CN203230439U - 一种煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱，包括底座、与底座固定连接的设置有进油口的外筒，所述外筒内部设置与底座固定连接的活塞杆，活塞杆的上端连接油缸；油缸上部的中心设置与油缸通过螺纹连接的芯轴，芯轴上端活动连接一底部设置有与芯轴对应的通孔的内筒，内筒与油缸之间设置环绕芯轴的碟簧；所述内筒与外筒之间设置与内筒通过圆柱销A连接的伸缩筒，伸缩筒上端连接顶盖。本实用新型在使用中，能够随着巷道高度的变化自主调节立柱高度，自动补偿行程，实现了对坑道钻井的有效支撑，大大提高了煤矿井下作业的安全性。

Description

一种煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱

技术领域

本实用新型涉及一种矿用立柱，具体的说是一种煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱。 

背景技术

坑道钻机主要用于巷道内进行深部地质勘探、瓦斯抽放、注排水、通风和其他工程，具有解体性好、部件轻的特点，钻孔方向能在0°～360°范围内方便地调整。坑道钻机的驱动方式包括气动、液动和电动。坑道钻机主要部件有动力机(组)、回转器、钻具拉送机构、钻具拧卸装置和支撑立柱。支撑立柱将巷道内的上下土层顶紧，用于固定支撑钻机给进装置，预防在钻探过程中出现塌方事故，保证钻井工作的顺利进行。 

我国煤炭资源分布不均匀，地域差异很大，地质条件多种多样，因此煤矿巷道的地质情况也各不相同。目前，中国煤矿常用的坑道钻机，多采用为ZDY型、ZYW型等型号，其支撑立柱多为普通液压立柱，由底座、立柱体、液压装置、顶盖构成。立柱体是套装筒体结构，由外筒和内筒组成。液压装置包括油缸和活塞杆。外筒固定在底座上，其下部设置有进油口；在外筒的内部由下到上依次设置有油缸、活塞杆和内筒，其中，油缸固定在底座上，活塞杆与内筒底板相连，内筒顶部与顶盖固定。随着活塞杆的伸缩，内外筒之间相对滑动。工作中，底座放置于巷道地面，顶盖支撑于巷道顶板，液压装置提供动力使立柱体的高度随巷道高度变化，实现有效支撑。 

但是，普通液压支柱的行程范围较小，不能满足巷道高度变化范围较大的需要；利用活塞杆带动内筒伸缩，由于受力面积小，立柱在伸缩过程中不够稳定；而且，普通液压立柱固定支撑后，会出现缓慢泄压现象，从而引起支撑力下降，加上钻井过程中不可避免的震动、巷道顶板坍塌或底板塌陷等情况，会 使顶板与液压支柱的接触面松动而产生缝隙，导致液压支柱不能有效实现支撑，甚至发生倾倒，给钻探作业带来了严重的安全隐患。 

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能够根据矿井巷道高度变化自主进行调节、具有机械自动补偿行程功能的煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱。 

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是： 

一种煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱，包括底座、与底座固定连接的设置有进油口的外筒；所述外筒内部设置与底座固定连接的活塞杆，活塞杆的上端连接油缸；油缸上部的中心设置与油缸通过螺纹连接的芯轴，芯轴上端活动连接一底部设置有与芯轴对应的通孔的内筒，内筒与油缸之间设置环绕芯轴的碟簧；所述内筒与外筒之间设置与内筒通过圆柱销A连接的的伸缩筒，伸缩筒上端连接顶盖。 

