專利名稱：多級(jí)插接連桿式充填液壓支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉 及一種煤礦井宮礦使用的特種液壓支架，特別是一種多級(jí)插接連桿式充填液壓支架，它適于整個(gè)工作面的采空區(qū)固體物料充填，是一種集開采支護(hù)和架后采空區(qū)輔助充填功能于一體的充填液壓支架。
背景技術(shù)：
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，針對(duì)現(xiàn)有絕大多數(shù)井宮礦井在進(jìn)行煤炭開采采取頂板自然垮落法存在的會(huì)造成地面的塌陷，許多礦區(qū)的地面建筑物被破壞，村莊搬遷，塌陷區(qū)所造成大量土地浪費(fèi)，以及矸石棄置對(duì)地面造成危害，壓占土地，污染環(huán)境等等問題，大多采用以下治理解決辦法。例如公開號(hào)為CN1807843A的“矸石充填采空區(qū)的方法”、公告號(hào)為CN2804388Y的 “充填矸石液壓支架”和公開號(hào)為CN1873188A的“充填矸石液壓支架”等專利中公開了在綜采液壓支架后部設(shè)尾梁，然后吊掛小型皮帶機(jī)或刮板運(yùn)輸機(jī)的方式，將矸石送入架后采空區(qū)的回填方法。這種方法雖然可以實(shí)現(xiàn)一定程度的矸石回填，但僅僅是將矸石堆入采空區(qū)內(nèi)，其支架結(jié)構(gòu)也決定了其回填比例較低。實(shí)際應(yīng)用表明，其主要作用是消耗矸石，并不能有效解決地表沉陷的問題。而在公開號(hào)為CN101725365A的“一種六柱支撐式采煤充填液壓支架”和公開號(hào)為CN201554482U的“一種六柱支撐式采煤充填液壓支架”等專利中公開了在綜采液壓支架后部設(shè)尾梁，然后吊掛小型皮帶機(jī)或刮板運(yùn)輸機(jī)的基礎(chǔ)上，增加了由調(diào)高液壓缸和壓實(shí)液壓缸連接的壓實(shí)機(jī)構(gòu)。在功能上基本實(shí)現(xiàn)了將送入采空區(qū)的矸石壓實(shí)后形成具有一定強(qiáng)度的充填實(shí)體，從而控制煤層上方巖石層運(yùn)動(dòng)的目的。但其結(jié)構(gòu)本身還存在操作者觀察窗口過小，行人通道被上連桿擠占，單連桿結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受限，底座過寬影響行人及移架，前后立柱太近從而影響支護(hù)效果，壓實(shí)和調(diào)高液壓缸更換困難等眾多實(shí)際問題。公開號(hào)為CN101265808A的“煤礦聯(lián)體異步支架充填擋墻”中公開了一種在綜采液壓支架后方設(shè)置擋墻軟模板的機(jī)構(gòu)，其目的是針對(duì)架后采空區(qū)內(nèi)充填膏體或漿體等流體填充物，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，后部空頂支護(hù)效果差，而且該軟模板結(jié)構(gòu)對(duì)流體物料的壓力和采空區(qū)礦壓的承受能力也十分有限。另外，在公告號(hào)為CN2128670Y的“GS材料充填留巷端頭液壓支架”中公布了一種用于GS (高水速凝)材料充填留巷的端頭支架，其用途是實(shí)現(xiàn)沿采空區(qū)和巷道邊緣留筑一道墻體，而非對(duì)整個(gè)工作面的采空區(qū)充填作業(yè)。本發(fā)明人曾針對(duì)上述開采支護(hù)和架后采空區(qū)的充填所采用的支架存在的問題， 先后設(shè)計(jì)出了公開號(hào)為CN101487395A的“架后充填模板支架”，公告號(hào)為CN200999613Y 的“巷旁充填后模板支架”，公告號(hào)為CN200999614Y的“巷旁充填側(cè)模板支架”、公開號(hào)為 CN101289939A的“沿空留巷綜合支護(hù)裝置”和公開號(hào)為CN101560883A的“沿空留巷作業(yè)模架”等模板支架，解決了在實(shí)施沿空留巷和巷旁充填工藝時(shí)如何進(jìn)行機(jī)械化的立模和整體支護(hù)，以及實(shí)現(xiàn)墻體充填和采煤生產(chǎn)并行作業(yè)等難題。另外，本發(fā)明人設(shè)計(jì)出的公開號(hào)為 CN101487395A的“架后充填模板支架”和公開號(hào)為CN201539274U的“箱式充填液壓支架”， 均可作為對(duì)采空區(qū)進(jìn)行整體充填的支護(hù)和模板設(shè)備。