专利名称：单体机械支柱的制作方法
技术领域：
本发明单体机械支柱，属于煤矿机械领域，具体而言，是一种煤矿及矿山开采支护设备。
目前，我国大中型煤矿回采工作面的支护，大部分采用综采液压支架和单体液压支柱，既安全又可靠，故回采工作面的支护问题基本解决。但巷道掘进临时支护还没有一种理想的支护产品，仍处于空白。我们曾想将单体液压支柱经改进推广到掘进工作面上使用，但由于掘进巷道窄小，工作空间有限泵站和输液管路不好布置，且掘进使用支柱不多，用泵站供液能耗高、费用大，因此，难以全面推广。虽然也有内注式单体液压支柱可供掘进面临时支护选用，但升降速度很慢，操作也多有不便，故无人问津。特别是众多的中小煤矿，仍用坑木支护，以掘代采，资源回收率低，又不安全，常有冒顶塌方事故发生。为解决大中型煤矿掘进面临时支护和中小型煤矿回采支护安全问题，我们开发了这种结构简单，性能良好，操作方便，安全可靠的恒阻式单体机械支柱填补国内空白。
本发明单体机械支柱目的在于，解决大中型煤矿掘进和开切眼临时支护，以及中小煤矿回采工作面支护，保证煤矿安全生产，提高工作效率，减少坑木消耗，降低采煤成本的问题。
本发明单体机械支柱主要是以电动工具煤电钻为动力，以齿轮丝杠传递扭矩升降柱，并配有液压缓冲安全保护装置，柔性支撑，是一种恒阻式单体机械支柱。其主要构件由顶盖1、活柱体2、上手把体3、导向筒4、丝杠5、丝母6、蜗轮7、蜗杆8、止推轴承9、蜗轮箱10、缓冲装置11、下手把体12、安全阀13、接长段14、底座15、压力表16、手动搬手17、电动工具煤电钻18等组成。
蜗轮箱10是一个分上下腔的管形铸件，在其上腔中装蜗杆8、止推轴承9、蜗轮7，再在蜗轮7的孔中装丝杆5。再将导向筒4装在蜗轮箱10上，并在导向筒4上装上手把体3。在活柱体2下端装入丝母6，上端装顶盖1，然后旋入导向筒4内的丝杆5上。这样用电动工具煤电钻18旋转蜗杆8的两端使其正反转，就可以通过蜗轮7、丝母6、丝杆5使活柱体2、顶盖1快速升降和成千倍地增力，从而达到煤矿支柱的使用要求。
缓冲装置11是由装有液体的油缸活塞组成，并在油缸的下部装有安全伐13压力表16，再将它装入装有底座15的下接长段14上。在蜗轮箱10上装下手把体12，并将组装好的缓冲装置11和下接长段14装入蜗轮箱10的下腔内。这样通过活塞承受载荷，既可因液体保证支柱的柔性接触，又可通过安全阀保证恒阻卸载，从压力表16上也可随时测得支柱的压力情况，分析矿压的变化。另外，从改变接长段14的长度尺寸和丝杠行程，可得到不同高度的单体机械支柱。
其主要另件用下列标准和材料制作如蜗轮箱10为Φ70-180×10mm长150-500mm的铸钢件；导向筒4为Φ55-Φ170×10 长200-1300mm的无缝钢管；活柱体2为Φ50-Φ160×10 长250-1300mm的无缝钢管；接长段14为Φ55-Φ170×10 长200-1300mm的无缝钢管；蜗杆8为头数1-3、模数2-5、Φ20-Φ40的圆钢；蜗轮7齿数25-50、Φ70-180铸铁或铸铜件；丝杠5头数1-3、长200-1000mm、Φ40-80钢件；丝母6为Φ50-150的铸铁或铸铜件。
本发明考虑到资源的二次利用，如活柱体2、导向筒4、接长段14等均采用煤矿废旧液压支柱改制；考虑到使用维护方便，如顶盖1、底座15等，仍采用原液压支柱的另件；电动工具煤电钻、压力表等也采用煤矿普通采用的，另外，其制造工艺简单，一般机械加工企业均可制造。