本实用新型的进一步改进在于：所述伸缩筒和内筒上部均开设横向布置的销孔。 

本实用新型的进一步改进在于：所述伸缩筒上部在不同高度上开有三组或三组以上的销孔；所述内筒上部开有一组销孔。 

本实用新型的进一步改进在于：所述内筒上端的外侧壁设有导向套A，所述外筒上端的内侧壁设有导向套B，所述伸缩筒下端的外侧壁设有导向套C。 

本实用新型的进一步改进在于：所述芯轴上部设置限制芯轴过度上移的圆盘，圆盘直径大于内筒底部通孔的直径。 

本实用新型的进一步改进在于：所述活塞杆两侧设置焊接在底座上的两块平行耳板，活塞杆与耳板通过圆柱销B铰接固定。 

本实用新型的进一步改进在于：所述外筒底部焊接有法兰，外筒通过螺栓与底座固定连接。 

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是： 

本实用新型结构简单，设计合理，稳固可靠。在钻井过程中，本实用新型 能够依靠多组碟簧的弹性变化，随着巷道高度的变化自主调节立柱高度，始终保持立柱顶盖对巷道顶板的有效支撑，从而使钻机工作稳定，降低了安全隐患。当由于巷道顶板发生坍塌或底板塌陷等原因而使支柱与顶板之间会产生缝隙时，本实用新型利用碟簧的压缩动力使内筒相应伸长，自动补偿行程，迅速对顶板实施有效支撑，大大提高了煤矿井下作业的安全性。 

本实用新型的液压装置呈倒立状，活塞杆固定在底座上，油缸缸底与碟簧相接，活塞杆伸缩产生的压缩力，通过油缸缸底传递给碟簧，再进一步带动伸缩筒和内筒滑动。受力面积的增大，进一步增大了伸缩筒和内筒升降过程的稳定性。 

本实用新型所使用的环形碟簧，单位体积的变形能较大，能够在较小的空间内承受极大的载荷，其压缩力是以同心方式集中传递的，有利于在立柱竖直方向上产生足够的压缩力带动内筒伸缩。同时，碟簧具有良好的缓冲吸震能力，特别是采用叠合组合时，由于表面摩擦阻力作用，吸收冲击和消散能量的作用更显著，能够在坑道钻机进行钻进时产生的高频振动下，消减振动力，使立柱仍保持良好的支撑稳定性。本实用新型的碟簧为组合使用，当一些碟片损坏时，只需个别更换，有利于维护和修理，具有很长的使用寿命。 

本实用新型包含有三个套装筒体，三个筒体之间均为间隙配合，相对滑动，与常见的含有两个套装筒体的支柱相比，增加一个筒体能够使液压立柱的高度控制范围增大，可用于高度范围变化较大的矿井巷道中。同时，在筒体之间设置有多个导向套，能够消除扭矩，保持筒体在升降过程中的流畅稳定，同时可以避免灰尘、沙石等杂物进入筒体，起到很好的密封作用。 

附图说明

图1是本实用新型的整体连接示意图； 

其中，1、顶盖，2、插杆，3、导向套A，4、圆柱销A，5、导向套B，6、销孔，7、内筒，8、伸缩筒，9、外筒，10、芯轴，11、导向套C，12、碟簧，13、油缸，14、活塞杆，15、圆柱销B，16、耳板，17、底座。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明： 

一种煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱，如图1所示，包括顶盖1、底座17、立柱体和液压装置和弹簧装置；其中，立柱体由内筒7、伸缩筒8、外筒9三个套装筒体组成，液压装置包括油缸13和活塞杆14，弹簧装置包括芯轴10和碟簧12。 

立柱体包括三个可相对滑动的套装筒体，从外向内依次为外筒9、伸缩筒8、内筒7，且在筒体之间均设置有导向套，保证其滑动的流畅性和稳定性，具体来说，内筒7上端的外侧壁设有导向套A3，伸缩筒8下端的外侧壁设有导向套C11，外筒9上端的内侧壁设有导向套B5。 

外筒9底部焊接有法兰，通过螺栓固定在底座8的外缘，外筒9下部开有方便油管连接油缸13的长孔，油缸油管由此进入，与油缸A、B口连接。伸缩筒8与顶盖1通过插杆2插接，伸缩筒8的筒底最低可达油缸13的缸底处。在伸缩筒8上部的不同高度上，开有若干组横向布置的销孔6，内筒7上端开有一组横向布置的销孔，其大小均与圆柱销A4配合。工作中，根据巷道高度，调整伸缩筒8的长度，选择合适的销孔与内筒7上部的销孔对齐，用圆柱销A4插接固定。 

液压装置安装于立柱体下部，呈倒立状，活塞杆14下端固定在底座17上，上端连接油缸13；在底座17上焊接两块平行耳板16，活塞杆14下端位于两块耳板16之间，通过圆柱销B15铰接固定。 

弹簧装置包括芯轴10和碟簧12，位于液压装置上方、伸缩筒8内侧。芯轴10底端与油缸13的中心螺纹连接，其上端通过内筒7底部的通孔与内筒7活动连接；所述芯轴10上部设置一圆盘，圆盘与芯轴10为一体，且圆盘直径大于内筒7底部通孔的直径，用于限制芯轴10过度上移；内筒7与油缸13之间紧密安装环绕芯轴10的多组碟簧12。本实用新型中，芯轴10底部固定在油缸13缸底的中心，而其上部的圆盘卡在内筒7底部的通孔上方，构成了一个相对稳 定的空间，在油缸压缩力过大等特殊情况下，仍能将碟簧控制在此空间中，有效避免碟簧崩脱。碟簧12在外力作用下发生形变，带动内筒7、进而带动伸缩筒8和顶盖1上下滑动，直至顶盖1重新支撑巷道顶板而达到平衡。 

本实用新型的工作过程如下： 

钻机定位后，在巷道中选择平整的位置，将本实用新型稳固放置。然后根据巷道的高度，将伸缩筒伸长或缩短，选择合适的销孔与内筒上部的销孔对齐，用圆柱销A插接固定。然后通过油缸驱动活塞杆运动，使其逐渐伸出，进而带动内筒和伸缩筒的上升直至顶盖支撑巷道顶板，达到有效支撑。活塞杆伸出后，碟簧压缩，储存势能。当顶板坍塌、底板塌陷或钻机振动等原因造成顶盖与顶板产生间隙后，内筒上部外力减小，碟簧能够释放能量并推动内筒，内筒带动伸缩筒伸出，自动补偿行程，迅速对顶板实施有效支撑。 

Claims (7)

1.一种煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱，包括底座（17）、与底座（17）固定连接的设置有进油口的外筒（9），其特征在于，所述外筒（9）内部设置与底座（17）固定连接的活塞杆（14），活塞杆（14）的上端连接油缸（13）；油缸（13）上部的中心设置与油缸（13）通过螺纹连接的芯轴（10），芯轴（10）上端活动连接一底部设置有与芯轴（10）对应的通孔的内筒（7），内筒（7）与油缸（13）之间设置环绕芯轴（10）的碟簧（12）；所述内筒（7）外侧设置一通过圆柱销A（4）连接的伸缩筒（8），伸缩筒（8）上端连接顶盖（1）。 

2.根据权利要求1所述的一种煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱，其特征在于：所述伸缩筒（8）和内筒（7）上部均开设横向布置的销孔。 

3.根据权利要求2所述的一种煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱，其特征在于：所述伸缩筒（8）上部在不同高度上开有三组或三组以上的销孔；所述内筒（7）上部开有一组销孔。 

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱，其特征在于：所述内筒（7）上端的外侧壁设有导向套A（3），所述外筒（9）上端的内侧壁设有导向套B（5），所述伸缩筒（8）下端的外侧壁设有导向套C（11）。 

5.根据权利要求4所述的一种煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱，其特征在于：所述芯轴（10）上部设置限制芯轴（10）过度上移的圆盘，圆盘直径大于内筒（7）底部通孔的直径。 

6.根据权利要求1、2、5任一项所述的一种煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱，其特征在于：所述活塞杆（14）两侧设置焊接在底座（17）上的两块平行耳板（16），活塞杆（14）与耳板（16）通过圆柱销B（15）铰接固定。 

7.根据权利要求6所述的一种煤矿坑道钻机用机械补偿液压立柱，其特征在于：所述外筒（9）底部焊接有法兰，外筒（9）通过螺栓与底座（17）固定 连接。