但是，因其充填物為似膏體或漿體材料，而不能對(duì)干料進(jìn)行充填，故還需要增加制做和輸送系統(tǒng)，如漿體攪拌和泵送裝置等，來與支架配合作業(yè)，因此，影響其推廣應(yīng)用。 實(shí)用新型內(nèi)容 本實(shí)用新型的目的是提供一種多級(jí)插接連桿式充填液壓支架，它解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的對(duì)矸石等固體顆粒進(jìn)行高效架后采空區(qū)充填所存在的各種問題，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊， 設(shè)備整體空間占用小，支護(hù)面積和調(diào)高范圍大，機(jī)構(gòu)調(diào)整靈活，便于操作和維護(hù)，適合于多臺(tái)設(shè)備協(xié)同使用，進(jìn)行整個(gè)工作面的充填輔助作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是該多級(jí)插接連桿式充填液壓支架包括底座，前梁，頂梁，后頂梁，柱頂分別與所述頂梁和后頂梁鉸接、缸底通過壓板與所述底座鉸接的液壓前、中、后立柱，組裝在所述底座中間的推移液壓缸、抬底座液壓缸和前推桿，其技術(shù)要點(diǎn)是所述頂梁的中部設(shè)置具有兩級(jí)行程的多級(jí)插接連桿式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)桿箱、二級(jí)導(dǎo)向套和所述底座上凸起的導(dǎo)套組成，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的帶有滑道的矩形所述導(dǎo)桿箱的頂端與所述頂梁的中部鉸接，所述導(dǎo)桿箱的另一端插入所述二級(jí)導(dǎo)向套內(nèi)，并一同插到所述底座上凸起的導(dǎo)套內(nèi)。所述二級(jí)導(dǎo)向套與所述底座上凸起的導(dǎo)套之間設(shè)置限位塊。組裝在所述后頂梁的滑道內(nèi)的吊掛機(jī)構(gòu)懸掛一個(gè)通過后刮板伸縮液壓缸來控制的充填刮板運(yùn)輸機(jī)。在所述底座的后部兩側(cè)分別設(shè)置由鏟板、壓實(shí)機(jī)構(gòu)二級(jí)導(dǎo)向套和壓實(shí)機(jī)構(gòu)一級(jí)箱體組成的通過壓實(shí)液壓缸控制的壓實(shí)機(jī)構(gòu)。在所述壓實(shí)機(jī)構(gòu)一級(jí)箱體的上面設(shè)有耳板，并與調(diào)高液壓缸的一端鉸接，所述調(diào)高液壓缸的另一端與所述底座上凸起的導(dǎo)套上的耳板鉸接。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果是因其采用具有兩級(jí)行程的多級(jí)插接連桿式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)桿箱、二級(jí)導(dǎo)向套和所述底座上凸起的導(dǎo)套組成，利用分置于底座兩側(cè)的兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的四連桿機(jī)構(gòu)，雙伸縮的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)使得支架的升降是在垂直方向上進(jìn)行的，支架升高以后，支架的中部就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)前后貫通的通道，沒有梁端距的變化，使得前液壓前、中、后立柱之間節(jié)省出了很大的行人空間，且不隨支架的高度變化而變化，所以其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，設(shè)備整體空間占用小，支護(hù)面積和調(diào)高范圍大。另外，各機(jī)構(gòu)與其功能液壓缸分離設(shè)置，故各機(jī)構(gòu)調(diào)整靈活，可靠性強(qiáng)，便于操作和維護(hù)，適合于多臺(tái)設(shè)備協(xié)同使用，進(jìn)行整個(gè)工作面的充填輔助作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。圖1是本實(shí)用新型的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中拆除前梁、頂梁、液壓立柱、后頂梁、調(diào)高液壓缸的俯視圖。