本发明属于采煤设备,具体涉及一种基于重心自调整的液压支架及其控制方法。
背景技术:
1、液压支架用来承载采煤工作面的矿山压力,不仅能够保障矿工的安全,提高矿井的安全生产水平,还能够提高采煤效率和经济效益。采面矿压以外载的形式作用在液压支架上。在液压支架和采面围岩相互作用的力学系统中,液压支架的各支承件合力与顶板作用在液压支架上的外载合力决定了液压支架的结构稳定性。
2、相关技术中,采煤工作面的宽度增加时,液压支架的顶撑部件也会相应的向扩张方向伸出,保障顶撑宽度与顶板的宽度相匹配,提高对顶板形成支撑效果,而此时顶撑部件的重心会向液压支架的伸出方向发生偏移,若顶撑部件端部的顶板上方煤层坍塌,容易导致液压支架的整体出现倾斜甚至倾倒的情况,从而影响支架整体的稳定性,存在安全风险。
技术实现思路
1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此,本发明的实施例提出一种基于重心自调整的液压支架,能够优化液压支架的受力,提高在承压时的稳定性能,避免液压支架倾斜或者倾倒。
3、本发明的实施例还提出一种基于重心自调整的液压支架控制方法。
4、本发明实施例的基于重心自调整的液压支架,包括底座和顶撑部件;
5、还包括:
6、第一配重组件,所述第一配重组件包括第一配重部件和支撑杆,所述支撑杆滑动设在所述底座上,所述第一配重部件转动连接在所述支撑杆的端部且位于所述底座的一端,所述第一配重部件相对于所述底座沿第一方向可移动;
7、顶推驱动组件,所述顶推驱动组件设在所述第一配重部件和所述底座之间,以调节所述第一配重部件向远离所述底座的方向移动、或向靠近所述底座的方向移动;
8、翻转驱动组件,所述翻转驱动组件设在所述第一配重部件和所述底座之间,所述翻转驱动组件用于驱动所述第一配重部件相对于所述支撑杆转动,以使所述第一配重部件与地面抵接、或使所述第一配重部件与地面分离。
9、本发明能够优化液压支架的受力,提高在承压时的稳定性能,避免液压支架倾斜或者倾倒。
10、在一些实施例中,所述顶推驱动组件包括:
11、丝杠,所述底座上固定有丝母,所述丝杠与所述丝母匹配啮合,所述丝杠的一端与第一配重部件转动连接,所述丝杠的另一端的中部具有驱动孔;
12、内套杆,所述内套杆转动连接在所述底座上,所述内套杆同轴套设在所述驱动孔内,所述内套杆在所述驱动孔内沿其轴向可移动,且所述内套杆与所述丝杠同步转动;
13、第一驱动部,所述第一驱动部用于驱动所述内套杆转动。
14、在一些实施例中,所述丝杠为并排设置的两个,每个所述丝杠均匹配连接有所述内套杆,所述内套杆上设有同步轮,所述第一驱动部的输出端设有主动轮,所述主动轮与所述同步轮通过传动件同步传动。
15、在一些实施例中,所述第一驱动部为驱动电机或动力推杆;
16、或,所述翻转驱动组件为驱动电机或动力推杆。
17、在一些实施例中,所述第一驱动部包括收卷轮,所述收卷轮支撑在所述底座上,所述收卷轮上盘设有拉绳,所述拉绳的活动端与所述顶撑部件连接,且所述收卷轮与所述主动轮传动连接,所述顶撑部件顶升动作以通过所述拉绳带动所述收卷轮沿放卷方向转动,所述收卷轮具有复位部件,所述复位部件用于驱动所述收卷轮沿收卷方向转动;
18、或,所述传动件为皮带或链条;
19、或,所述第一驱动部与所述主动轮之间具有减速部件、或所述主动轮与所述同步轮之间具有减速部件;
20、或,所述丝杠与所述第一配重部件通过万向节连接。
21、在一些实施例中,还包括第二配重组件,所述第二配重组件包括第二配重部件和驱动杆,所述第二配重部件与所述底座转动连接,且所述第二配重部件和所述第一配重部件设在所述底座在第一方向上相对应的两端,所述驱动杆的一端与所述第二配重部件固定连接,所述驱动杆的另一端与所述翻转驱动组件连接,所述翻转驱动组件用于驱动所述第二配重部件相对于所述底座转动。
22、在一些实施例中,所述翻转驱动组件包括:
23、齿轮,所述齿轮与所述第一配重部件固定连接,所述支撑杆和所述第一配重部件之间通过第一转轴连接,所述第一转轴和所述齿轮同轴设置;
24、第一顶杆,所述第一顶杆与所述底座滑动连接,所述第一顶杆的靠近所述第一配重部件的一端具有齿条段,所述齿条段所述齿轮相啮合;
25、第二顶杆,所述第二顶杆与所述底座滑动连接,所述第二顶杆的靠近所述第二配重部件的一端具有沿竖直方向延伸的拉环,所述驱动杆设在所述拉环内,并在所述拉环内沿竖直方向可移动;
26、第一弹性件,所述第一弹性件设在所述第一顶杆和所述第二顶杆之间。
27、在一些实施例中,所述第二顶杆包括第一杆体和第二杆体,所述第一杆体与所述第一顶杆同轴设置,所述第二杆体连接在所述第一杆体和所述拉环之间,所述第一杆体为中空套管,所述第一杆体的侧壁上设有滑移槽,所述第一杆体远离所述第二杆体的一端设有第一止挡部;所述第一顶杆套设在所述第一杆体中,所述第一杆体的远离所述第一配重部件的一端具有第二止挡部,且所述第二止挡部位于所述第一杆体的外侧,所述第二止挡部和所述第一顶杆之间的连接部滑动设在所述滑移槽内,所述第一弹性件设在所述第一止挡部和所述第二止挡部之间;
28、或,所述第一弹性件为弹簧,所述弹簧的两端分别与所述第一止挡部和所述第二止挡部固定连接。
29、在一些实施例中,所述液压支架的顶撑部件具有初始状态、第一位移状态和第二位移状态,所述顶撑部件由所述初始状态展开至第一位移状态,所述第一配重部件沿第一方向移动以远离所述底座,所述顶撑部件由所述第一位移状态移动至第二位移状态,所述第一配重部件相对于所述底座转动以与地面抵接;
30、在所述顶撑部件由所述初始状态展开至第一位移状态、或由所述第一位移状态移动至第二位移状态中,所述第二配重部件相对于所述底座转动以与围岩侧壁抵接。
31、本发明实施例基于重心自调整的液压支架控制方法,利用上述任一项实施例中所述基于重心自调整的液压支架进行重心调整控制,包括以下步骤
32、液压支架移动至煤层采面区域,液压支架的顶撑部件展开并与围岩相抵接;
33、直至所述顶撑部件展开至第一状态,第一配重组件同步伸出以调节所述液压支架的重心;
34、继续驱动所述液压支架的顶撑部件展开至第二状态,并使第一配重组件中的第一配重部件和第二配重组件中的第二配重部件翻转,以使第一配重部件与地面抵接、第二配重部件与围岩侧壁抵接。
1.一种基于重心自调整的液压支架,其特征在于,包括底座和顶撑部件;
2.根据权利要求1所述的基于重心自调整的液压支架,其特征在于,所述顶推驱动组件包括:
3.根据权利要求2所述的基于重心自调整的液压支架,其特征在于,所述丝杠为并排设置的两个,每个所述丝杠均匹配连接有所述内套杆,所述内套杆上设有同步轮,所述第一驱动部的输出端设有主动轮,所述主动轮与所述同步轮通过传动件同步传动。
4.根据权利要求3所述的基于重心自调整的液压支架,其特征在于,所述第一驱动部为驱动电机或动力推杆;
5.根据权利要求4所述的基于重心自调整的液压支架,其特征在于,所述第一驱动部包括收卷轮,所述收卷轮支撑在所述底座上,所述收卷轮上盘设有拉绳,所述拉绳的活动端与所述顶撑部件连接,且所述收卷轮与所述主动轮传动连接,所述顶撑部件顶升动作以通过所述拉绳带动所述收卷轮沿放卷方向转动,所述收卷轮具有复位部件,所述复位部件用于驱动所述收卷轮沿收卷方向转动;
6.根据权利要求1所述的基于重心自调整的液压支架,其特征在于,还包括第二配重组件,所述第二配重组件包括第二配重部件和驱动杆,所述第二配重部件与所述底座转动连接,且所述第二配重部件和所述第一配重部件设在所述底座在第一方向上相对应的两端,所述驱动杆的一端与所述第二配重部件固定连接,所述驱动杆的另一端与所述翻转驱动组件连接,所述翻转驱动组件用于驱动所述第二配重部件相对于所述底座转动。
7.根据权利要求6所述的基于重心自调整的液压支架,其特征在于,所述翻转驱动组件包括:
8.根据权利要求7所述的基于重心自调整的液压支架,其特征在于,所述第二顶杆包括第一杆体和第二杆体,所述第一杆体与所述第一顶杆同轴设置,所述第二杆体连接在所述第一杆体和所述拉环之间,所述第一杆体为中空套管,所述第一杆体的侧壁上设有滑移槽,所述第一杆体远离所述第二杆体的一端设有第一止挡部;所述第一顶杆套设在所述第一杆体中,所述第一杆体的远离所述第一配重部件的一端具有第二止挡部,且所述第二止挡部位于所述第一杆体的外侧,所述第二止挡部和所述第一顶杆之间的连接部滑动设在所述滑移槽内,所述第一弹性件设在所述第一止挡部和所述第二止挡部之间;
9.根据权利要求8所述的基于重心自调整的液压支架,其特征在于,所述液压支架的顶撑部件具有初始状态、第一位移状态和第二位移状态,所述顶撑部件由所述初始状态展开至第一位移状态,所述第一配重部件沿第一方向移动以远离所述底座,所述顶撑部件由所述第一位移状态移动至第二位移状态,所述第一配重部件相对于所述底座转动以与地面抵接;
10.一种基于重心自调整的液压支架控制方法,其特征在于,利用权利要求1至9中任一项所述基于重心自调整的液压支架进行重心调整控制,包括以下步骤