其整机主要技术参数1、支护的工作高度；1-3.5M即JDZ10-36系列产品。
2、支护的行程200-900mm 3、升降速度200-1500mm/min4、初撑力50-150KN 5、额定载荷100-300KN6、最大载荷150-400KN7、缓冲油缸直径Φ80-150mm8、安全阀卸载能力15-40MPa9、电动工具功率1-3KW转速650-1500转/分钟主要优点及用途本发明主要用于大中型煤矿巷道临时支护和中小型煤矿回采工作面支护，确保安全生产，其优点为1、构思新颖，是煤矿生产急需产品，填补了我国煤矿支护的空白，很受用户欢迎2、性能可靠，齿轮丝杠机构保证快速升降和初撑力；缓冲卸荷装置等保证支柱柔性接触，恒触及矿压的观察分析。
3、成本低首先省去了泵站，就减少了几十万元的投资，第二、不少另部件采用二次资源，用废旧压液支柱改制，为国家节约了财力，为用户降低了成本。
4、结构简单，工艺性好，便于推广使用，一般机械加工企业均可制造，一般煤矿均可使用。
5、使用维护方便，可以用煤矿普遍使用的电动工具煤电钻作动力，无电时也可手动，顶盖、底部等可与煤矿现用的液压支柱互换和改制，而技术要求较液压支柱低。
6、用途广泛。由于—发明既可电动又可手动，既可用在大型煤矿的巷道掘进，又可用于中小型煤矿的开采。还可通过改变接长段的长度达到不同的高度等优点，所以它将得到普遍用。
7、为乡镇煤矿技术改造、回收取代木支柱、扩帮回采创造了条件，这将获得相当大的社会效益。
8、投资少、见效快，如小型煤矿仅需买几根柱子就可实现回采成倍增长，经济效益相当可观。
最佳实施例以最大工作高度2250mm支柱为例，蜗轮箱为外径Φ128长260mm的铸件，内装模数3的双头蜗杆，代号为8409推力轴承。丝杆为S50×12长670mm用键与蜗轮联接，导向筒内径Φ100长600mm是用液压支柱的油缸改制，丝母蜗轮均为普通的金属铸件，丝母装入用废旧液压支柱另件改制的Φ90长900mm的管件，并在其上端装上顶盖与丝杠、套筒上手把件装在一起。
接长段也是用液压支柱回油缸改制，其直径为Φ114长度为450mm，在其下装上与液压支柱相同的底座，在其上装外径Φ111mm、内径Φ100mm、高70mm行程约20mm的液压缓冲缸，再在其下装上安全阀和压力表，然后同下手体一起装入蜗轮箱的下腔，这样，一支JDZ22的单体机械支柱就基本装起了，再配以煤电钻、手动搬手就可以工作了，经实验其主要参数为1、支柱的最小高度1750mm，最大高度2250mm2、支柱的最大行程500mm3、降速度470mm/min4、初撑力70-100KN5、额定载荷(工作阻力)180KN6、最大载荷(工作阻力)250KN7、缓冲油缸直径Φ100mm8、安全阀卸载压力31.5MPa9、煤电站功率1.3KN 转速650转/分钟其工作过程是将单体机械支柱迎山角打正，用煤电钻转动蜗杆，活柱体上升达初撑力，当煤矿顶板来压时，支柱达额定工作阻力，如煤矿顶板压力超过支柱最大工作阻力安全阀立即打开。卸载以保护支柱，平时开采观察矿压，可看抄压力表读数，降柱可用煤电钻转动蜗杆另一端，超载时可先用手动搬手转一转，再用煤电钻转动即可降柱。
总之，单体机械支柱性能可满足使用要求，制造维护也是简单方便的附图及