圖3是圖1中剖切頂梁后的側(cè)視圖。圖4是圖1中后頂梁的仰視圖。圖中序號(hào)說明1伸縮梁、2護(hù)幫板、3前梁、4前梁液壓缸、5液壓前立柱、6頂梁、7 導(dǎo)桿箱、8 二級(jí)導(dǎo)向套、9后頂梁、10吊掛機(jī)構(gòu)、11充填刮板運(yùn)輸機(jī)12鏈環(huán)、13運(yùn)輸機(jī)、14連接頭、15底座、16踏板、17調(diào)高液壓缸、18壓實(shí)機(jī)構(gòu)一級(jí)箱體、19壓實(shí)機(jī)構(gòu)二級(jí)導(dǎo)向套、20壓實(shí)液壓缸、21鏟板、22防護(hù)套、23液壓中立柱、24液壓后立柱、25前推桿、26推移液壓缸、 27后推桿、28連接耳板、29連接耳板、30耳座、31抬底座液壓缸、32耳板、33后刮板伸縮液壓缸。
具體實(shí)施方式根據(jù)圖1 3詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)。該多級(jí)插接連桿充填液壓支架是在本發(fā)明人在先專利中的一些成熟的模板支架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的。它包括底座15，帶有伸縮梁1和護(hù)幫板2的前梁3，懸吊充填刮板運(yùn)輸機(jī)11的后頂梁9，分別與前梁3、后頂梁9鉸接的頂梁6，柱頂通過銷軸與分別與頂梁6和后頂梁9鉸接、缸底通過壓板與底座15 鉸接的液壓前、中、后立柱5、23、24，組裝在底座15中間的推移液壓缸26、抬底座液壓缸和前推桿，以及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和壓實(shí)機(jī)構(gòu)等部件。其中頂梁6的前端和前梁3的后部分別與兩個(gè)前梁液壓缸4的頭尾連接，頂梁6的中部設(shè)置具有兩級(jí)行程的多級(jí)插接連桿式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)桿箱7、二級(jí)導(dǎo)向套8和底座15上凸起的導(dǎo)套組成。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的帶有滑道的矩形導(dǎo)桿箱 7的頂端與頂梁6的中部鉸接，導(dǎo)桿箱7的另一端插入二級(jí)導(dǎo)向套8內(nèi)，并一同插到底座15 上凸起的兩個(gè)導(dǎo)套內(nèi)。二級(jí)導(dǎo)向套8與底座15上凸起的導(dǎo)套之間設(shè)置限位塊，并通過限位塊使導(dǎo)桿箱7可在二級(jí)導(dǎo)向套8內(nèi)上、下滑動(dòng)而不脫離。組裝在后頂梁9滑道內(nèi)的吊掛機(jī)構(gòu)10可以沿滑道前、后滑動(dòng)，而它的滑道是由通過耳板分別與后頂梁9和吊掛機(jī)構(gòu)10連接的后刮板伸縮液壓缸33來控制的，吊掛機(jī)構(gòu)10的下方通過鏈環(huán)12懸吊著充填刮板運(yùn)輸機(jī) 11。組裝在底座15中間的推移液壓缸26通過其缸體尾部的耳軸與底座15鉸接、活柱一端與后推桿27鉸接。布置在底座15中間的后推桿27末端與推移液壓缸26連接，前端與前推桿25鉸接，前推桿25的前端又與連接頭14連接。布置在底座15前部中間位置的抬底座液壓缸31放置在底座15過橋后面的鋼筒內(nèi)，與耳座30連接，并通過耳座30與底座15 的兩個(gè)內(nèi)主筋和焊接在過橋后的耳板鉸接，踏板16與焊接在底座15上的耳板連接。在底座15的后部兩側(cè)分別設(shè)置由鏟板21、壓實(shí)機(jī)構(gòu)二級(jí)導(dǎo)向套19和壓實(shí)機(jī)構(gòu)一級(jí)箱體18組成的通過壓實(shí)液壓缸20控制的壓實(shí)機(jī)構(gòu)。鏟板21兩側(cè)的耳板與壓實(shí)液壓缸20的缸底鉸接， 壓實(shí)機(jī)構(gòu)二級(jí)導(dǎo)向套19連同插入其內(nèi)的鏟板21 —起插入到壓實(shí)機(jī)構(gòu)一級(jí)箱體18內(nèi)，通過限位塊使其在壓實(shí)機(jī)構(gòu)二級(jí)導(dǎo)向套19內(nèi)前、后滑動(dòng)而不脫離。壓實(shí)機(jī)構(gòu)一級(jí)箱體18的底部與底座15尾部的耳板鉸接。壓實(shí)機(jī)構(gòu)的壓實(shí)液壓缸20的缸底與焊接在鏟板21兩側(cè)的耳板鉸接，活塞桿與焊接在底座15尾部的耳板鉸接，成為控制壓實(shí)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力部分。