专利名称:改进型折叠式增阻金属摩擦支柱的制作方法
本实用新型是煤矿普采工作面支护顶板用的改进型金属摩擦支柱，按其技术性能，还可在其它非金属矿、金属矿、隧道、涵洞、建筑工地或其它场所用作支护设备或起重支架。
现有的金属摩擦支柱类型不一，以微增阻摩擦支柱的用量最多。参见煤炭工业出版社1981年出版的《摩擦支柱和铰接顶梁》一书。
在实际运用中发现，现有的摩擦支柱有缺欠。现有支柱的柱筒口朝上，容易积存煤粉而且不易清除。活柱沾着煤粉较多或煤粉潮湿时，工作阻力往往达不到要求，如果锁紧机构失灵，活柱会自动下落，形成局部空顶；如遇顶板来压，工作阻力有时骤然降低，使活柱迅速下滑，形成滑动降阻而导致严重危险。
现有支柱在支设时完全靠人力锤击自锁式锁紧机构的水平楔，锤击力不易控制，有时因工作条件所限，水平楔不易打紧，以致各根支柱的工作阻力大小不等，顶板下沉量随之加大，严重时可能造成顶板塌落等恶性事故。锁紧机构易出故障，不好维修。活柱和柱筒断面均为方形，柱筒顶端安装的锁紧机构有一面空缺，受力不均，而且主要受力部位有两条纵长焊缝，容易开焊或变形。
单卡环和双卡环式支柱以及英国GB1603025(1981)号专利涉及的支柱，虽然都改用圆形断面的活柱和柱筒，但它们仍使用自锁式锁紧机构，始动阻力不能随意调节。
单体液压支柱虽然具有初撑力高，各根支柱的工作阻力可以均匀一致，也不存在滑动降阻等优点，但其柱筒口仍朝上，容易掉入煤粉造成磨损而漏油。它的承载能力小，超过250千牛时便自动卸载，而且不具备增阻式摩擦支柱能够随顶板压力增大而增阻的优点。这种支柱需用高压泵升柱，造价一般相当于普通摩擦支柱造价的4～5倍。
现有各种类型摩擦支柱和单体液压支柱共同的最大缺欠是放顶时工人要靠近采空区进行操作，安全无保障，回收率低；摩擦支柱有时因煤粉压实及锁紧机构本身的原因，水平楔打松后活柱落不下来，难于回收，进一步降低了回收率。
本实用新型的目的，是提供一种使用和维修方便、造价低廉的金属摩擦支柱，它的支撑稳定，力学性能合理，不易磨损，既能提高初撑力，又能根据直接顶的压力主动调节始动阻力，并保持摩擦支柱增阻的优点；在放顶时可远距离操作，保证工人操作安全，提高支柱回收率。
为实现上述目的，本实用新型改变了各种现有单体支柱柱筒朝上，活柱插在柱筒中的共同特点，采用圆形断面的柱筒，支承顶板的外柱筒筒口朝下套在内柱筒外面，靠外柱筒在内柱筒外上下移动来调整支柱的高度。这样，煤粉积存问题解决，但内外柱筒之间仍可保留使摩擦力稳定的煤粉量。
活动的外柱筒有上下两段，其间装有折叠机构。折叠机构由分别连接在两段外柱筒上的折叠上、下座，转轴和锁销组成。上座底面上有两块向下伸的双轴板，板上各有一个轴孔；下座中央有一块向上伸的单轴板，板上也有一个轴孔。单轴板插在双轴板之间，3个轴孔对成一个通孔，穿上转轴并扣上转轴对面安在支柱外侧的锁销，将上下折叠座连接起来，外柱筒的上下两段便被锁定成一个整体。放顶时，回柱绞车钩头上的钢丝绳拨转锁销并兜翻折叠机构，使上段外柱筒翻折过来，便于放顶和支柱的回收。
为使锁柱力能实现人工控制，本实用新型采用由弹簧筒和卡瓦组成的他锁式锁紧机构。外柱筒焊在弹簧筒的上口中，弹簧筒则套在内柱筒上，调节其套合部位，支柱的总高度即可改变。弹簧筒的内表面与内柱筒的外表面形成等硬度或非等硬度的金属摩擦偶，其摩擦工作面均有11000～1400(1100～150)的斜度，而且上小下大，形成微增阻(急增阻)式结构。弹簧筒外表面与两个半圆卡瓦的内表面相配合，且均有1700～1200(180～120)的斜度，用以防止弹簧筒下端应力集中。两个卡瓦的两端各有一个锁紧头，对合后各用一个螺栓拧紧，达到锁定内外柱筒的目的。