附图1为单体机械支柱的主视剖面图，图中标号分别代表1-顶盖 2-活柱体 3-上手把体 4-导向筒5-丝杠 6-丝母 7-蜗轮 8-蜗杆9-止推轴承 10-蜗轮箱11-缓冲装置12-下手把体13-安全阀 14-接长段15-底座16-压力表附图2为单体机械支柱的局部视图，图中的标号分别代表17-手动搬手18-电动工具煤电钻。
权利要求
1.一种单体机械支柱，其持征在于主要是以电动工具煤电钻为动力，以齿轮丝杠传递扭矩升降柱，并配有液压缓冲安全保护装置柔性支撑，是一种恒阻式单体机械支柱，其主要构件由，顶盖1、活柱体2、上手把体3、导向筒4、丝杠5丝母6、蜗轮7、蜗杆8、止推轴承9、蜗轮箱10、缓冲装置11、下手把体12、安全伐13、接长段14、底座15、压力表16、手动搬手17、电动工具煤电钻18等组成。
2.按照权利要求1所述的单体机械支柱，其持征在于所述的蜗轮箱10是一个分上下腔的管形铸件，在其上腔中装蜗杆8，止推轴承9、蜗轮7，再在蜗轮7孔中装丝杆5，再将导向筒4装在蜗轮箱10上，并在导向筒4上装上手把体3，在活柱体2下端装入丝母6，上端装顶盖1，然后旋入导向筒4内的丝杠5上；缓冲装置11是由装有液体的油缸活塞组成，在油缸的下部装有安全阀13、压力表16，再将它装入有底座15的下接长段14上，在蜗轮箱10上装下手把体12，并将组装好的缓冲装置11和下接长段14装入蜗轮箱10的下腔内，这样用电动工具18或手动搬手17旋转蜗杆8的两端，使其正反转即可达到煤矿支柱的使用要求。
3.按照权利要求1所述的单体机械支柱，其持征在于主要零件的标准和材料制作为蜗轮箱10为Φ70-80×10mm，长150-500mm的铸钢件；导向筒4为Φ55-Φ170×10mm，长200-1300mm缝钢管；活柱体2为Φ50-160×10mm，长250-1300mm无缝钢管；接长段14为Φ55-170×10mm长200-1300mm的无缝钢管；蜗杆8为头数1-3模数2-5，Φ20-Φ40的圆钢；蜗轮7齿数25-50，Φ70-180铸铁或铸铜件；丝杠5头数1-3mm，长200-1000mm，Φ40-80钢件；丝母6为Φ50-150的铸铁或铸钢件。
4.按照权利要求1所述的一种单体机械支柱，其持征在于其主要技术参数为a、支护工作高度1-3.5mb、支护的行程200-900mmc、升降速度200-1500mm/mind、初撑力 50-150KNe、额定载荷 100-300KNf、最大载荷 150-400KNg、缓冲油缸直径Φ80-150mmi、安全阀卸载能力15-40MPai、安全阀卸载能力15-40MPaj、电动工具功率1-3KW 转速650-1500转/分钟。
全文摘要
一种单体机械支柱,属于煤矿机械领域,是一种煤矿及矿山开采支护设备。其主要技术特征在于,以煤矿通用的电动工具煤电钻为动力;以齿轮丝杠传递扭矩升降柱达到快速升降和初撑力;以液压缓冲保护装置,活塞、油缸、压力表、安全阀等保证支柱柔性、恒阻接触,以及矿压的观察;以改变接长段的长度达不同工作高度。用废旧液压支柱零件改制改装,为大中型煤矿巷道掘进临时支护填补了空白,为中小型煤矿开采提供了支护设备,实属一种经济可靠使用维护方便的短平快产品。
文档编号E21D15/14GK1172892SQ97115848
公开日1998年2月11日 申请日期1997年8月27日 优先权日1997年8月27日
发明者刘明义, 樊智慧, 张建平, 杨庆佛, 李新华, 韩本善 申请人:太原理工大学