在壓實(shí)液壓缸20的活塞桿上安裝著防護(hù)套22，以保護(hù)活塞桿不受損傷。調(diào)高液壓缸17 —端的缸底與底座15上凸起的導(dǎo)套上的耳板鉸接，壓實(shí)機(jī)構(gòu)一級(jí)箱體18的上面設(shè)有耳板，調(diào)高液壓缸的活塞桿端與壓實(shí)機(jī)構(gòu)一級(jí)箱體18的耳板鉸接。其中伸縮梁1、護(hù)幫板2、前梁3、頂梁 6、液壓前、中、后立柱5、23、24、前推桿25、后推桿27和耳座30等件采用已有結(jié)構(gòu)，所用的規(guī)格、形狀應(yīng)根據(jù)使用要求確定。與現(xiàn)有技術(shù)和在先專利結(jié)構(gòu)不同的是該多級(jí)插接連桿式充填液壓支架采用雙伸縮的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)完全取代了四連桿機(jī)構(gòu)；調(diào)高液壓缸17與設(shè)置在壓實(shí)機(jī)構(gòu)一級(jí)箱體18上面的耳板鉸接；能夠?qū)崿F(xiàn)雙伸縮的壓實(shí)機(jī)構(gòu)的壓實(shí)液壓缸20是雙伸縮內(nèi)注液結(jié)構(gòu)。.其中導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、尺寸規(guī)格，要根據(jù)支架的工作阻力和工作高度等參數(shù)來確定。導(dǎo)桿箱7跟隨立柱液壓前、中立柱5、23的升高、降低而上、下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)桿箱7升起一定高度以后，就會(huì)帶動(dòng)二級(jí)導(dǎo)向套8 —起向上升，當(dāng)支架升到最高位置時(shí)，二級(jí)導(dǎo)向套 8與底座15上的導(dǎo)套之間還留有一定得含量。保證了在任何狀態(tài)下導(dǎo)桿箱7、二級(jí)導(dǎo)向套 8和底座15之間始終不脫離。通過調(diào)節(jié)調(diào)高液壓缸的行程，使得壓實(shí)機(jī)構(gòu)能夠自如調(diào)整高度；調(diào)高液壓缸17安裝在壓實(shí)機(jī)構(gòu)一級(jí)箱體18的上面方便其拆卸。壓實(shí)機(jī)構(gòu)的鏟板21的頭部是一塊弧形的鋼板，弧面焊有加強(qiáng)筋，以增加弧板的強(qiáng)度。壓實(shí)機(jī)構(gòu)二級(jí)導(dǎo)向套19是一個(gè)由鋼板焊接而成的上、下貫通的矩形筒，上部設(shè)有限位塊；壓實(shí)機(jī)構(gòu)一級(jí)箱體18是由鋼板組焊而成，上部開口，下部封閉并設(shè)有鉸接孔與底座15尾部鉸接。封閉的箱式結(jié)構(gòu)保證了強(qiáng)度。通過控制壓實(shí)液壓缸20的伸縮，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓實(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制。該多級(jí)插接連桿式充填液壓支架工作時(shí)，在既定位置按照上述結(jié)構(gòu)連接方式和
安裝布置好后，默認(rèn)初始狀態(tài)為液壓前、中、后立柱5、23、24升起支撐頂梁6，使頂梁 6與頂板接觸，并達(dá)到初撐力。伸縮梁1、護(hù)幫板2、抬底座液壓缸31、壓實(shí)液壓缸20均處于收回狀態(tài)；推移液壓缸26、調(diào)高液壓缸17、后刮板伸縮液壓缸33處于伸出狀態(tài)，使壓實(shí)機(jī)構(gòu)處于最低位置且水平放置。充填刮板運(yùn)輸機(jī)11移至后頂梁最后端，將其運(yùn)行后開始進(jìn)行物料的充填；同時(shí)，工作面開始進(jìn)行常規(guī)采煤生產(chǎn)。當(dāng)充填物料運(yùn)送到支架后部時(shí)，打開充填刮板運(yùn)輸機(jī)11底部的漏矸孔，使充填物料落到后頂梁9掩護(hù)下的采空區(qū)空間內(nèi)，開啟噴霧裝置，使充填物料濕潤，并有一定得黏度，當(dāng)充填物料達(dá)到一定數(shù)量后，開啟壓實(shí)機(jī)構(gòu)，通過鏟 板21對(duì)充填物料進(jìn)行擠壓，適時(shí)的調(diào)整調(diào)高液壓缸17的行程，控制壓實(shí)機(jī)構(gòu)的高度和方向；隨著充填物料的不斷增加，壓實(shí)機(jī)構(gòu)不斷地?cái)D壓，在支架后部的采空區(qū)內(nèi)逐漸形成了一道具有一定強(qiáng)度和密實(shí)性的充填墻體。隨著工作面采煤工作的不斷推進(jìn)，支架的前移，支架后部充填墻體也就不斷增厚；隨著時(shí)間的推移，墻體的強(qiáng)度也不斷增加，這樣就達(dá)到了充實(shí)采空區(qū)，從而控制煤層上方巖石層下沉的目的。
權(quán)利要求1.一種多級(jí)插接連桿式充填液壓支架，包括底座，前梁，頂梁，后頂梁，柱頂分別與所述頂梁和后頂梁鉸接、缸底通過壓板與所述底座鉸接的液壓前、中、后立柱，組裝在所述底座中間的推移液壓缸、抬底座液壓缸和前推桿，其特征在于所述頂梁的中部設(shè)置具有兩級(jí)行程的多級(jí)插接連桿式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)桿箱、二級(jí)導(dǎo)向套和所述底座上凸起的導(dǎo)套組成，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的帶有滑道的矩形所述導(dǎo)桿箱的頂端與所述頂梁的中部鉸接，所述導(dǎo)桿箱的另一端插入所述二級(jí)導(dǎo)向套內(nèi)，并一同插到所述底座上凸起的導(dǎo)套內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多級(jí)插接連桿式充填液壓支架，其特征在于所述二級(jí)導(dǎo)向套與所述底座上凸起的導(dǎo)套之間設(shè)置限位塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述多級(jí)插接連桿式充填液壓支架，其特征在于組裝在所述后頂梁的滑道內(nèi)的吊掛機(jī)構(gòu)懸掛一個(gè)通過后刮板伸縮液壓缸來控制的充填刮板運(yùn)輸機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述多級(jí)插接連桿式充填液壓支架，其特征在于在所述底座的后部兩側(cè)分別設(shè)置由鏟板、壓實(shí)機(jī)構(gòu)二級(jí)導(dǎo)向套和壓實(shí)機(jī)構(gòu)一級(jí)箱體組成的通過壓實(shí)液壓缸控制的壓實(shí)機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述多級(jí)插接連桿式充填液壓支架，其特征在于在所述壓實(shí)機(jī)構(gòu)一級(jí)箱體的上面設(shè)有耳板，并與調(diào)高液壓缸的一端鉸接，所述調(diào)高液壓缸的另一端與所述底座上凸起的導(dǎo)套上的耳板鉸接。
專利摘要一種多級(jí)插接連桿式充填液壓支架，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的對(duì)矸石等固體顆粒進(jìn)行高效架后采空區(qū)充填所存在的各種問題，它包括底座，前梁，頂梁，后頂梁，液壓前、中、后立柱，組裝在底座中間的推移液壓缸、抬底座液壓缸和前推桿，其技術(shù)要點(diǎn)是頂梁的中部設(shè)置具有兩級(jí)行程的多級(jí)插接連桿式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)桿箱、二級(jí)導(dǎo)向套和底座上凸起的導(dǎo)套組成，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的帶有滑道的矩形導(dǎo)桿箱的頂端與頂梁的中部鉸接，導(dǎo)桿箱的另一端插入二級(jí)導(dǎo)向套內(nèi)，并一同插到底座上凸起的導(dǎo)套內(nèi)。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，設(shè)備整體空間占用小，支護(hù)面積和調(diào)高范圍大，機(jī)構(gòu)調(diào)整靈活，便于操作和維護(hù)，適合于多臺(tái)設(shè)備協(xié)同使用，進(jìn)行整個(gè)工作面的充填輔助作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)E21F15/06GK201982127SQ20112006192
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者曹偉, 曹樹祥, 王新亞, 胡獻(xiàn)民, 邱洋 申請(qǐng)人:沈陽天安礦山機(jī)械科技有限公司