一种超静定液压支架的制作方法

1.本发明涉及液压支架领域，具体的说是一种超静定液压支架。


背景技术：

2.为避免空顶作业，巷道掘进要求在断面形成后立即进行临时支护，避免碎矸掉落伤人。随着巷道支护难度的不断提高，近年来能对围岩施加主动支护力并抑制开挖初期围岩不连续有害变形的临时支护装置逐步得以发展。在采用超静定液压支架临时支护时，需通过顶部支护板和顶部支护液压千斤顶配合对巷道顶部进行支护，再通过侧面支护板配合侧面支护液压千斤顶对巷道侧面进行支护，在新的巷道断面形成后，通过顶部支护液压千斤和侧面支护液压千斤顶收缩分别带动顶部支护板和侧面支护板收缩，不再挤压支护于巷道内壁上，再人工将超静定液压支架前移，对新开挖形成的裸露巷道进行临时支护，使得超静定液压支架的移动使用较为繁琐，同时在液压支架前移而永久支护机构还未及时安装的时段内，巷道内缺乏支护，具有碎矸掉落的风险，有一定的安全隐患。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的问题，本发明提供了一种超静定液压支架。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超静定液压支架，包括顶壁支护机构、侧壁支护机构、驱动机构、滚轮机构、浇筑机构，所述顶壁支护机构设置有两组，两组所述顶壁支护机构之间安装有用于驱动其移动的所述驱动机构，两组所述顶壁支护机构的侧面均安装有所述侧壁支护机构，两组所述顶壁支护机构的底面均安装有辅助其移动的所述滚轮机构，两组所述顶壁支护机构的顶端安装有用于对巷道顶端进行浇筑防护的所述浇筑机构。
5.进一步的，所述顶壁支护机构包括支护顶板、底座、多个液压千斤顶，多个所述液压千斤顶均竖直安装于所述底座的顶面，且多个所述液压千斤顶的顶端均与所述支护顶板的底面连接。
6.进一步的，所述侧壁支护机构包括支护侧板、滑槽、调节滑板、固定连杆、安装架、转轴、齿条、齿轮、第一传动轮、第二传动轮、传动带、丝杆、滑块、调节液压缸，所述滑槽设于所述支护顶板的侧面，所述调节滑板滑动插接于所述滑槽内，所述支护侧板安装于所述调节滑板外侧端的底面；所述丝杆活动安装于所述支护顶板的底面，所述滑块螺纹安装于所述丝杆上，且所述滑块的顶面与所述支护顶板的底面滑动连接，所述滑块的底面固定安装有调节液压缸，所述调节液压缸的伸缩端与所述支护侧板的内侧面连接；所述固定连杆固定安装于所述支护顶板的底面，所述安装架固定安装于所述固定连杆的底端，所述转轴活动安装于所述安装架上，所述齿轮固定安装于所述转轴的两端，所述齿条固定安装于所述液压千斤顶下端的主轴上，且所述齿条与相应的齿轮啮合传动连接，所述第一传动轮固定安装于所述转轴上，所述第二传动轮固定安装于所述丝杆上，且相应的所述第一传动轮与所述第二传动轮之间通过所述传动带传动连接。
7.进一步的，所述浇筑机构包括浇筑槽、多个限位柱、输料槽孔、进料口、密封塞、拉杆、滑套、支架、底板、第二弹簧、柔性防护套，所述浇筑槽设于所述支护顶板的顶面，多个所述限位柱均匀分布设置于所述浇筑槽内，所述输料槽孔设于所述支护顶板和所述固定连杆的内部，且所述输料槽孔的一端与所述固定连杆的外部连通，另一端与所述浇筑槽连通；所述进料口设置于所述输料槽孔与所述浇筑槽的接口处，所述密封塞密封卡装于所述进料口内，所述拉杆固定安装于所述密封塞的底面，所述滑套滑动套装于所述拉杆上，且所述滑套的外侧面通过所述支架与所述输料槽孔的内壁固定连接，所述底板固定安装于所述拉杆的底端，所述第二弹簧活动套装于所述拉杆的下端，且所述第二弹簧的顶端抵接于所述滑套的底面，所述第二弹簧的底端抵接于所述底板的顶面，所述底板与所述滑套之间安装有位于所述第二弹簧外圈的所述柔性防护套。
