专利名称:弹性轻型液压支架的制作方法
本实用新型涉及到一种煤矿采煤工作面的支护装置，适用于煤矿井下普采和机械化采煤工作面支护。
国内外液压支架已有多种形式和类型，一般均有顶梁、前后立柱、底座、推移油缸、掩护板、液压控制系统所组成(详见综采设备配套图册，煤炭科学研究院)。这些支架重量较大(约10吨左右)、造价较高、结构复杂，在支架上还要设置防倒、防滑等装置，并且因降架移架而反复支撑顶板，易使顶板破碎，以及因无立柱空间过大，易造成端面冒落。提腿式液压支架(见矿山压方研究文集，1984.12，煤炭部矿山压力科技情报中心站)虽然能实现带压移架，但是结构也复杂，且头重脚轻，支架不稳定，适用范围也较窄。
本实用新型的目的是为了增加无立柱空间的支撑能力，实现稳定的带压移架，取消复杂的防倒防滑装置，达到改善顶板管理，防止端面冒落，既解决支架的防倒防滑问题，又扩大对破碎顶板和倾斜、急倾斜煤层的使用范围，并且使液压支架重量轻、结构简单、造价低，提高采煤机械化的经济效益。
本实用新型的主要内容是这种液压支架的顶梁分为铰接的前顶梁1和后顶梁2两部分，前顶梁1由顶梁滑道和顶梁导向梁组成，在前后顶梁中间装设有推移油缸；支架的底座由底座滑道和底座导向梁组成且分为铰接的前底座6和后底座7两部分，中间装设有推移油缸；支架的前立柱与后立柱均设有弹性装置13。
这种液压支架的前立柱与后立柱可设有弹簧装置；立柱间距为架宽的二分之一，且立柱是沿工作面方向按等距离布置；而支架顶梁的推移油缸5一端与顶梁滑道3连接，另一端与顶梁导向梁4连接；支架底座的推移油缸一端与前底座连接，另一端与后底座连接。
本实用新型具有的优点是1.改善对顶板的控制。
由于实现带压移架，弹性支撑，并增加无立柱空间支撑力，从而提高对端面的控制能力，防止端面冒顶。后立柱呈重直状，有利于切顶。并且解决防倒防滑的难题。
2.扩大液压支架的使用范围。
这种支架适用于破碎顶板，也适用于坚硬顶板，对缓倾斜、倾斜、急倾斜煤层均适用。对薄煤层、中厚煤层以及厚煤层也都能适用，既适用于一次采全高的工作面，又适用于分层工作面。
3.具有小巧、简单、轻型特点。
这种支架宽可以为1190毫米左右，长可以为2800毫米左右，包括立柱在内可仅有6个油缸，重约1.85吨，是目前的轻型液压支架。
4.缩短安装拆除时间，降低费用和坑木消耗。
现在安装拆除一个工作面一般需一个月。使用该支架有七日即可完成。另外有利工作面的增架和减架。降低了液压支架对工作面走问长度的要求，扩大了液压支架的使用范围。
目前工作面开切眼一般掘进3.0米宽，然后扩帮到5.0米。用木长梁支架，安装拆除还需架抬梁。每米消耗1.5～2立方米的坑米，全国每年按500个安装拆除工作面计算，消耗坑木达10万立方米，价值2000万元。再考虑人工费用得3000万元。
使用该液压支架，掘3.0米宽。一般打锚杆即可。
5.造价低廉，有较大经济效益。
液压支架的资金约占全套设备的60％，一般掩护式支架重8.5吨，一个工作面液压支架投资500万元。我国新研制成功的最轻的支架QY31型，重5.76/架。每架2.2万元。一套为264万元。本发明的支架重1.85吨/架，每架0.86万元，一套约130万元。如果每年以一百套的速度增加，就节约1.3亿元。
图1弹性轻型液压支架结构总图。
图2顶梁剖面图。
图3底座平面图。
图4底座剖面图。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明1.支架尺寸和立柱的布置。
为使前立柱11和后立柱12，均匀的支撑顶板，沿工作面采取等距离布置，根据普采工作面生产实践，柱距为600毫米，既支架宽度为1200毫米。前立柱设置在紧靠电缆槽。人行道设在前后立柱中间。中心距1000毫米。
在不增加控顶距的前提下，前立柱进入机道上方，将前底座6，抬高到与挡煤板相同的高度，与前立柱底部铰接，呈倾斜布置，不影响煤机通过。当煤机前滚筒割过后，前顶梁1利用顶梁，推移油缸5，将前顶梁滑道3推出，对新暴露的顶板进行及时支护。由于前顶梁滑道是与前立柱呈球面铰接。所以前立柱再次倾斜。进入无立柱空间。给端面此顶板以足够的水平和垂直的作用力。取消目前采用的前采梁或者可伸缩和折叠式前采梁的结构。解决无立柱空间端面支护的难题。
后立柱从有利于切顶考虑，根据生产实践证明，应垂直顶底板布置。
这样我们取消前采梁，增强对端面顶板的控制能力，取消掩护梁有利切顶。使液压支架的合力作用点前移，控顶距缩小到2700毫米，梁长2550毫米。支架宽1200毫米。组成四柱式液压支柱。
2.初撑力和工作阻力的确定。
根据我国矿山压力研究结果表明，初撑力30吨/m2为最佳值，再加大此值，对顶板的控制效果，并不明显。目前我国实测的初撑力为5～30吨/m2。因此我们选定为30吨/米。
