CN219081628U - 一种快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，包括：加压锥，为内中空结构状，其下端的内、外端处分别同轴设有内锥面和外锥面；压杆，其轴杆部设于加压锥的内中空结构中；第一变径管和第二变径管，两者同轴的位于加压锥和所述压杆之间；第一变径管下端的变径部与加压锥的内锥面相适配并抵接，第一变径管上端的直管部位于加压锥和压杆的轴杆部之间；第二变径管上端的变径部与加压锥的外锥面相适配并抵接；第二变径管下端的直管部与压杆相抵接。与现有技术相比本实用新型的有益效果是：采用内、外并联变径的结构方式，实现对轴向冲击力的吸收，并具有结构紧凑、吸能力值稳、便于更换的优点。

Description

一种快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块

技术领域

本实用新型属于煤矿巷道防冲支护领域，具体涉及一种快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块。

背景技术

煤矿中采煤工作面普遍采用液压支架进行支护，用于保护开采区人员及设备是煤矿支护设备的重要元件。立柱是液压支架系统的执行元件，提供强大支撑力同时并承受冲击地压，其防冲击性能对煤矿生产安全起决定性作用。

冲击地压是指煤矿井巷或工作面周围煤(岩)体由于弹性变形能的瞬时释放而产生的突然、剧烈破坏的动力现象，常伴有煤(岩)体瞬间位移、抛出、巨响及气浪等。冲击地压是引起液压支架整体失效的主要诱因，支架受到冲击地压载荷后，刚性连接的立柱内乳化液压力迅速升高，而系统溢流阀由于阀芯惯性、摩擦等因素影响无法立即动作并卸荷，因此在冲击压力的作用下，极易出现缸体爆裂、密封破坏、立柱弯曲等失效现象，引发安全事故。因此，支架立柱的吸能性能尤为关键。

目前矿业领域应用的吸能构件主要有预折纹筒式吸能构件与扩径式吸能构件，预折纹筒式吸能构件虽具有稳定可重复的屈曲变形模式，但是其变形阻力不恒定，不能达到理想的吸能效果，扩径式吸能构件变形过程具有恒定的阻力，然而其冲程效率只能达到一半，吸能让位行程较短。

中国实用新型专利CN110130953A一种复合型防冲吸能装置，提供了一种将预折纹筒式吸能构件与扩径式吸能构件相串联的结构设计，但是大大增加了设备的长度，并不利于安装和拆卸。

实用新型内容

本实用新型的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

本实用新型提供了一种快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，采用内、外并联变径的结构方式，实现对轴向冲击力的吸收，并具有结构紧凑、吸能力值稳、便于更换的优点。

本实用新型公开了一种快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，包括：

加压锥，为内中空结构状，其下端的内、外端处分别同轴设有内锥面和外锥面；

压杆，其轴杆部设于所述加压锥的内中空结构中；

第一变径管和第二变径管，两者同轴的位于所述加压锥和所述压杆之间；

所述第一变径管下端的变径部与所述加压锥的内锥面相适配并抵接，所述第一变径管上端的直管部位于所述加压锥和所述压杆的轴杆部之间；

所述第二变径管上端的变径部与所述加压锥的外锥面相适配并抵接；所述第二变径管下端的直管部与所述压杆相抵接。

在一些实施方式中，所述第一变径管的变径部从上向下呈扩径状结构；所述第二变径管的变径部从上向下呈缩径状结构。

在一些实施方式中，还包括：

内环槽，设于所述压杆的轴杆部上，用于与所述第一变径管上端的直管部相卡接；

外环槽，设于所述压杆上，用于与所述第二变径管下端的直管部相卡接。

在一些实施方式中，还包括：

孔轴，所述孔轴的下端与所述加压锥的上端轴向连接，且所述孔轴的下端面上设有与所述压杆的轴杆部相对应的凹槽，所述孔轴的上端设有径向孔。

在一些实施方式中，还包括：

螺母槽，开设于所述加压锥的内端处；

连接螺母，设于所述压杆的轴杆部上；所述连接螺母的下端面分别与所述第一变径管上端的直管部和所述螺母槽相抵接。

在一些实施方式中，所述凹槽的内径与所述连接螺母的外径相适配。

在一些实施方式中，所述加压锥的下端设有环形锥台；所述内锥面位于所述环形锥台的内端；所述压杆上设有与所述环形锥台相适配的卡槽。

在一些实施方式中，所述孔轴和所述加压锥之间通过连接螺栓或卡环轴向连接。

在一些实施方式中，还包括：

连接管，与所述压杆的下端轴向连接；

过度接头，设于所述压杆和所述连接管之间。

在一些实施方式中，所述过度接头的上端通过连接螺栓与所述压杆的下端固定连接；所述过度接头的下端和所述连接管之间通过轴销连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、利用多级变径管同步变径动作产生的变形力吸收轴向力的冲击，相较于单一的变径吸能形式，本装置可承受更大的轴向力，避免了单一传统吸能形式设计时因壁厚过大而导致动作过程中管壁易产生脆裂，造成吸收失效的问题。

2、采用扩径和缩径双并联变形的结构设计，使其在外径尺寸及壁厚变形量的限制下，不仅可有效增大承受力的冲击力值，还可以通过充分利用形变空间，简化连接结构，使结构整体更加紧凑。

3、通过连接螺母的结构设计，不仅提高了安装、拆卸过程中的便捷性，更使其具有可靠的抗拉性。

4、将内锥面和外锥面集成在同一零件上设计，可有效保证其扩张变形与收缩变形过程的同步性。

5、采用金属塑性变形吸收轴向作用力，吸能过程力值稳定，波动小。

6、采用模块化设计易于检修更换，降低检修成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型的内部结构示意图。

图2为本实用新型的立体结构示意图。

附图说明：孔轴1、加压锥2、第一变径管3、第二变径管4、压杆5、过度接头6、连接螺母7、凹槽8、连接螺栓9、连接管10、卡槽11、内环槽12、外环槽13、螺母槽14。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本实用新型应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本实用新型公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本实用新型揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本实用新型公开的内容不充分。

在本实用新型中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本实用新型所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

参照图1所示，一种快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，包括：加压锥2、压杆5、第一变径管3和第二变径管4；其中，加压锥2为内中空结构状，其下端的内、外端处分别同轴设有内锥面和外锥面；压杆5其轴杆部设于加压锥2的内中空结构中；第一变径管3和第二变径管4两者同轴的位于加压锥2和压杆5之间；第一变径管3下端的的变径部与加压锥2的内锥面相适配并抵接，第一变径管3上端的直管部位于加压锥2和压杆5的轴杆部之间；第二变径管4上端的变径部与加压锥2的外锥面相适配并抵接；第二变径管4下端的直管部与压杆5相抵接。

在安装过程中，先将第一变径管3套设于压杆5的轴杆部，再将第二变径管4套设于压杆5和第一变径管3的外部，然后通过放置加压锥2并基于一定的压力，通过压力产生的金属形变使得四者之间进行相对的连接固定。

在使用时，加压锥2受到轴向冲击力，同时挤压第一变径管3和第二变径管4发生形变，压杆5的轴杆部通过加压锥2的内中空结构向上运动，确保设备的正常使用，并提供导向作用。

参照图1所示，进一步的，为提高设备结构的紧凑型并简化结构，在一些实施例中，第一变径管3的变径部从上向下呈扩径状结构；第二变径管4的变径部从上向下呈缩径状结构。通过内缩、外涨的变径方式实现同步吸能，并极大的提升了可承载的轴向冲击力值，同时有效的利用了内部空间结构。

参照图1所示，进一步的，为提高第一变径管3和第二变径管4安装过程时的稳定性，在一些实施例中，还包括:内环槽12和外环槽13；其中，内环槽12设于压杆5的轴杆部上，用于与第一变径管3上端的直管部相卡接；外环槽13设于压杆5上，用于与第二变径管4下端的直管部相卡接。通过卡接的连接方式，确保了其连接时的稳定性。

参照图1所示，进一步的，为提高设备安装拆卸过程中的便捷性，在一些实施例中，还包括孔轴1，孔轴1的下端与加压锥2的上端轴向连接，且孔轴1的下端面上设有与压杆5的轴杆部相对应的凹槽8，孔轴1的上端设有径向孔。通过凹槽8予以压杆5的轴杆部向上活动的空间，确保设备的正常使用。

参照图1所示，进一步的，为使得设备在具有抗冲击力效果的同时兼具一定的抗拉力，在一些实施例中，还包括：螺母槽14和连接螺母7；螺母槽14开设于加压锥2的内端处；连接螺母7设于压杆5的轴杆部上；连接螺母7的下端面分别与第一变径管3上端的直管部和螺母槽14相抵接。通过连接螺母7与螺母槽14的卡扣连接，防止压杆5和加压锥2分离，提供二者连接时的可靠性。

参照图1所示，进一步的，为提供缓冲时的导向力，在一些实施例中，凹槽8的内径与连接螺母7的外径相适配。

参照图1所示，进一步的，为提高设备使用时的稳定性，避免冲击过程中直接对压杆5产生直接的冲击，在一些实施例中，加压锥2的下端设有环形锥台；内锥面位于环形锥台的内端；压杆5上设有与环形锥台相适配的卡槽11。通过环形锥台和卡槽11的结构设计，起到一定的缓冲作用，同时卡槽11也进一步提升了内部空间结构，确保第一变径管3有充足的形变空间。

在一些实施例中，孔轴1和加压锥2之间可以通过连接螺栓9或卡环轴向连接。

在一些实施例中，还包括：连接管10和过度接头6，连接管10与压杆5的下端轴向连接。过度接头6设于压杆5和连接管10之间。过度接头6的上端通过连接螺栓9与压杆5的下端固定连接；过度接头6的下端和连接管10之间通过轴销连接。

其工作原理为:

安装时，将第一变径管3通过内环槽12套嵌卡设在压杆5的轴杆部上，将第二变径管4的下端通过外环槽13卡嵌在压杆5上，然后压入加压锥2，并确保压杆5的轴杆部贯穿于加压锥2的内中空结构中，并通过轴杆部的外螺纹螺纹连接好连接螺母7，使连接螺母7的下端面与第一变径管3上端面和螺母槽14相抵接。然后将孔轴1通过连接螺栓9与加压锥2的上端固定连接。将过度接头6通过连接螺栓9与压杆5的下端固定连接。孔轴1上设有径向孔用于安装销轴，从而与液压支架整体铰接。

受到冲击地压时，孔轴1通过铰接的方式将载荷转化为轴向压力，推动加压锥2下移，迫使第一变径管3大端外径减小发生塑性变形，同时第二变径管4小端内径增大发生塑性变形，直至压缩动作完成。更换时，只拆除连接螺栓9便可，降低了检修成本。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，其特征在于，包括：

加压锥，为内中空结构状，其下端的内、外端处分别同轴设有内锥面和外锥面；

压杆，其轴杆部设于所述加压锥的内中空结构中；

第一变径管和第二变径管，两者同轴的位于所述加压锥和所述压杆之间；

所述第一变径管下端的变径部与所述加压锥的内锥面相适配并抵接，所述第一变径管上端的直管部位于所述加压锥和所述压杆的轴杆部之间；

所述第二变径管上端的变径部与所述加压锥的外锥面相适配并抵接；所述第二变径管下端的直管部与所述压杆相抵接。

2.根据权利要求1所述的快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，其特征在于，所述第一变径管的变径部从上向下呈扩径状结构；所述第二变径管的变径部从上向下呈缩径状结构。

3.根据权利要求1所述的快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，其特征在于，还包括：

内环槽，设于所述压杆的轴杆部上，用于与所述第一变径管上端的直管部相卡接；

外环槽，设于所述压杆上，用于与所述第二变径管下端的直管部相卡接。

4.根据权利要求1所述的快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，其特征在于，还包括：

孔轴，所述孔轴的下端与所述加压锥的上端轴向连接，且所述孔轴的下端面上设有与所述压杆的轴杆部相对应的凹槽，所述孔轴的上端设有径向孔。

5.根据权利要求4所述的快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，其特征在于，还包括：

螺母槽，开设于所述加压锥的内端处；

连接螺母，设于所述压杆的轴杆部上；所述连接螺母的下端面分别与所述第一变径管上端的直管部和所述螺母槽相抵接。

6.根据权利要求5所述的快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，其特征在于，所述凹槽的内径与所述连接螺母的外径相适配。

7.根据权利要求1所述的快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，其特征在于，所述加压锥的下端设有环形锥台；所述内锥面位于所述环形锥台的内端；所述压杆上设有与所述环形锥台相适配的卡槽。

8.根据权利要求4所述的快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，其特征在于，所述孔轴和所述加压锥之间通过连接螺栓或卡环轴向连接。

9.根据权利要求1所述的快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，其特征在于，还包括：

连接管，与所述压杆的下端轴向连接；

过度接头，设于所述压杆和所述连接管之间。

10.根据权利要求9所述的快换式液压支架立柱用多级防冲吸能模块，其特征在于，所述过度接头的上端通过连接螺栓与所述压杆的下端固定连接；所述过度接头的下端和所述连接管之间通过轴销连接。

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