8.进一步的，所述驱动机构包括第一安装座、第二安装座、驱动液压缸、第一连接块、第一连接轴、第一安装板、第二连接块、第二连接轴、第二安装板，所述第一安装座和所述第二安装座分别安装于两组所述顶壁支护机构下端的底座上，所述第一安装板固定安装于所述第一安装座的外侧面，所述第二安装板固定安装于所述第二安装座的外侧面，所述第一连接块和所述第二连接块分别固定安装于所述驱动液压缸的两端，且所述第一连接块通过所述第一连接轴与所述第一安装板可旋转活动连接，所述第二连接块通过所述第二连接轴与所述第二安装板可旋转活动连接。
9.进一步的，所述滚轮机构包括滚轮、升降槽、升降滑块、液压支撑柱、第一弹簧、限位块，所述升降槽设于所述底座的底面，所述升降滑块滑动安装于所述升降槽内，所述滚轮活动安装于所述升降滑块的下端，所述液压支撑柱和所述第一弹簧均安装于所述升降滑块的顶端，且所述液压支撑柱和所述第一弹簧的顶端均支撑于连接于所述升降槽的顶壁上，所述限位块固定安装于所述升降槽底端的槽口内。
10.本发明的有益效果：
11.(1)本发明所述的一种超静定液压支架，支护机构设置有两组，且两组支护机构之间通过驱动机构连接，当需要移动支护机构时，可通过驱动机构驱动两组支护机构在巷道内交替前移，从而无需人工移动支护机构前移，使其使用更加安全方便。
12.(2)本发明所述的一种超静定液压支架，侧壁支护机构与顶壁支护机构之间传动连接，当顶壁支护机构上升对巷道顶部进行支护时，可同步驱动侧壁支护机构向外侧移动扩张对巷道侧壁进行支护，相应的，当顶壁支护机构下降复位时，侧壁支护机构同步回缩复位，从而精简了操作步骤，使支护机构的使用更加方便。
13.(3)本发明所述的一种超静定液压支架，滚轮机构的使用可辅助支护机构移动，使其移动更加方便省力，同时滚轮机构还可在支护机构固定支护时回缩到支护机构内部，从而不会影响支护机构支护时的稳定性。
14.(4)本发明所述的一种超静定液压支架，浇筑机构的使用可在顶壁支护机构对巷道顶壁进行支护时，配合混凝土高压输送管道对巷道顶壁进行浇筑，从而在巷道顶部形成混凝土防护顶壁，防止当顶壁支护机构下降前移不再支护时巷道顶壁有碎矸掉落，使巷道内部施工更加安全，且混凝土顶壁底面光滑平整，有利于后续锚杆支护结构的安装。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
16.图1为本发明提供的一种超静定液压支架的一种较佳实施例整体机构示意图；
17.图2为图1所示的液压支架侧面的剖视图；
18.图3为图1所示的顶壁支护板底面的机构示意图；
19.图4为图1所示驱动机构与底座的连接机构示意图；
20.图5为图2的a处放大机构示意图；
21.图6为图2的b处放大机构示意图；
22.图中：1、顶壁支护机构；11、支护顶板；12、底座；13、液压千斤顶；2、侧壁支护机构；21、支护侧板；22、滑槽；23、调节滑板；24、固定连杆；25、安装架；26、转轴；27、齿条；28、齿轮；29、第一传动轮；210、第二传动轮；211、传动带；212、丝杆；213、滑块；214、调节液压缸；3、驱动机构；31、第一安装座；32、第二安装座；33、驱动液压缸；34、第一连接块；35、第一连接轴；36、第一安装板；37、第二连接块；38、第二连接轴；39、第二安装板；4、滚轮机构；41、滚轮；42、升降槽；43、升降滑块；44、液压支撑柱；45、第一弹簧；46、限位块；5、浇筑机构；51、浇筑槽；52、限位柱；53、输料槽孔；54、进料口；55、密封塞；56、拉杆；57、滑套；58、支架；59、底板；510、第二弹簧；511、柔性防护套。
具体实施方式
23.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
