专利名称：一种采掘支架共用的销楔式金属铰接顶梁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿采煤工作面支护技术领域，尤其是既不用悬臂楔，而又可悬臂工作的金属铰接顶梁，具体地说，是一种采掘支架共用的销楔式金属铰接顶梁。目前，公知的单体支架支护的采煤工作面用金属铰接顶梁由焊接于梁身两端的有孔单接头及带铰接销的有孔叉接头的梁体和悬臂楔组成。顶梁悬臂工作时，在铰接头下缘楔口处用悬臂楔作支点定位，使之产生单向(下弯)的工作力矩，顶梁支柱后卸下悬臂楔，悬臂楔有易于丢失的缺点；现有的采煤工作面用金属单体支架的金属顶梁与支柱间均为刚性接触，当工作面向前推进，顶板下沉，且离煤壁越远，下沉越大，使垂直于采煤工作面安设的金属顶梁呈倾斜状，但支柱不能转动，从而使支柱偏心受压，工作面支架稳定性变差；该种金属铰接顶梁由于不能铰接成抗上下弯矩的整体梁，所以不能用作工作面运输机头的抬棚梁(长梁)现在采区掘进巷道支架构件(梁和柱)长度大，抗弯能力差，急需一种搬运和安装方便的，能与采煤工作面支架共用的掘进巷道支架构件。 已获专利受理的201020259108. X实用新型，提供了金属铰接顶梁在直线连接的抗双向弯矩和减小支柱偏心受压的技术方案，但未能解决金属铰接顶梁在一般状态时的呈整体梁状工作的问题，使该金属铰接顶梁使用范围受到限制。
发明内容为了克服单体支架采煤工作面现用金属铰接顶梁功能单一，采煤工作面与掘进巷道支架构件不能共用的缺点和悬臂楔易于丢失的问题，本实用新型提供了一种采掘支架共用的销楔式金属铰接顶梁。该顶梁不仅不需要专用悬臂楔，而且既可用作采煤工作面支架顶梁(一般梁和抬棚梁)，又可作掘进巷道支架构件(梁和柱)，并能适应顶板位移变化，减小支柱偏心受压。本实用新型解决其工程问题所用的技术方案是梁身两端分别焊接铰接头，即有孔单接头和带铰接销楔的有孔叉接头。有孔单接头和有孔叉接头的孔的外形均为两端为半径不相同的圆弧面的柱状孔，其两弧面的中心线共面且平行于顶梁水平中心平面；单接头孔梁端侧圆弧面半径大于梁身侧圆弧面半径，两圆弧面中心线间有一定距离，且梁端圆弧面有向两柱端面倾斜的斜度和两柱端面中心线端各有一缺口 ；叉接头孔梁端侧圆弧面半径与单接头孔梁身侧圆弧面半径等长，而梁身侧圆弧面半径大于梁端侧圆弧面半径，且大于单接头孔梁端侧圆弧面半径，两端弧面中心线有一定距离，叉接头孔的进销边梁身侧圆弧面的中部和两边缘各有一缺口 ；有孔单接头和有孔叉接头端部均为凸圆弧面，有孔单接头两侧根端和有孔叉接头叉间根端均为凹圆弧面，有孔单接头和有孔叉接头各圆弧面有同一转动轴心线，且相对应凸，凹弧面有相同半径；销楔的外形为圆柱状，其半径与叉接头孔梁端侧弧面半径相适应，在圆柱销后段过销轴向一侧方向凸出销楔的楔紧段，楔紧弧面半径与单接头孔梁端侧圆弧面半径相同，但楔紧弧面宽度小于圆柱销直径，且弧面沿销轴线有一定钭度，楔紧弧面后段呈凸起；有孔叉接头出销边孔仅能销楔的圆销部通过，而进销边焊有对销楔导向和防止销楔掉落的导铁。[0006]顶梁加挂时，销楔仅圆柱段工作，单接头和叉接头的孔的梁端侧圆弧面与销楔的销部铰接接触。当加挂梁要悬臂工作或呈整体梁状工作时，应举起加挂梁，两梁推近，调好位，紧销楔，此时，销楔的销柱面与叉接头孔梁端侧弧面接触，而楔紧面与单接头孔梁端侧弧面接触。叉接头，铰接销楔和单接头的各圆弧面均有同一转动轴心线(或极相近，即叉接头孔梁身侧圆弧面中心线)，且单接头和叉接头端凸圆弧面与相应的凹圆弧接触顶紧。当两梁需直线整体梁状工作时，将销楔定位在叉接头孔梁身侧圆弧面中间缺口位置，打入销楔，使销楔楔紧单接头孔梁端侧弧面，并使后段凸起插入到单接头缺口 ；需作俯角悬臂时，将悬臂梁定好位(俯角状)，并将销楔定位于中间缺口处打紧；需作仰角时，将悬臂梁定好位(仰角状)，并将销楔定位于弧面下缺口打紧(另一边缺口用于顶梁反面使用时)。紧楔后梁端凸弧面与铰接头根端凹弧面相摩擦结合而能承受弯矩，同时销楔与叉接头为一体(销楔楔紧面后段凸起的键作用)，又因单接头孔的梁端侧圆弧面半径小于该圆弧面的转动半径，悬臂梁受力使单接头转动时有弧面楔紧作用而紧固定位。悬臂梁下支柱时，应及时松销楔，将销楔的楔紧弧面退离单接头孔的梁端侧弧面，顶板位移时，加接顶梁可随顶板位移而移动销楔楔紧面凸出的距离，从而使支柱产生一定偏转，支柱偏心受压减小，有利支架稳定。由于该金属铰接顶梁能形成整体梁，所以可将顶梁加接成巷道支架的折线状梁或柱，在大地压巷道装设封闭型支架更为有利。本实用新型的有益效果是可作采煤工作面普通顶梁(在悬臂工作时可呈俯仰角状支设)，也可作抬棚梁(承受双向弯矩)，可减小支柱偏心受压，无专用悬臂楔，可两面使用，也可直接作掘进巷道支架构件(构成折线状抗弯能力更大的梁或柱)。该金属铰接顶梁梁身用Π型钢对焊而成，铰接头一般用钢锻压生产。
以下结合附图
和实施例对本实用新型作进一步说明。图I是两根金属铰接顶梁呈整体直梁状工作的正视图。图2是两根金属铰接顶梁呈整体直梁状工作的顶视图。图中1_带销楔的有孔叉接头2-梁身3-有孔单接头4-销楔5-导向挡铁图3是实施例顶梁不同工作状态时铰接头工作状况示意图。图中A是已工作顶梁，B是加接顶梁，且分别用点划线和双点划线表示其各结构特征线，实线为销楔轮廓线。BI，B2和B3分别表示加接顶梁(B)呈整体直梁工作状态，仰钭工作状态和俯钭工作状态。OA为顶梁悬臂或呈整体梁时铰接转动轴心。OBl和0B2为B梁单接头孔梁身侧圆弧面圆心和梁端侧圆弧面圆心。DA1，DA2和DA3为B梁中心线(面)的有孔单接头端与A梁叉接头叉间根端在呈整体直梁，仰钭和俯钭工作状态的接触处。DB1，DB2和DB3为A梁中心线(面)的有孔叉接头两端与B梁有孔单接头两侧根端在呈整体直梁，仰钭和俯钭悬臂工作状态时的接触处。SI和S2(反面为S3)分别为顶梁呈俯角(或直线)和仰角时销楔所在定位缺口和销楔楔紧面与单接头孔梁端侧圆弧面接触处。
具体实施方式
在图I和图2中两顶梁呈直线整体梁状，销楔定位于A梁叉接头孔梁身侧圆弧面中部缺口并楔紧入B梁单接头孔梁端侧圆弧面缺口。在图3中，BI为顶梁间呈整体直梁状，紧楔于中缺口 I处(销楔的楔紧部未画出)， 楔弧面后段凸起应伸入单接头缺口 ；B2为加接梁(B)呈悬臂仰角状，紧楔于下缺口 2处；B3为加接梁(B)呈悬臂俯角状，紧楔于中缺口 I处。
权利要求1.一种采掘支架共用的销楔式金属铰接顶梁，顶梁由梁身和焊接于梁身两端的有孔单接头和带有销楔的有孔叉接头构成，其特征是有孔单接头和有孔叉接头的孔的外形均为两端为半径不相同的圆弧面的柱状孔，其两弧面的中心线共面且平行于顶梁水平中心平面；单接头孔梁端侧圆弧面半径大于梁身侧圆弧面半径，两圆弧面中心线间有一定距离，且梁端圆弧面有向两柱端面倾斜的斜度和两柱端面中心线端各有一缺口 ；叉接头孔梁端侧圆弧面半径与单接头孔梁身侧圆弧面半径等长，而梁身侧圆弧面半径大于梁端侧圆弧面半径，且大于单接头孔梁端侧圆弧面半径，两端弧面中心线有一定距离，叉接头孔的进销边梁身侧圆弧面的中部和两边缘各有一缺口 ；有孔单接头和有孔叉接头端部均为凸圆弧面，有孔单接头两侧根端和有孔叉接头叉间根端均为凹圆弧面，且相对应凸，凹弧面有相同半径；销楔的外形为圆柱状，其半径与叉接头孔梁端侧弧面半径相适应，在圆柱销后段过销轴向一侧方向凸出销楔的楔紧段，楔紧弧面半径与单接头孔梁端侧圆弧面半径相同，但楔紧弧面宽度小于圆柱销直径，且弧面沿销轴线有一定钭度，楔紧弧面后段呈凸起；有孔叉接头出销边孔仅能销楔的圆销部通过，而进销边焊有对销楔导向和防止销楔掉落的导铁。
专利摘要一种采掘支架共用的销楔式金属铰接顶梁，可用作采煤工作面支架顶梁和抬棚长梁使用，并可作掘进巷道支架构件。顶梁由焊接于梁身两端的有孔单接头和带销楔的有孔叉接头构成。铰接头的铰接孔为两端呈不同半径弧面的柱状孔。在顶梁作一般连接时，销楔的圆销段工作。当顶梁需呈整体梁工作时，销楔的楔紧段工作。楔紧段的高(相当于直径)大于销段直径，而宽度小于销径。楔紧段工作时销楔楔紧于叉接头梁端弧面和单接头孔的梁端弧面间，并作相应的键连接时，铰接梁端与相应的梁身侧弧面摩擦接触，并构成抗弯结构，可形成不同角度的整体梁状态。顶梁下支柱时，即时退出销楔的楔紧段。顶梁可在顶板作用下作一定位移，可减小支柱偏心受压。顶梁的梁身一般用∏型钢对焊，铰接头用钢煅压生产。该金属铰接顶梁具有用途广，有利支架稳定，无配件丢失和可正反面使用的优点。
文档编号E21D17/01GK202578725SQ20122011334
公开日2012年12月5日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者彭荫宗 申请人:彭荫宗