CN114718611A - 一种护帮板及其成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤矿设备技术领域，尤其涉及一种护帮板及其成型方法，包括：蒙皮，内包括一容置空间；预制板体，固定设置在容置空间内，且厚度方向的其中一端与蒙皮贴合；中间预埋铰链，至少局部固定于预制板体内，且位于预制板体厚度方向的另一端；两端铰链，分别设置于中间预埋铰链两端，预制板体在厚度方向的另一端设置有限位槽，两端铰链上设置有限位端，限位端位于限位槽内，限制两端铰链向受载方向偏移；泡沫芯材，对容置空间内进行填充，限制两端铰链垂直于受载方向偏移。本发明中，两端铰链在受到载荷时，能够将力传递给预制板体，改变局部受载，降低蒙皮的剥离风险，泡沫芯材对蒙皮内部进行填充，起到支撑、减重的作用。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿设备技术领域，尤其涉及一种护帮板及其成型方法。
背景技术
液压支架是井下煤层开采的重要支护设备，开采井下煤层之前，需要开凿一定数量的井筒、巷道等，液压支架通过支护采场顶板，防止碎石掉落，获得安全作业空间。护帮板是液压支架的一个重要组成部分，起到支护煤壁，防止煤壁片帮的作用，护帮板上铰链与液压支架连接，会受到向下的载荷。传统的护帮板均为金属构件，随着液压效率的提升和液压支架日益大型化，护帮板自重过大，易生锈腐蚀，防护效果减小，安全性降低，且操作困难，不便于移动和安装。
纤维复合材料是一类常见的有机复合材料，具有质地轻、制备简便等优点，已被广泛应用于多种领域，护帮板由于作业场合特殊，故对于力学强度、阻燃性能、抗静电性能、耐磨性能、使用寿命等各个方面要求都比较严格。因此，迫切需要开发一种纤维复合材料的护帮板，使其能够适应煤矿井下作业，并能满足煤矿开采技术的发展需要。
鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种护帮板及其成型方法，使其更具有实用性。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提供了一种护帮板及其成型方法，从而有效解决背景技术中的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种护帮板，包括：
蒙皮，所述蒙皮内包括一容置空间；
预制板体，所述预制板体固定设置在所述容置空间内，且厚度方向的其中一端与所述蒙皮贴合；
中间预埋铰链，所述中间预埋铰链至少局部固定于所述预制板体内，且位于所述预制板体厚度方向的另一端；
两端铰链，所述两端铰链分别设置于所述中间预埋铰链两端，所述预制板体在厚度方向的另一端设置有限位槽，两端铰链上设置有限位端，所述限位端位于所述限位槽内，限制所述两端铰链向受载方向偏移；
泡沫芯材，所述泡沫芯材对所述容置空间内进行填充，限制所述两端铰链垂直于受载方向偏移。
进一步地，所述限位槽和所述限位端为梯形，所述限位槽在靠近所述预制板体与所述蒙皮贴合的一端大于远离所述所述预制板体与所述蒙皮贴合的一端，所述限位端与所述限位槽对应设置。
进一步地，所述预制板体在长度延伸方向的其中一端设置有加强端，所述加强端厚度大于所述预制板体长度延伸方向的另一端，所述中间预埋铰链预埋于所述加强端，所述限位槽位于所述加强端。
进一步地，所述加强端长度延伸方向垂直于受载方向，且位于受载方向的顶端。
进一步地，所述加强端在受载方向的底端为斜面结构，所述斜面结构与预制板体长度延伸方向另一端表面的夹角为钝角。
进一步地，所述限位槽在受载方向底端与受载方向之间的锐角大于所述斜面结构与受载方向之间的锐角。
进一步地，所述两端铰链上设置有梯形槽，所述预制板体上设置有加强梁，所述加强梁垂直于受载方向，所述加强梁为梯形结构，且穿过所述梯形槽。
进一步地，所述加强梁在靠近所述预制板体的一端大于远离所述预制板体的一端，所述梯形槽与所述加强梁对应设置。
进一步地，所述加强梁为若干个，沿受载方向排列，若干所述加强梁之间设置有支撑梁，所述支撑梁平行于受载方向。
本发明还包括一种护帮板成型方法，包括如下步骤：
将中间预埋铰链预埋至预制板体内，对预制板体进行成型；
将预制板体放置于装配平台，且设置有限位槽的一端位于顶端，在预制板体的顶端粘贴胶膜；
将两端铰链分别卡入限位槽内，并粘贴固定；
在两端铰链之间和侧边分别填充泡沫芯材，将泡沫芯材粘贴于预制板体上；
在泡沫芯材顶端粘贴胶膜，并包裹一层预浸料，形成整体内芯；
在内芯外再包裹一层预浸料作为蒙皮，并送入烘箱进行固化成型。
本发明的有益效果为：本发明通过设置蒙皮、预制板体、中间预埋铰链、两端铰链和泡沫芯材，由于中间的铰链受载较小，所以采用预埋的方式固定于预制板体上，两端铰链受载较大，所以在预制板体上设置有限位槽，两端铰链上设置有限位端，限位槽与限位端相互配合，限制两端铰链向受载方向偏移，保证两端铰链在受到载荷时，能够将力传递给预制板体，改变局部受载，降低蒙皮的剥离风险，泡沫芯材对蒙皮内部进行填充，起到支撑、减重的作用。其中，中间预埋铰链和两端铰链可以为金属件，也可以为复材件，蒙皮对内部零件整体包裹，形成护帮板，重量轻，结构性能优异，抗弯能力强，寿命长，能够满足煤矿支撑需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为护帮板的结构示意图；
图2为预制板体的结构示意图；
图3为预制板体的侧面视图；
图4为两端铰链的结构示意图；
图5为将两端铰链安装至预制板体上的结构示意图；
图6为填充泡沫芯材后的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至6所示：一种护帮板，包括：
蒙皮1，蒙皮1内包括一容置空间；
预制板体2，预制板体2固定设置在容置空间内，且厚度方向的其中一端与蒙皮1贴合；
中间预埋铰链3，中间预埋铰链3至少局部固定于预制板体2内，且位于预制板体2厚度方向的另一端；
两端铰链4，两端铰链4分别设置于中间预埋铰链3两端，预制板体2在厚度方向的另一端设置有限位槽21，两端铰链4上设置有限位端41，限位端41位于限位槽21内，限制两端铰链4向受载方向偏移；
泡沫芯材5，泡沫芯材5对容置空间内进行填充，限制两端铰链4垂直于受载方向偏移。
通过设置蒙皮1、预制板体2、中间预埋铰链3、两端铰链4和泡沫芯材5，由于中间的铰链受载较小，所以采用预埋的方式固定于预制板体2上，两端铰链4受载较大，所以在预制板体2上设置有限位槽21，两端铰链4上设置有限位端41，限位槽21与限位端41相互配合，限制两端铰链4向受载方向偏移，保证两端铰链4在受到载荷时，能够将力传递给预制板体2，改变局部受载，降低蒙皮1的剥离风险，泡沫芯材5对蒙皮1内部进行填充，起到支撑、减重的作用。其中，中间预埋铰链3和两端铰链4可以为金属件，也可以为复材件，蒙皮1对内部零件整体包裹，形成护帮板，重量轻，结构性能优异，抗弯能力强，寿命长，能够满足煤矿支撑需求。
在本实施例中，限位槽21和限位端41为梯形，限位槽21在靠近预制板体2与蒙皮1贴合的一端大于远离预制板体2与蒙皮1贴合的一端，限位端41与限位槽21对应设置。
通过将限位槽21和限位端41设置为梯形，能够将铰链的局部受载荷变为剪切载荷，传递至预制板体2上，使预制板体2来作为主要承载，增加结构强度的同时，降低蒙皮1的剥离风险。
作为上述实施例的优选，预制板体2在长度延伸方向的其中一端设置有加强端22，加强端22厚度大于预制板体2长度延伸方向的另一端，中间预埋铰链3预埋于加强端22，限位槽21位于加强端22。
由于两端铰链4通过限位槽21将载荷传递给预制板体2，将预制板体2作为主要承载，所以在预制板体2的此处设置加强端22，使得加强端22的厚度更厚，来满足载荷的承载需求。
其中，加强端22长度延伸方向垂直于受载方向，且位于受载方向的顶端，此时加强端22对所有的两端铰链4和中间预埋铰链3进行支撑和承载。
如图3所示，加强端22在受载方向的底端为斜面结构221，斜面结构221与预制板体2长度延伸方向另一端表面的夹角为钝角。
加强端22上由于设置有限位槽21，在受载时，限位槽21底端结构强度可能较低，所有在限位槽21底端设置斜面结构221，斜面结构221与预制板体2长度延伸方向另一端表面的夹角为钝角，来增加底部的结构强度，同时优化力的传导。
其中，为了增加限位槽21底端的结构强度，限位槽21在受载方向底端与受载方向之间的锐角b大于斜面结构221与受载方向之间的锐角a，所以斜面结构221能够以比限位槽21更平缓的角度来延伸到另一端，增加限位槽21底端的材料的厚度，增加结构强度。
在本实施例中，两端铰链4上设置有梯形槽42，预制板体2上设置有加强梁23，加强梁23垂直于受载方向，加强梁23为梯形结构，且穿过梯形槽42。
通过设置梯形槽42和加强梁23，来增加两端铰链4对载荷的承载能力。
