用螺旋线弧面锁紧连接的销楔式金属顶梁的制作方法
【专利摘要】用螺旋线弧面锁紧连接的销楔式金属顶梁，可用作地下工程支架构件，特别是煤矿采区和高地压矿井支护。顶梁由焊接于梁身(1)两端的有孔单接头(2)和带销楔(4)的有孔叉接头(3)构成。连接两梁的销楔分为销和楔两段，作楔紧连接时，两铰接头的端部弧形面与两铰接头根部的螺旋线凹弧形面顶紧而承受弯矩。顶梁的梁身可用不同型钢作材料，铰接头和销楔用钢煅压生产。该金属顶梁具有用途广，支护强度大，构件单一，无配件丢失，运输和支设方便等优点。
【专利说明】用螺旋线弧面锁紧连接的销楔式金属顶梁
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及地下工程支护领域，特别是煤矿采区巷道和单体支架采煤工作面的支架结构改进，即一种用螺旋线弧面锁紧连接的销楔式金属顶梁。
[0002]现今地下工程支护用棚式支架，包括煤矿用棚式支架都有如下缺陷:构件长和重量大，给运输和操作带来不便；构件主要受弯矩力，容易变形和破坏；不同巷道支架构件不能互换，管理困难；在单体支架采煤工作面现用的金属顶梁有悬臂楔易于丢失和悬臂楔工作时可能产生飞楔的安全问题。虽然实用新型专利《一种用途广泛的销楔式金属铰接顶梁(ZL201220113345.4)》和《多边，铰接，可缩的巷道支护棚子系列(201320053647。I)》文献对以上问题的解决提供了方案，但文献中提供的销楔式金属顶梁工作时力矩平衡的可靠性较差，定角时楔紧位置处多等结构上的不足，使制造和操作均不太方便，为此，针对以上不足之处进行新的设计。
【发明内容】
[0003]为了克服ZL201220113345.4文献中销楔式金属顶梁工作时力矩平衡的可靠性较差，定角时楔紧位置处多等结构上的不足，使制造和操作均不太方便的问题，本实用新型提供了一种用螺旋线弧面锁紧连接的销楔式金属顶梁。
[0004]本实用新型解决其问题的方案是:将单接头孔梁端侧弧面、单接头根部两侧和叉接头根间的凹弧面均呈螺旋线弧面，三组螺旋线弧面的转动轴心线与两顶梁间楔紧时的转动轴心线相同，且与单接头孔梁身侧圆柱弧面轴心线在同一平面，即孔的中心水平面，但二轴心线相隔一定距离。叉接头进销侧孔形与销楔的横截面形一致，可自由进出，出销侧孔应防止销楔落出。叉接头两叉端和单接头梁端均为圆弧面，其圆弧半径应小于或等于与之接触螺旋线弧面的最小半径。考虑到用于采煤工面以外场合时，两梁间交角变化较大，因此将单接头孔梁身侧弧面的螺旋线加长，即单接头有大小孔之分。在销楔的楔部的两侧根部圆销上沿轴向开呈直角状沟槽，并在销端的槽间钻孔。安装销楔时，将销楔插入叉接头孔后，在钻孔装上销，因叉接头孔口与销楔沟槽接触处的进销面有直角状挡块而使销楔不会滑落出叉接头孔。紧楔后，销楔的楔紧面与单接头孔梁端侧的螺旋线弧面楔紧，并使单接头梁端与叉接头根间螺旋线弧面和叉接头两叉端与单接头根部两侧的螺旋线弧面分别接触。
[0005]该顶梁楔紧工作时，也可只用一个梁端所产生的力矩来平衡外力矩，其结构可考虑只叉接头梁两叉端起主要力矩平衡作用，而单接头端则可安塞(或不安塞)不同厚度的可压缩物(如木材)。
[0006]该金属顶梁可用于采煤工作面，也可用于各种地下工程支护。
[0007]新设计的销楔式金属顶梁工作更可靠，操作更方便，因其通用性，有可成为地下工程支护的基本构件。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。[0009]图1是两根销楔式金属顶梁呈整体直梁状工作的正视图。
[0010]图2是两根销楔式金属顶梁呈整体直梁状工作的顶视图。
[0011 ] 图中:1-梁身2-单接头3—叉接头4-销楔5-挡块6-销，图示顶梁主要用于采煤工作面，即小孔梁。
[0012]图3为两金属顶梁楔紧整体连接工作原理示意图。
[0013]图中:D是已工作顶梁(固定梁)的叉接头端，J是加接顶梁(或悬臂梁)的单接头端，且分别用实线和虚线表示其各结构特征轮廓线，有剖面线的为销楔轮廓线。bac弧段为单接头孔呈小孔时的螺旋线弧面，bacd弧段为单接头孔呈大孔时的螺旋线弧面。两顶梁楔紧工作时销楔均在oa线上位置，ο为转动轴心(线)。图中D，J两梁呈直线位置，单接头孔螺旋段a点被楔紧，另两组螺旋面的I和5点处被顶紧。当J梁转到0-2位置时单接头螺旋弧面b点被楔紧，2和7处螺旋面被顶紧，并呈最大仰角；当J梁转到0-3位置时单接头螺旋弧面c点被楔紧，3和6处螺旋弧面被顶紧，并呈小孔时的最大俯角；当J梁转到0-4位置时单接头孔螺旋弧面d点被楔紧，6-9和3-4段螺旋线段被顶紧(该两段为圆弧面)，并呈大孔时的最大俯角。
[0014]【具体实施方式】
[0015]用螺旋线弧面锁紧连接的销楔式金属顶梁，一般可作为棚式支架的基本构件，且有多种工作状态:用销楔的楔部楔紧作刚性整体连接，如悬臂梁工作状态或两两整体相连；用可压缩垫(如木)置于叉接头叉间根部，并用销楔紧(以后自动顶紧)，可形成柔性整体连接；用销楔的楔部定位，但不楔紧，可形成较可靠铰接结构；用销楔的圆销段工作，梁间可自由转动；用销楔的圆销段工作，并在单接头孔和叉接头叉间置可压缩垫(如木，两梁间夹角较小时)，可改善接触状况和获得可缩量，以上连接方式，可在构成棚式支架时根据受力特征选用。
[0016]销楔式顶梁具有正反面，工作时应能低抗外力矩。
[0017]图1和图2为两梁作整体连接，调好角度，紧楔即可。
[0018]该顶梁的生产，其铰接头和销楔可用钢模锻或铸钢，其梁身可用不同型钢。
【权利要求】
1.一种用螺旋线弧面锁紧连接的销楔式金属顶梁，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:单接头孔梁端侧弧面，单接头根部两侧和叉接头根间的凹弧面均呈螺旋线弧面，三组螺旋线弧面的转动轴心线与两梁间楔紧时的转动轴心线相同，且与单接头孔梁身侧圆弧面轴心线在同一平面，即孔的中心水平面，但二轴心线相隔一定距离，并且，叉接头进销侧孔形与销楔横截面形一致。
【文档编号】E21D17/00GK203685235SQ201420048673
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月19日 优先权日:2014年1月19日
【发明者】彭荫宗 申请人:彭荫宗