与所述十字滑块8横向的与所述顶梁1相连接，所述导向柱3纵向的与所述顶梁1连接，所述单摆杆7与所述顶梁1构成十字交叉连接形式，所述十字滑块8能够在所述导向柱3上进行滑动，使顶梁1具有前后移动、前后摆动和左右摆动的三个自由度，显著改善了顶梁1对凸凹不平顶板的接顶性能。
当所述顶板来压，迫使顶梁1垂直下降时，粗糙岩石状顶板与毛坯状钢材的顶梁1形成的粗糙接触摩擦力，足以克服经过精加工带润滑的十字滑块8和导向柱3的精细接触摩擦力，使十字滑块8在导向柱3的柱体上滑移，此时，顶梁1不跟随单摆杆7的摆动作弧线运动，而是跟随所述顶板作垂直下移，受到四个立柱6的有力支撑，顶梁1与单摆杆7的运动在水平方向上产生差动，消除了所述顶板与顶梁1的水平摩擦力，保护了与顶梁1连接的单摆杆7及与单摆杆7连接的底座2。
进一步的，所述十字滑块8的前后装配上橡胶弹簧9后，十字滑块8的滑动行程则表现为一侧橡胶弹簧9压缩。
进一步的，所述立柱6是两柱或四柱。
进一步的，所述推移千斤顶5数量为两个。
实施例2
如图2所示，所述液压支架包括顶梁1、底座2和立柱6、十字滑块8、四连杆机构、推移梁4、推移千斤顶5；顶梁1上固定导向柱3；所述底座2为桥式结构，在底座2中间的前后桥下的空间内设置有对称形式的推移梁4，，推移千斤顶5呈双侧对称设置，推移梁4的两侧连接耳分别与两个推移千斤顶5的活塞杆连接，两个推移千斤顶5的缸底连接耳分别与底座2连接；所述顶梁1和底座2通过立柱6和四连杆机构10连接，所述立柱6的柱头与所述顶梁1连接，柱底与底座2连接；包括掩护梁101、后连杆102、前连杆103的所述四连杆机构10构成的杆形受力结构。后连杆102、前连杆103均是一端与掩护梁101铰接，另一端与底座2铰接。掩护梁101的三个铰接点的最上端一个与十字滑块8铰接。所述四连杆机构10在所述液压支架的升降过程中，掩护梁101与十字滑块8的铰接点的运动轨迹为双纽线。
普通四连杆液压支架运动形式为，当四连杆机构作双纽线形摆动时，与四连杆机构直接连接的顶梁跟随四连杆机构作双纽线形运动，若顶梁作双纽线运动是由于顶板来压所引起，则支架在下降过程中，必然与顶梁产生一个水平位移，由于压力的作用该水平位移即形成一个水平摩擦力，所述摩擦力若按岩石与毛坯钢材摩擦系数以0.3计算，近似为工作阻力的30％，该力以冲击形式出现，对支架四连杆机构及以下连接部件有很大的损坏作用。
进一步的，本发明所述四连杆机构10的掩护梁101通过十字滑块8与顶梁1连接，所述十字滑块8套在所述导向柱3上，经过精加工的十字滑块8套在导向柱3的柱体上，以小的摩擦力前后滑动。所述四连杆机构与所述十字滑块8横向的与所述顶梁1相连接，所述导向柱3纵向的与所述顶梁1连接，所述四连杆机构与所述顶梁1构成十字交叉连接形式，所述十字滑块8能够在所述导向柱3上进行滑动，以使所述液压支架的顶梁1拥有前后移动、前后摆动和左右摆动的三个自由度，极大改善了顶梁对凸凹不平顶板的接顶性能。
本发明当顶板来压，迫使所述液压支架的顶梁1垂直下降时，粗糙岩石状顶板与毛坯状钢材顶梁1形成的粗糙接触摩擦力，足以克服经过精加工带润滑的十字滑块8和导向柱3的精细接触摩擦力，使十字滑块8在导向柱3的柱体上滑移，此时，顶梁1不跟随四连杆机构的摆动作双纽线运动而是跟随顶板作垂直下移，受到四个立柱的有力支撑，顶梁1与四连杆机构的运动在水平方向上产生差动，消除了顶板与顶梁1的水平摩擦力，保护了与顶梁1连接的四连杆机构及与四连杆机构连接的底座2。
进一步的，所述十字滑块8的前后装配上橡胶弹簧9后，十字滑块8的滑动行程则表现为一侧橡胶弹簧9压缩。
进一步的，所述立柱6是两柱或四柱。
进一步的，所述推移千斤顶5数量为两个。
本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种差动保护型杆式液压支架，其特征在于：包括顶梁(1)、底座(2)和立柱(6)、十字滑块(8)、摆动结构、推移机构；顶梁(1)上固定导向柱(3)；底座(2)设有推移机构；所述的顶梁(1)和底座(2)通过立柱(6)和摆动结构连接，所述摆动结构与底座(2)直接连接，所述摆动结构通过十字滑块(8)与顶梁(1)连接，所述十字滑块(8)套在所述导向柱(3)上。
2.根据权利要求1所述差动保护型杆式液压支架，其特征在于，所述的摆动结构是单摆杆(7)。
3.根据权利要求2所述差动保护型杆式液压支架，其特征在于，所述单摆杆(7)与所述十字滑块(8)横向的与所述顶梁(1)相连接，所述导向柱(3)纵向的与所述顶梁(1)，所述单摆杆(7)与所述顶梁(1)为十字交叉连接形式，所述十字滑块(8)可以在导向柱(3)上滑动。
4.根据权利要求1所述差动保护型杆式液压支架，其特征在于，所述的摆动结构是四连杆机构(10)。
5.根据权利要求4所述差动保护型杆式液压支架，其特征在于，所述四连杆机构(10)的掩护梁(101)与所述十字滑块(8)横向的与所述顶梁(1)相连接，所述导向柱(3)纵向的与所述顶梁(1)，所述四连杆机构(10)与所述顶梁(1)为十字交叉连接形式，所述十字滑块(8)可以在导向柱(3)上滑动。
6.根据权利要求1所述差动保护型杆式液压支架，其特征在于，所述的推移机构包括推移梁(4)和推移千斤顶(5)
7.根据权利要求6所述差动保护型杆式液压支架，其特征在于，所述推移梁(4)为左右对称设置，推移千斤顶(5)为左右对称设置，推移梁(4)的中部两侧与推移千斤顶(5)的活塞杆头连接，推移千斤顶(5)的缸底与底座(2)连接。
8.根据权利要求1所述差动保护型杆式液压支架，其特征在于，所述十字滑块(8)的前后设有橡胶弹簧(9)，所述橡胶弹簧(9)套在所述导向柱(3)上。
9.根据权利要求2所述差动保护型杆式液压支架，其特征在于，所述立柱(6)数量为两个或四个。
10.根据权利要求1所述差动保护型杆式液压支架，其特征在于，所述推移千斤顶(5)数量为两个。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20160323 |