其中，加强梁23在靠近预制板体2的一端大于远离预制板体2的一端，梯形槽42与加强梁23对应设置。
通过将加强梁23在靠近预制板体2的一端更大，从而与预制板体2接触面积更大，能够对载荷起到更好的分摊作用。
作为上述实施例的优选，加强梁23为若干个，沿受载方向排列，若干加强梁23之间设置有支撑梁24，支撑梁24平行于受载方向，将加强梁23设置多个，再设置支撑梁24，可以增加内部的结构强度，承载更大的载荷。
本实施例中还包括一种护帮板成型方法，包括如下步骤：
将中间预埋铰链3预埋至预制板体2内，对预制板体2进行成型；
将预制板体2放置于装配平台，且设置有限位槽21的一端位于顶端，在预制板体2的顶端粘贴胶膜；
将两端铰链4分别卡入限位槽21内，并粘贴固定；
在两端铰链4之间和侧边分别填充泡沫芯材5，将泡沫芯材5粘贴于预制板体2上；
在泡沫芯材5顶端粘贴胶膜，并包裹一层预浸料，形成整体内芯；
在内芯外再包裹一层预浸料作为蒙皮1，并送入烘箱进行固化成型。
由于中间的铰链受载较小，所以采用预埋的方式固定于预制板体2上，两端铰链4受载较大，所以在预制板体2上设置有限位槽21，两端铰链4上设置有限位端41，限位槽21与限位端41相互配合，限制两端铰链4向受载方向偏移，保证两端铰链4在受到载荷时，能够将力传递给预制板体2，改变局部受载，降低蒙皮1的剥离风险，泡沫芯材5对蒙皮1内部进行填充，起到支撑、减重的作用。其中，中间预埋铰链3和两端铰链4可以为金属件，也可以为复材件，蒙皮1对内部零件整体包裹，形成护帮板，重量轻，结构性能优异，抗弯能力强，寿命长，能够满足煤矿支撑需求。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种护帮板，其特征在于，包括：
蒙皮，所述蒙皮内包括一容置空间；
预制板体，所述预制板体固定设置在所述容置空间内，且厚度方向的其中一端与所述蒙皮贴合；
中间预埋铰链，所述中间预埋铰链至少局部固定于所述预制板体内，且位于所述预制板体厚度方向的另一端；
两端铰链，所述两端铰链分别设置于所述中间预埋铰链两端，所述预制板体在厚度方向的另一端设置有限位槽，两端铰链上设置有限位端，所述限位端位于所述限位槽内，限制所述两端铰链向受载方向偏移；
泡沫芯材，所述泡沫芯材对所述容置空间内进行填充，限制所述两端铰链垂直于受载方向偏移。
2.根据权利要求1所述的护帮板，其特征在于，所述限位槽和所述限位端为梯形，所述限位槽在靠近所述预制板体与所述蒙皮贴合的一端大于远离所述所述预制板体与所述蒙皮贴合的一端，所述限位端与所述限位槽对应设置。
3.根据权利要求2所述的护帮板，其特征在于，所述预制板体在长度延伸方向的其中一端设置有加强端，所述加强端厚度大于所述预制板体长度延伸方向的另一端，所述中间预埋铰链预埋于所述加强端，所述限位槽位于所述加强端。
4.根据权利要求3所述的护帮板，其特征在于，所述加强端长度延伸方向垂直于受载方向，且位于受载方向的顶端。
5.根据权利要求4所述的护帮板，其特征在于，所述加强端在受载方向的底端为斜面结构，所述斜面结构与预制板体长度延伸方向另一端表面的夹角为钝角。
6.根据权利要求5所述的护帮板，其特征在于，所述限位槽在受载方向底端与受载方向之间的锐角大于所述斜面结构与受载方向之间的锐角。
7.根据权利要求1所述的护帮板，其特征在于，所述两端铰链上设置有梯形槽，所述预制板体上设置有加强梁，所述加强梁垂直于受载方向，所述加强梁为梯形结构，且穿过所述梯形槽。
8.根据权利要求7所述的护帮板，其特征在于，所述加强梁在靠近所述预制板体的一端大于远离所述预制板体的一端，所述梯形槽与所述加强梁对应设置。
9.根据权利要求7所述的护帮板，其特征在于，所述加强梁为若干个，沿受载方向排列，若干所述加强梁之间设置有支撑梁，所述支撑梁平行于受载方向。
10.一种护帮板成型方法，其特征在于，包括如下步骤：
将中间预埋铰链预埋至预制板体内，对预制板体进行成型；
将预制板体放置于装配平台，且设置有限位槽的一端位于顶端，在预制板体的顶端粘贴胶膜；
将两端铰链分别卡入限位槽内，并粘贴固定；
在两端铰链之间和侧边分别填充泡沫芯材，将泡沫芯材粘贴于预制板体上；
在泡沫芯材顶端粘贴胶膜，并包裹一层预浸料，形成整体内芯；
在内芯外再包裹一层预浸料作为蒙皮，并送入烘箱进行固化成型。
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