24.如图1-图6所示，本发明所述的一种超静定液压支架，包括顶壁支护机构1、侧壁支护机构2、驱动机构3、滚轮机构4、浇筑机构5，所述顶壁支护机构1设置有两组，两组所述顶壁支护机构1之间安装有用于驱动其移动的所述驱动机构3，两组所述顶壁支护机构1的侧面均安装有所述侧壁支护机构2，两组所述顶壁支护机构1的底面均安装有辅助其移动的所述滚轮机构4，两组所述顶壁支护机构1的顶端安装有用于对巷道顶端进行浇筑防护的所述浇筑机构5；支护机构设置有两组，且两组支护机构之间通过驱动机构3连接，当需要移动支护机构时，可通过驱动机构3驱动两组支护机构在巷道内交替前移，从而无需人工移动支护机构前移，使其使用更加安全方便；侧壁支护机构2与顶壁支护机构1之间传动连接，当顶壁支护机构1上升对巷道顶部进行支护时，可同步驱动侧壁支护机构2向外侧移动扩张对巷道侧壁进行支护，相应的，当顶壁支护机构1下降复位时，侧壁支护机构2同步回缩复位，从而精简了操作步骤，使支护机构的使用更加方便；滚轮机构4的使用可辅助支护机构移动，使其移动更加方便省力，同时滚轮机构4还可在支护机构固定支护时回缩到支护机构内部，从而不会影响支护机构支护时的稳定性；浇筑机构5的使用可在顶壁支护机构1对巷道顶壁进行支护时，配合混凝土高压输送管道对巷道顶壁进行浇筑，从而在巷道顶部形成混凝土防护顶壁，防止当顶壁支护机构1下降前移不再支护时巷道顶壁有碎矸掉落，使巷道内部施工更加安全，且混凝土顶壁底面光滑平整，有利于后续锚杆支护结构的安装。
25.所述顶壁支护机构1包括支护顶板11、底座12、多个液压千斤顶13，多个所述液压千斤顶13均竖直安装于所述底座12的顶面，且多个所述液压千斤顶13的顶端均与所述支护顶板11的底面连接；当需要对巷道顶壁进行支护时，可通过所述液压千斤顶13驱动所述支
护顶板11上升，直至所述支护顶板11固定支撑于巷道顶壁上，设置有多个所述液压千斤顶13，可使所述支护顶板11受力均匀，提高支护时的稳定性。
26.所述侧壁支护机构2包括支护侧板21、滑槽22、调节滑板23、固定连杆24、安装架25、转轴26、齿条27、齿轮28、第一传动轮29、第二传动轮210、传动带211、丝杆212、滑块213、调节液压缸214，所述滑槽22设于所述支护顶板11的侧面，所述调节滑板23滑动插接于所述滑槽22内，所述支护侧板21安装于所述调节滑板23外侧端的底面；所述丝杆212活动安装于所述支护顶板11的底面，所述滑块213螺纹安装于所述丝杆212上，且所述滑块213的顶面与所述支护顶板11的底面滑动连接，所述滑块213的底面固定安装有调节液压缸214，所述调节液压缸214的伸缩端与所述支护侧板21的内侧面连接；所述固定连杆24固定安装于所述支护顶板11的底面，所述安装架25固定安装于所述固定连杆24的底端，所述转轴26活动安装于所述安装架25上，所述齿轮28固定安装于所述转轴26的两端，所述齿条27固定安装于所述液压千斤顶13下端的主轴上，且所述齿条27与相应的齿轮28啮合传动连接，所述第一传动轮29固定安装于所述转轴26上，所述第二传动轮210固定安装于所述丝杆212上，且相应的所述第一传动轮29与所述第二传动轮210之间通过所述传动带211传动连接；当所述支护顶板11上行进行顶壁支护时，带动所述转轴26和所述齿轮28同步上行，使得齿轮28在上行过程中与所述齿条27啮合传动，从而通过所述齿条27驱动所述齿轮28旋转，进而带动所述转轴26和所述第一传动轮29旋转，所述第一传动轮29通过所述传动带211驱动所述第二传动轮210旋转，进而带动所述丝杆212旋转，所述丝杆212通过螺纹传动驱动所述滑块213向外移动，进而通过所述调节液压缸214将所述支护侧板21向外推动，使得当所述支护顶板11支护于巷道顶壁上时，所述支护侧板21刚好支护于巷道侧壁上，从而完成对巷道顶壁以及侧壁的临时支护；相应的，当所述支护顶板11下行复位时，所述齿条27驱动所述齿轮28反转，进而带动所述转轴26和所述第一传动轮29反转，所述第一传动轮29通过所述传动带211驱动所述第二传动轮210反转，进而带动所述丝杆212反转，使所述丝杆212通过螺纹传动驱动所述滑块213向内移动，进而通过所述调节液压缸214将所述支护侧板21向内拉动复位；其中，由于不同巷道高度和宽度比例可能不同，当对某巷道进行初次支护时，可根据巷道的高度与宽度比例，通过所述调节液压缸214调节所述支护侧板21的初始扩张距离，使所述支护顶板11支护于巷道顶壁上时，所述支护侧板21刚好支护于巷道侧壁上，从而使得该装置可应用于不同的巷道内。
27.所述浇筑机构5包括浇筑槽51、多个限位柱52、输料槽孔53、进料口54、密封塞55、拉杆56、滑套57、支架58、底板59、第二弹簧510、柔性防护套511，所述浇筑槽51设于所述支护顶板11的顶面，多个所述限位柱52均匀分布设置于所述浇筑槽51内，所述输料槽孔53设于所述支护顶板11和所述固定连杆24的内部，且所述输料槽孔53的一端与所述固定连杆24的外部连通，另一端与所述浇筑槽51连通；所述进料口54设置于所述输料槽孔53与所述浇筑槽51的接口处，所述密封塞55密封卡装于所述进料口54内，所述拉杆56固定安装于所述密封塞55的底面，所述滑套57滑动套装于所述拉杆56上，且所述滑套57的外侧面通过所述支架58与所述输料槽孔53的内壁固定连接，所述底板59固定安装于所述拉杆56的底端，所述第二弹簧510活动套装于所述拉杆56的下端，且所述第二弹簧510的顶端抵接于所述滑套57的底面，所述第二弹簧510的底端抵接于所述底板59的顶面，所述底板59与所述滑套57之间安装有位于所述第二弹簧510外圈的所述柔性防护套511；当所述支护顶板11支撑于巷道
顶壁上时，巷道顶壁将所述浇筑槽51的上端密封，使其形成一个密封的浇筑腔，再将高压混凝土输送管道与所述输料槽孔53的下端连通，将高压混凝土输送到所述输料槽孔53内，当高压混凝土输送到所述进料口54下方时，所述密封塞55被高压混凝土向上顶起，所述进料口54打开，使得混凝土通过高压输送到所述浇筑槽51内，此时，所述密封塞55带动所述拉杆56上行，使得所述第二弹簧510收缩，当所述浇筑槽51内注满混凝土后，将所述输料槽孔53与高压混凝土输送管道断开连接，此时所述密封塞55在所述第二弹簧510的复位弹力作用下下行，重新将所述进料口54密封，防止浇筑槽51内的混凝土外流，而当浇筑槽51内的混凝土干燥定型后，即可在巷道顶部形成混凝土顶壁；其中所述柔性防护套511采用耐腐蚀材料支撑，其可对所述第二弹簧510与混凝土进行隔离，防止混凝土将所述第二弹簧510腐蚀生锈，同时还可防止混凝土进行所述第二弹簧510的间隙内，保证弹簧正常工作；另外，当混凝土顶壁成型所述支护顶板11下行时，所述限位柱52随之下行，使得混凝土顶壁上可在所述限位柱52的位置预留下锚孔，从而便于后续锚杆支护机构的安装。
28.所述驱动机构3包括第一安装座31、第二安装座32、驱动液压缸33、第一连接块34、第一连接轴35、第一安装板36、第二连接块37、第二连接轴38、第二安装板39，所述第一安装座31和所述第二安装座32分别安装于两组所述顶壁支护机构1下端的底座12上，所述第一安装板36固定安装于所述第一安装座31的外侧面，所述第二安装板39固定安装于所述第二安装座32的外侧面，所述第一连接块34和所述第二连接块37分别固定安装于所述驱动液压缸33的两端，且所述第一连接块34通过所述第一连接轴35与所述第一安装板36可旋转活动连接，所述第二连接块37通过所述第二连接轴38与所述第二安装板39可旋转活动连接；当需要支护机构在巷道内移动时，首先后侧的一组支护机构保持支护状态不变，前侧的支护机构中，通过所述液压千斤顶13驱动所述支护顶板11下行以及所述支护侧板21向内收缩，从而解除支护状态，之后以保持支护状态的后侧支护机构为固定支点，通过所述驱动液压缸33的伸长驱动前侧的支护机构前移，同理，当前侧的支护机构移动到支护位置时，将其恢复为支护状态，并作为固定支点，将后侧的支护机构解除支护状态，再通过所述驱动液压缸33的收缩，带动后侧的支护机构的前移，从而实现前后两组支护机构的交替前移；所述驱动液压缸33的两端与两连接座均活动连接，使所述驱动液压缸33具有一定的旋转自由度，使前后两组支护机构之间可具有一定的倾角，从而使该装置可应用于具有一定坡度的航巷道内。
29.所述滚轮机构4包括滚轮41、升降槽42、升降滑块43、液压支撑柱44、第一弹簧45、限位块46，所述升降槽42设于所述底座12的底面，所述升降滑块43滑动安装于所述升降槽42内，所述滚轮41活动安装于所述升降滑块43的下端，所述液压支撑柱44和所述第一弹簧45均安装于所述升降滑块43的顶端，且所述液压支撑柱44和所述第一弹簧45的顶端均支撑于连接于所述升降槽42的顶壁上，所述限位块46固定安装于所述升降槽42底端的槽口内；所述滚轮机构4设置有多组，并均匀分于所述底座12的底面，且多组所述滚轮机构4内的多个液压支撑柱44的液压力之和小于多个所述液压千斤顶13的液压力，同时大于顶壁支护机构1、侧壁支护机构2的重力之和，因而当所述液压千斤顶13驱动所述顶壁支护机构1和侧壁支护机构2进行支护时，所述液压支撑柱44受压收缩，使得所述滚轮41完全收缩到所述升降槽42内，不与巷道地面接触，从而不会影响支护时的稳定性，而当解除支护后，所述液压支撑柱44复位伸长，使所述滚轮41下行接地，从而方便后续支护机构的移动，其中，所述第一
弹簧45可起到辅助支撑以及缓冲减振的作用。
30.本发明使用过程中，当需要对巷道进行支护时，可通过液压千斤顶13驱动支护顶板11上升，直至支护顶板11固定支撑于巷道顶壁上，且当支护顶板11上行时，会带动转轴26和齿轮28同步上行，使得齿轮28在上行过程中与齿条27啮合传动，从而通过齿条27驱动齿轮28旋转，进而带动转轴26和第一传动轮29旋转，第一传动轮29通过传动带211驱动第二传动轮210旋转，进而带动丝杆212旋转，丝杆212通过螺纹传动驱动滑块213向外移动，进而通过调节液压缸214将支护侧板21向外推动，使得当支护顶板11支护于巷道顶壁上时，支护侧板21刚好支护于巷道侧壁上，从而完成对巷道顶壁以及侧壁的临时支护；之后将高压混凝土输送管道与输料槽孔53的下端连通，将高压混凝土输送到输料槽孔53内，当高压混凝土输送到进料口54下方时，密封塞55被高压混凝土向上顶起，进料口54打开，使得混凝土通过高压输送到浇筑槽51内，此时，密封塞55带动拉杆56上行，使得第二弹簧510收缩，当浇筑槽51内注满混凝土后，将输料槽孔53与高压混凝土输送管道断开连接，此时密封塞55在第二弹簧510的复位弹力作用下下行，重新将进料口54密封，防止浇筑槽51内的混凝土外流，而当浇筑槽51内的混凝土干燥定型后，即可在巷道顶部形成混凝土顶壁；当需要该装置在巷道内移动时，首先后侧的一组支护机构保持支护状态不变，前侧的支护机构中，通过液压千斤顶13驱动支护顶板11下行以及支护侧板21向内收缩，从而解除支护状态，之后以保持支护状态的后侧支护机构为固定支点，通过驱动液压缸33的伸长驱动前侧的支护机构前移，同理，当前侧的支护机构移动到支护位置时，将其恢复为支护状态，并作为固定支点，将后侧的支护机构解除支护状态，再通过驱动液压缸33的收缩，带动后侧的支护机构的前移，从而实现前后两组支护机构的交替前移。
31.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。