外柱筒顶端安装一块圆弧面或平面的托板，以便与支柱承托的铰接顶梁的梁体配合。
为增加支柱与底板的接触面积，降低支柱对底板的压强，内柱筒下端要插在圆盘底的围领式柱鞋中。
因为本实用新型的内外柱筒采用圆形薄壳结构，力学性能合理，材料强度可以充分发挥。
本实用新型的他锁式锁紧机构，其锁柱力是靠工人用专门设计的高增比扭力套管拧紧卡瓦锁紧头上的螺栓产生的。锁柱所需的手力不超过15千克，而且施力程度可准确地显示，这就可要求工人每次每根支柱都锁紧到同一程度，保证摩擦力稳定；也可根据顶板情况准确调整锁柱力，使顶板管理工作由被动转为主动。支柱表面如有摩损，只须将卡瓦锁紧头上的螺栓拧紧一些，不致影响摩擦力的稳定性。
在锁柱时，卡瓦前后同时夹紧且加力均匀，不会产生附加弯矩。由于锁紧机构采用弹簧筒套在内柱筒外的连接方式，锁柱时内柱筒的中心线不致对外柱筒的中心线产生偏移，两柱筒的中心线直，受力中心重合，初折线角只限于各段柱筒不同心度的允差范围和折叠转轴与轴孔的余隙范围以内。因此，本实用新型的抗弯力矩可以提高。
弹簧筒的摩擦面的分子机理属于弹性变形的范围，而且它与内柱筒都用高强度钢材制作成等硬度或非等硬度摩擦偶，在很大程度上避免了塑性变形以及因冷焊、拉沟或结瘤所造成的擦伤。
本实用新型保持了微增阻摩擦支柱的优点，老顶自然下沉时，外柱筒随之下缩而工作阻力随之逐步增加。在大面积顶板来压时，这对保护顶板十分有利。
由于本实用新型采用了折叠机构，放顶工人站在安全地带操作，整套支护设备可迅速被拖出空顶区，不但保证工人安全生产，而且还大大提高支柱和整套支护设备的回收率。如在回柱绞车钩头上多拴几套钢丝绳，还可实现连续回柱，放顶速度加快。
由于围领式柱鞋的面积超过了抗下沉常数(250cm2)，适于在软底板或分层采煤工作面使用。这种柱鞋可根据工作面的倾斜度来调整迎山角度，而且增大了支撑面积，因而提高了支护稳定性。
本实用新型的零件较少，维修量小，使用寿命长，操作方便，造价低廉。由于这种支柱的极限承载能力可达650千牛，在同一面积的顶板下支设时，这种支柱可加大柱距(达900mm)，与现有金属摩擦支柱及单体液压支柱相比，可减少支柱数目达1／3，从而节约投资和劳动力。
现结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
附图1本实用新型结构示意图。
附图2卡瓦。
附图3弹簧筒。
附图4弹簧筒剖视图。
附图5上折叠座。
附图6上折叠座剖视图。
附图7下折叠座。
附图8下折叠座剖视图。
内外柱筒都用硅锰钢无缝管制作。上段外柱筒(7)的顶端装一个45＃钢铸造的圆弧面托板(6)，用以承托与支柱配套的双拱型铰接顶梁；下端与硅锰钢上折叠座(5)焊接起来。硅锰钢下折叠座(3)焊在下段外柱筒顶部。上、下折叠座对合，硅锰钢转轴(4)穿过轴板上的轴孔将两个折叠座连在一起。转轴(4)对面有一个45＃钢锁销(8)，将外柱筒的上下两段锁定在一起。
下段外柱筒(2)的下端焊在锰矾钢旋压的弹簧筒(11)的上口中，弹簧筒(11)外面套着两块锰矾钢卡瓦(1)。弹簧筒套在内柱筒(13)外面，并可上下移动，以调整套合部位。用硅锰钢螺栓(12)拧紧卡瓦(1)，内外柱筒即连成一体。内柱筒(13)的下端插入硅锰钢锻造的围领式柱鞋(14)中，整套支柱即装配好。
支设时，先将与支柱配套的同步升柱器挂在围领式柱鞋上，其托板托住卡瓦(1)的两个锁紧头往上抬升，使铰接顶梁及背板顶住顶板并产生适当的(0～80千牛)的初撑力。再根据直接顶板的载荷情况用高增比扭力套管拧紧锁紧头上的螺栓，使之达到所需的锁柱力，保证支柱获得所需的始动阻力(0～300千牛)。撤出同步升柱器，支设工作即告完成。
放顶回柱时，事先统一取下铰接顶梁上的销子，然后拉过回柱绞车的钩头，将上面所拴的一根较短的钢丝绳端头的钥匙插入锁销头(9)的孔中，将钩头上另一根较长的钢丝绳穿过耳子孔(10)上所安的一对前后耳子，紧贴下折叠座(3)下面兜住支柱。再按同一方式套一根人拉的钢丝绳，由站在安全地带的回柱工拉住绳头。然后开动绞车牵引。短钢丝绳先拨转锁销头(9)，长钢丝绳兜翻折叠机构，上段外柱筒(7)翻折过来。这时回柱工猛力一拉手中的钢丝绳可把整套支护设备拖出采空区。
权利要求
1.一种折叠式增阻金属摩擦支柱，其特征是由圆管形内、外柱筒，折叠机构和锁紧机构等组成；套在内柱筒外面且口朝下的外柱筒分上下两段，两段之间装有折叠机构，使之可以折叠；上段外柱筒的顶端装一块托板，下段外柱筒通过他锁式锁紧机构套在内柱筒上，且可在一定范围内改变套合部位。
2.如权利要求
1所述的金属摩擦支柱，其特征是折叠机构由折叠座、转轴和锁销组成；分别连在上段外柱筒和下段外柱筒上面的上、下折叠座，用转轴连在一起并用锁销锁定。
3.如权利要求
1所述的金属摩擦支柱，其特征是锁紧机构由与下段外柱筒相焊接的弹簧筒和卡瓦组成；弹簧筒套在内柱筒外面，构成等硬度金属摩擦偶，两个摩擦面均有11000～1400的斜度，上面小，下面大；弹簧筒外表面与卡瓦内表面相配合，且均有1700～1200的斜度，上面小、下面大；用螺栓将弹簧筒外面的卡瓦锁紧，即形成他锁式锁紧机构。
4.如权利要求
1、3所述的金属摩擦支柱，其特征是弹簧筒与内柱筒的摩擦工作面均有1100～150的斜度，上面小，下面大；弹簧筒外表面与卡瓦内表面相配合，且均有180～120的斜度，上面小，下面大。
5.如权利要求
3、4所述的金属摩擦支柱，其特征是锁紧机构的弹簧筒内表面与内柱筒外表面的硬度不同，构成非等硬度的金属摩擦偶。
6.如权利要求
1所述的金属摩擦支柱，其特征是上段外柱筒顶端装有与铰接顶梁配套的圆弧面或平面的托板。
7.如权利要求
1所述的金属摩擦支柱，其特征是内柱筒下端的球形密封口与围领式柱鞋配合。
8.如权利要求
1所述的金属摩擦支柱，其特征是内柱筒下端密封口是平面。
专利摘要
本实用新型是一种改进型可折叠的增阻式金属摩擦支柱，其主要组成部件有外柱筒、内柱筒、锁紧机构和折叠机构。外柱筒筒口朝下，套在内柱筒上。外柱筒分为上下两段，通过折叠机构连在一起。锁紧机构的锁柱力可实现人工控制。这种支柱具有重量轻、零件少、造价低，操作安全、方便，承载能力大而且可以调整等特点，适于在煤矿普采工作面及其它类似场合作支护设备使用。
文档编号E21D15/00GK87208216SQ87208216
公开日1987年12月31日 申请日期1987年5月22日
发明者周光淦 申请人:周光淦导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan