一种针对于充填液压支架的实验平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种针对于充填液压支架的实验平台，包括加载梁及其上连接的加载千斤顶，加载梁沿前后方向延伸，加载梁的前侧设有前加载部和后加载部，加载千斤顶包括处于加载梁的前加载部位置处的前千斤顶和处于加载梁的后加载部位置处的后千斤顶，前、后千斤顶上连接有用于控制两者相对独立伸缩的液压装置。加载梁的梁长不小于待实验的充填支架的前架顶梁和后架顶梁的梁长之和，同时通过相对独立伸缩的前、后千斤顶的作用，使得在前千斤顶不加载，后千斤顶单独加载的情况下，加载梁可实现对后架顶梁的局部加载，这样可模拟后架顶梁单独的受压情况，以更好的实验充填液压支架的前、后架顶梁的承载能力。
【专利说明】
一种针对于充填液压支架的实验平台
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种针对于充填液压支架的实验平台。
【背景技术】
[0002]目前，基于解决“三下”压煤开采、地表建筑物保护及地表固体废弃物处理等目的，煤炭工作者研发了固体充填采煤技术，该技术将地表矸石、粉煤灰及建筑垃圾等固体物充入采空区，置换出“三下”压煤的同时，有效的控制覆岩移动及地表沉淀。如中国专利文献CN 103104275 A公开的“一种矸石充填液压支架”，包括前后设置的前、后端头支架，前端头支架的前架底座上通过前架立柱支撑有前架顶梁，后端头支架的后架底座上通过后架立柱支撑有后架顶梁，以通过前、后架顶梁的设置增长液压支架的支护范围。为解决我国煤炭资源回收率低、安全高效回收“三下压煤”、利用煤矸石等固体废弃物、保护矿区和土地及生态环境问题提供了可靠的方法和技术途径。固体充填与采煤一体化液压支架经历了四代的设计优化，无论在结构、功能，还是在制造工艺方面均有了较大程度的发展，但是仍然存在一些问题需要解决。第一，目前支架的设计以及优化主要是借助以往的经验，而不能通过实验室实验的方法来模拟确定;第二，支架的大部分使用问题是在现场应用过程中发现，改进工作则需要停止工作面生产，并在井下的狭小空间内进行，严重影响生产;第三，通过目前实施矿井的反馈，支架的现场使用过程中，在支架长度、操作空间以及开采条件适应性方面仍然存在进一步优化的空间。而国内外还没有一套应用于充填支架测试的实验平台，随着充填支架采煤技术的推广应用，充填液压支架的质量体系的检测、结构完善及深入的理论创新工作已经迫在眉睫。为了解决国内外充填支架实验平台的空缺，完善固体充填采煤理论研究，模拟支架各机构运动轨迹测试、支架各部位受力测试、夯实离顶距测试以及夯实角度测试等，为支架受力分析、结构优化、夯实机构的完善提供了实验依据。传统的液压支架实验平台只能模拟前顶梁受到顶板来压时的受力情况，忽略了后架顶梁的受力情况，而充填液压支架工作时后架顶梁也受到顶板的压力，所以，传统的液压支架实验平台不能够真实的模拟液压支架受到顶板压力时各部位的受力变化。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种针对于充填液压支架的实验平台，旨在解决现有技术中传统实验平台无法对后架顶梁的受载情况进行模拟的问题。
[0004]为了实现以上目的，本实用新型中针对于充填液压支架的实验平台的技术方案如下:
[0005]针对于充填液压支架的实验平台，包括用于压紧在待实验的充填支架的顶梁上的加载梁及其上连接的用于向下压动加载梁的加载千斤顶，加载梁沿前后方向延伸，加载梁的前侧设有用于压紧在充填支架的前架顶梁上的前加载部和用于压紧在充填支架的后架顶梁上的后加载部，加载千斤顶包括处于加载梁的前加载部位置处的前千斤顶和处于加载梁的后加载部位置处的后千斤顶，前、后千斤顶上连接有用于控制两者相对独立伸缩的液压装置。
[0006]加载千斤顶的下端连接在加载梁上，加载千斤顶的上端连接有固定顶梁，固定顶梁上连接有竖向延伸的立柱，立柱的底部固定有用于撑托在充填支架下方的承载底座。
[0007]立柱有两个以上、并在前后方向间隔设置，前后相邻的两立柱之间设置有固定在承载底座和固定顶梁之间的加强斜撑。
[0008]固定顶梁包括框架形的顶梁，顶梁固定在立柱的顶部，并在顶梁的左右两侧边梁之间桥接有固定座，所述加载千斤顶的上端装配在固定座上。
[0009]固定座有两个以上、并在前后方向间隔布置，相邻两固定座之间和/或固定座与顶梁的前边梁之间和/或固定座与顶梁的后边梁之间桥接固定有处于左右两侧梁之间的加强
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[0010]固定顶梁和加载梁之间还装配有两个以上在前后方向间隔设置的防脱锁链，防脱锁链的上端连接在固定顶梁上、下端连接在加载梁上。
[0011]防脱锁链包括自上而下在左右方向逐渐分开的八字形或V字形的链条，链条的中部穿设或绕设在固定顶梁上方、两端左右间隔的连接在加载梁上。
[0012]防脱锁链有两个、并分别处于加载梁的两端。
[0013]加载千斤顶还包括处于前、后千斤顶之间的中千斤顶，千斤顶连接在液压装置上，液压装置用于控制前、中、后千斤顶相对独立的伸缩。
[0014]前、中、后千斤顶均是由两个以上的千斤顶单体组成的千斤顶组，同组中各千斤顶左右间隔排布。
[0015]本实用新型中加载梁的梁长不小于待实验的充填支架的前架顶梁和后架顶梁的梁长之和，这就使得加载梁的后加载部可在后架顶梁的上方进行加载，同时通过相对独立伸缩的前、后千斤顶的作用，使得在前千斤顶不加载，后千斤顶单独加载的情况下，加载梁可实现对后架顶梁的局部加载，这样可模拟后架顶梁单独的受压情况，以更好的实验充填液压支架的前、后架顶梁的承载能力，因此本实用新型中实验平台解决了现有技术中传统实验平台无法对后架顶梁的受载情况进行模拟的问题，该实验平台具有加载位置分布合理、实验通用性高的特点。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的实施例的结构示意图；
[0017]图2是图1的俯视图；
[0018]图3是图1的A-A剖视图。
【具体实施方式】
[0019]本实用新型中针对于充填液压支架的实验平台的实施例:如图1至图3所示，该实验平台应用于煤矿井下综合机械化采煤工作面支护设备技术领域，适应于小采高、小工作阻力的实验，能够实现前后架顶梁的全部加载实验，以及局部加载下支架整体顶梁各部位受力变化情况。该实验平台主要由加载支架及其顶部设置的加载千斤顶、加载梁I组成。
[0020]加载支架包括用于撑托在充填支架的下方的矩形的承载底座5，该承载底座5沿前后方向延伸，承载底座5的左右两侧边沿上对称立设有若干对立柱4，各对立柱4在前后方向间隔均布，并在各对立柱4的顶部固定有固定顶梁2，相邻两对立柱4之间设置有处于承载底座5左右两侧的加强斜撑6，加强斜撑6的下端固定在一立柱4的底部、上端固定在相邻立柱4的顶部。固定顶梁2包括框架形的顶梁21，顶梁21左右两侧边梁架设在承载底座5左右两侧的立柱4上方，顶梁21前后两侧的边梁分别桥接固定在左、右边梁的端部之间，左、右两边梁之间还桥接固定有前固定座22、中固定座23和后固定座24，前固定座22、中固定座23和后固定座24前后间隔设置，在前固定座22、中固定座23和后固定座24中相邻两者之间桥接固定有平行设置在左、右边梁中间的中加强梁26，在前固定座22和前边梁之间桥接固定有平行设置在左、右边梁中间的前加强梁25，在后固定座24和后边梁之间桥接固定有平行设置在左、右边梁中间的后加强梁27。
[0021]加载千斤顶有三组、且输出端均朝下布置，三组加载千斤顶沿前后方向依次分为前千斤顶31、中千斤顶32和后千斤顶33，前千斤顶31、中千斤顶32和后千斤顶33均是由一对左右对称排布的千斤顶单体组成，其中前千斤顶31的缸体固定在前固定座22上，中千斤顶32的缸体固定在中固定座23上，后千斤顶33的缸体固定在后固定座24上。前千斤顶31、中千斤顶32和后千斤顶33上连接有控制三者相对独立的伸缩运动的液压装置，即该液压装置既可以控制前千斤顶31、中千斤顶32和后千斤顶33同步动作，也可以控制前千斤顶31、中千斤顶32和后千斤顶33中任意一个或任意两个动作，而其余不动作。
[0022]加载梁I处于加载支架内、并前后延伸，加载梁I处于固定顶梁2的下方，加载梁I的前侧设有用于压紧在充填支架的前架顶梁上的前加载部和用于压紧在充填支架的后架顶梁上的后加载部，该前、后加载部均是加载梁I的下侧面。前加载部和前加强梁25之间连接有前防脱锁链71，后加载部和后加强梁27之间连接有后防脱锁链72，前防脱锁链71和后防脱锁链72均是自上而下在左右方向逐渐分开的V字形链条，链条的中部穿设或绕设在固定顶梁上方、两端左右间隔的连接在加载梁上。前千斤顶31的下端绕左右延伸的轴线铰接在前加载部的上侧面上固定的铰接座上，中千斤顶32的下端绕左右延伸的轴线铰接在加载梁I中部的上侧面上固定的铰接座上，后千斤顶33的下端绕左右延伸的轴线铰接在后加载部的上侧面上固定的铰接座上。
[0023]本实施例中实验平台的加载梁I设计较长。因为相对于传统液压支架，充填液压支架的后架顶梁在实际工作中也承受来自顶板压力。因此所述实验平台可以通过改变加载千斤顶数量来适应不同顶梁长度充填液压支架的实验，该加载梁I的设计适应于具有前后顶梁的充填液压支架的承载实验。充填液压支架可以内外部加载的形式来进行实验，优选选用外部加载实验方式，能够更真实的模拟出实际工作时受到外部顶板压力的支架受力情况，加载方式为千斤顶施压，实现模拟支架整体及局部承压情况。
[0024]该实验平台的工作原理是:首先，充填支架放置承载底座5之上，加载支架升柱至一定高度，液压装置的操纵阀同时操作，加载梁I的高度随加载千斤顶的伸缩变化调整高度及加载，各操作阀可微调，以保持加载梁I水平，对充填支架的前架顶梁和后架顶梁进行加压，来模拟充填支架顶梁整体受压的工况;同时也可单独微调每一个或两个千斤顶单体，使充填液压支架顶梁局部受压，以此模拟顶梁局部受压情况，正是区别于传统液压支架实验平台之处，通过局部加载，可实现对充填液压支架后顶梁的模拟实验。这是由于充填支架在实际工作中后架顶梁要承受顶板压力，因此要对充填支架后顶梁进行测试，这是一种全新设计，区别于传统支架实验平台，能够准确的模拟后顶梁的受力情况，并进行受力分析，有利于对其机构进一步的完善。通过在实验平台上安装各种数字采集仪、压力表来采集各受力点受力变化信息。其次，实验平台适用于在薄煤层工作的充填支架，适用于长顶梁的加载，通过安装在长加载梁I上的加载千斤顶对充填支架长顶梁进行外部加压，以附图为例，安装了六个千斤顶单体，可根据充填支架的长度来设计加载梁I的长度及千斤顶单体的个数，通过操纵阀动作，进行长顶梁支架的模拟测试。针对于充填液压支架，该实验平台可测试夯实顶距及夯实角度，从而对夯实机构进行优化改进，设计出性能更好的夯实机构。
[0025]在上述实施例中，液压装置中各个千斤顶单体的控制油路是相对独立的，以实现对各个千斤顶单体的分别控制，在其他实施例中，也可以通过同一的油路，只是在油路出口位置对应各个千斤顶单体分别设置开关阀门的方式来实现对各个千斤顶单体的分别控制，当然也可以采用其他油路控制的方式实现对各个千斤顶单体的分别控制。另外，防脱锁链的链条不但可以采用V字形，也可以采用八字形。而前、中、后千斤顶均采用一对千斤顶单体是为了获得向下压力的垂直度，避免下压力出现偏斜，在其他实施例中，也可以通过在加载梁和固定顶梁之间导向机构实现垂直施力。
【主权项】
1.针对于充填液压支架的实验平台，包括用于压紧在待实验的充填支架的顶梁上的加载梁及其上连接的用于向下压动加载梁的加载千斤顶，加载梁沿前后方向延伸，其特征在于，加载梁的前侧设有用于压紧在充填支架的前架顶梁上的前加载部和用于压紧在充填支架的后架顶梁上的后加载部，加载千斤顶包括处于加载梁的前加载部位置处的前千斤顶和处于加载梁的后加载部位置处的后千斤顶，前、后千斤顶上连接有用于控制两者相对独立伸缩的液压装置。2.根据权利要求1所述的针对于充填液压支架的实验平台，其特征在于，加载千斤顶的下端连接在加载梁上，加载千斤顶的上端连接有固定顶梁，固定顶梁上连接有竖向延伸的立柱，立柱的底部固定有用于撑托在充填支架下方的承载底座。3.根据权利要求2所述的针对于充填液压支架的实验平台，其特征在于，立柱有两个以上、并在前后方向间隔设置，前后相邻的两立柱之间设置有固定在承载底座和固定顶梁之间的加强斜撑。4.根据权利要求2所述的针对于充填液压支架的实验平台，其特征在于，固定顶梁包括框架形的顶梁，顶梁固定在立柱的顶部，并在顶梁的左右两侧边梁之间桥接有固定座，所述加载千斤顶的上端装配在固定座上。5.根据权利要求4所述的针对于充填液压支架的实验平台，其特征在于，固定座有两个以上、并在前后方向间隔布置，相邻两固定座之间和/或固定座与顶梁的前边梁之间和/或固定座与顶梁的后边梁之间桥接固定有处于左右两侧梁之间的加强梁。6.根据权利要求2所述的针对于充填液压支架的实验平台，其特征在于，固定顶梁和加载梁之间还装配有两个以上在前后方向间隔设置的防脱锁链，防脱锁链的上端连接在固定顶梁上、下端连接在加载梁上。7.根据权利要求6所述的针对于充填液压支架的实验平台，其特征在于，防脱锁链包括自上而下在左右方向逐渐分开的八字形或V字形的链条，链条的中部穿设或绕设在固定顶梁上方、两端左右间隔的连接在加载梁上。8.根据权利要求6所述的针对于充填液压支架的实验平台，其特征在于，防脱锁链有两个、并分别处于加载梁的两端。9.根据权利要求1至8中任意一项所述的针对于充填液压支架的实验平台，其特征在于，加载千斤顶还包括处于前、后千斤顶之间的中千斤顶，千斤顶连接在液压装置上，液压装置用于控制前、中、后千斤顶相对独立的伸缩。10.根据权利要求9所述的针对于充填液压支架的实验平台，其特征在于，前、中、后千斤顶均是由两个以上的千斤顶单体组成的千斤顶组，同组中各千斤顶左右间隔排布。
【文档编号】G01M99/00GK205538269SQ201620266534
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】史磊, 张文瑞, 张芳卫, 梁勇, 孙艳, 唐晓磊, 郑永强, 梁鹤, 曹银苟, 黄泉清, 陈素芳
【申请人】郑州四维矿业机械有限责任公司