煤壁到梁端的距离为150毫米，控制距为2700毫米，计算结果每个立柱的初撑力为25吨，每架为100吨。选择泵端压力为320公斤/cm2时，立柱的最小缸径仅为100毫米。
每个立柱的工作阻力40吨时，每架阻力160吨，支护强度为50吨/m2。
该支架设有弹性装置，缓冲老顶来压的动能，我们按动载系数1.6时考虑。该支架的工作阻力相等于70～80吨/m2。
3.液压支架的弹性装置。
弹簧选用园柱式弹簧，弹簧直径为136毫米，弹簧园钢直径36毫米。重量7吨时，压缩量为40毫米。弹簧组放置在前底座6，后底座7内，前底座放置8个，后底座放置12个。每组弹簧由上下弹簧座固定。共分四组，每个立柱的底部放置在一组弹簧上底座上。
4.支架的结构。
为实施带压移架，将整体支架分成前后两个部分，前顶梁和底座均为可伸缩的。
顶梁为适应顶板的变化，前顶梁1和后顶梁2为铰接。前顶为可伸缩的。利用顶梁推移油缸5完成。 5设置在前顶梁中间，它的两侧对称布置两个前梁滑道3和顶梁导向梁4。它们之间各设一横梁固定联接。顶梁推移油缸，为单伸缩双作用的，缸的内径为150毫米杆径100毫米。推力为64吨，拉力为45.8吨，行程700毫米。杆与滑道梁铰接。缸与导向梁横梁铰接。滑道的两侧设置侧护板。滑道的底部设球面铰接座与前立柱顶部铰接。
后顶梁与两个后立柱12铰接。并设一掩护板15，该掩护板15下设铺网架和悬挂塑料网的挡矸帘14。
底座为柜形可伸缩结构，前底座6与前立柱铰接，后底座7固定两个后立柱，中间设置底座推移油缸10，该推移油缸的结构和规格与方便同前移架，与顶梁推移油缸相同。油缸杆与前底座铰接，油缸与后底座铰接。
前底座和两侧的底座滑道8呈整体结构，底座的导向梁9和后底座9铰接。
5.移架方式。
当采煤机前滚筒切割后，前顶梁滑道利用顶梁推移缸及时伸出，带动前立柱再向煤壁倾斜。此时前立柱和顶梁推移油缸，同时给液，顶梁推移油缸到后，前立柱达到初撑力为止。
移运输机和前底座同时进行，先操纵限压阀，利用底座推移推移油缸将它们推出，使前立柱恢复原来的倾斜位置，再操纵立柱限压阀。利用顶梁和底座的油缸，同步将后顶梁，后立柱以及后底座一起前移，到位后给压达到初撑力为止。
6.依靠支架、自身的特征，防止支架下滑和倒架。
支架下滑和倒架主要是降架时产生的，它和端面冒顶互相影响，又和运输机互相作用，当然与支架本身重量和重心高度都有关系。我们经过全面研究，首先确定加强端面的控制，带压移架，支架与运输机不连接。支架重心降低，支架本身自重也大幅度的下降。根除液支架下滑和倒架的人为因素。其中带压移架除有利于顶板管理外，更重要的作用是依靠液压支架自身的能力有足够的能力阻止支架下滑和倒架。
阻止支架下滑的力，应等于移架时最小的支架支撑力乘以2倍的摩擦系数。每架阻止支架下滑力为42吨。支架的最大下滑为支架的自重。我们设计的为2吨。可见是完全有理由取消防倒防滑装置。
权利要求
1.一种由顶梁、前立柱、后立柱、底座、推移油缸、掩护板、液压控制系统组成的液压支架，其特征在于①顶梁分为铰接的前顶梁1与后顶梁2两部分，前顶梁由顶梁滑道(3)和顶梁导向梁4 组成，在前后顶梁中间装设有推移油缸5；②底座由底座滑道8和底座导向梁9组成且分为铰接的前底座6、后底座7两部分，中间装设有推移油缸10；③前立柱11与后立柱12均设有弹性装置13。
2.如权利要求
1所述的弹性轻型液压支架，其特征在于前立柱11与后立柱12均设有弹簧装置。
3.如权利要求
1所述的弹性轻型液压支架，其特征在于立柱间距为架宽的二分之一，立柱是沿工作面方向按等距离布置。
4.如权利要求
1所述的弹性轻型液压支架，其特征在于顶梁的推移油缸5一端与顶梁滑道3连接，另一端与顶梁导向梁4连接。
5.如权利要求
1所述的弹性轻型液压支架，其特征在于底座的推移油缸10一端与前底座6连接，另一端与后底座7连接。
专利摘要
本实用新型提供了一种改进采煤工作面顶板支护的新式液压支架。该液压支架的特点是顶梁及底座均分为前后两部分，并装设有滑道、导向梁，中间有推移油缸，在前后立柱均装设有弹性装置。本液压支架由于结构的改进，从而增加了无立柱空间的支撑能力，实现了稳定的带压移架，取消了复杂的防倒防滑装置，达到改善顶板管理，防止端面冒落并扩大了液压支架的使用范围。
文档编号E21D15/00GK87202792SQ87202792
公开日1987年10月21日 申请日期1987年3月9日
发明者孙守田, 李坍鹏, 刘隆金, 庄桂荣, 孙莲芝 申请人:孙守田导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan