專利名稱：一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及液壓支柱，尤其是一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱。
背景技術：
沖擊地壓(也稱礦震或巖爆)是煤礦重大災害之一，是因采礦而誘發(fā)的一種巨大彈性能量的瞬間集中釋放。沖擊地壓發(fā)生的一瞬間釋放的巨大彈性能量，可以嚴重破壞運輸、通風巷道和采煤工作面，造成頂板瞬間下沉和底板瞬間臌起，大面積顛覆生產設備，破壞支架，還可以引起瓦斯涌出，甚至瓦斯爆炸等事故，并造成人員傷亡。據統(tǒng)計，目前我國具有沖擊地壓的煤礦已經達到一百多家。目前，國內外防治沖擊地壓災害的方法主要分為三種類型一為區(qū)域防范措施，主要有合理開采布局、煤層注水、開采保護層等；二為卸壓措施，主要有鉆孔卸壓、爆破卸壓、 水力壓裂等；三為支護措施，選用高工作阻力的液壓支架支護，以加強沖擊地壓工作面上下順槽超前支護的安全性。在液壓支架系統(tǒng)中，液壓支柱是液壓支架的主要支撐動力源。圖I為傳統(tǒng)的液壓支架系統(tǒng)中的液壓支柱結構示意圖，如圖I所示。液壓支柱包括活柱、缸體和安全閥；活柱置于缸體內，安全閥置于缸體外側。液壓支架系統(tǒng)中使用的液壓支柱具有一定的承受靜載荷的能力，在載荷超過工作阻力時能夠通過支柱安全閥泄液的方式達到支架讓位的目的，但即使選用最大流量的安全閥泄液最快也得需要幾秒或更長的時間。然而沖擊地壓發(fā)生過程是一個瞬間的動力過程，而現(xiàn)有的液壓支柱均不具有承受動載荷的能力。同時，沖擊地壓為瞬間發(fā)生的一種巨大動力現(xiàn)象。根據微震監(jiān)測數據統(tǒng)計分析，沖擊發(fā)生的時間僅為0.01 0. I秒。而現(xiàn)有的液壓支柱安全閥的泄壓時間是以分鐘為計量單位，遠遠達不到防沖讓位時間的要求。因此，沖擊地壓發(fā)生時釋放的大量沖擊能量作用于液壓支架系統(tǒng)，往往使液壓支柱失效、彎曲、變形，甚至斷裂。使液壓支架系統(tǒng)嚴重損壞，由于支護被破壞，從而直接導致巷道變形破壞，沖擊地壓造成的后果，不僅給井下作業(yè)人員帶來傷亡的危險，而且巷道恢復工作也十分困難，因此，沖擊地壓發(fā)生后所帶來的人員安全事故和經濟損失都是非常嚴重的。
實用新型內容為了克服上述缺陷，本實用新型提供一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱，該設備既保留了現(xiàn)有液壓支柱具有剛性支護的優(yōu)點，又從根本上消除了現(xiàn)有液壓支柱不能瞬間讓位的缺陷。為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型提出一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱，包括液壓單體支柱；其特征在于，還包括吸能過渡段、吸能防沖讓位構件和活動柱底；所述吸能防沖讓位構件置于所述活動柱底內，所述吸能過渡段的一端套置于所述活動柱底的一端內，所述吸能過渡段的另一端嵌入所述液壓單體支柱內。更優(yōu)選地，所述液壓單體支柱包括活柱、缸體和安全閥；所述活柱置于所述缸體內，所述安全閥置于所述缸體外側。[0007]更優(yōu)選地，所述吸能防沖讓位構件的中軸線與所述液壓單體支柱的中軸線重合。更優(yōu)選地，所述吸能防沖讓位構件包括多個節(jié)，每一節(jié)包括多條邊和兩個多邊形，所述多條邊均垂直于兩個多邊形所處的面，并把兩個多邊形相連，所述多邊形包括凸折紋和凹折紋，所述凹折紋和所述凸折紋按照一定的夾角相連。更優(yōu)選地，所述吸能防沖讓位構件內置有筋板。本實用新型的優(yōu)點在于，在保持現(xiàn)有的液壓支柱“剛性支護”優(yōu)點的同時，使其具有足夠的承受靜載荷的能力，并在液壓支柱結構中設計了高速吸能讓位防沖構件，使本實用新型液壓支柱又具備了“柔性支護”的吸能特性，使液壓支柱本體同時具有足夠的承受沖擊載荷和靜載荷的應變能力特性，具有高工作阻力和快速吸能讓位雙重功能。在不發(fā)生沖擊地壓的工況條件下，本液壓支柱具有足夠的支護強度，能夠承受很高的礦山壓力；在發(fā)生沖擊地壓的工況條件下，吸能式防沖構件可以快速吸收大量的沖擊能量，實現(xiàn)快速吸能讓位的防沖功能，從而保護液壓支架系統(tǒng)整體不被損壞，可以有效防止巷道圍巖被破壞，切實保障井下作業(yè)人員的人身安全，大大縮短沖擊地壓發(fā)生后恢復生產的時間。 本技術方案的核心構件是吸能式防沖構件。該構件采用高速吸能讓位材料制造。該構件在靜載作用下具有足夠的強度，在不發(fā)生沖擊地壓時不降低液壓支架系統(tǒng)整體的承載能力。一旦發(fā)生沖擊地壓，該構件在沖擊載荷作用下可以高速吸能讓位，瞬間內吸收大部分沖擊能量，從而保護液壓支柱及液壓支架系統(tǒng)整體不被破壞，為采煤工人創(chuàng)造一個安全可靠的工作環(huán)境。
圖I為傳統(tǒng)的液壓支架系統(tǒng)中的液壓支柱結構示意圖；圖2為本實用新型的一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱結構示意圖；圖3為本實用新型的一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱中吸能式防沖構件的主視圖；圖4為本實用新型的一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱中吸能式防沖構件的展開圖。附圖標記I、活柱，2、缸體，3、安全閥，4、吸能過渡段，5、吸能防沖讓位構件，6、活動柱底，7、液壓單體支柱，51、邊，52、夾角，53、凸折線，54、凹折線。
具體實施方式
以下結合附圖以及具體實施例對本實用新型作進一步的說明，但本實用新型的保護范圍并不限于此。圖2為本實用新型的一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱結構示意圖。如圖2所示，該防沖讓位液壓支柱由活柱I、缸體2、安全閥3、吸能過渡段4、吸能防沖讓位構件5、活動柱底6組成一個整體。其中，吸能防沖讓位構件5置于活動柱底6內，吸能過渡段4的一端套置于活動柱底6的一端內，吸能過渡段4的另一端嵌入液壓單體支柱7內?；钪鵌置于缸體2內，安全閥3置于缸體2外側。液壓單體支柱7設有的吸能防沖讓位構件5是不可或缺的一個主要構件。吸能防沖讓位構件5可以設置在液壓單體支柱7的上部，也可以設置在液壓單體支柱7的底部。吸能防沖構件5與液壓單體支柱7既可以設計為一個整體，也可以設計為一個與支柱軸線受力一致的組合件。用于液壓支架系統(tǒng)的吸能防沖讓位液壓支柱裝配工藝是首先將活柱I、缸體2、安全閥3和吸能過渡段4組裝為一體，然后將吸能防沖構件5裝入活動柱底6內，再將活動柱底6與吸能過渡段4套裝在一起，以保證吸能式防沖構件5的軸線與液壓支柱的軸線重合，然后將液壓支柱的兩個端頭分別安裝于液壓支架系統(tǒng)的支撐頂梁柱窩內和支架底座的柱窩內。液壓支架系統(tǒng)整體安裝完畢，最后將液壓支柱注液直至達到對頂板的支護初撐力，使液壓支架系統(tǒng)整體與巷道圍巖形成穩(wěn)固的支撐狀態(tài)。在開采過程中，當巷道圍巖壓力低于防沖液壓支柱的工作阻力時，防沖液壓支柱與液壓支架整體處于正常工作狀態(tài)；當巷道圍巖壓力超過防沖液壓支柱的工作阻力的10%時，安全閥開啟，實現(xiàn)靜載工況下的讓位功能；當沖擊地壓發(fā)生時，吸能防沖構件5被瞬間壓潰收縮，同時快速吸收絕大部分沖擊能量，由于壓潰收縮而實現(xiàn)讓位功能，其功能效 果是，既可實現(xiàn)防沖擊的目的，又可保護液壓支架系統(tǒng)不被破壞，從而防止巷道圍巖變形破壞，有效保護現(xiàn)場人員的安全。吸能防沖讓位構件5的基本結構是根據薄壁金屬管件軸向受壓所具有的良好承載能力以及壓潰時較高的吸能率這一特性，采用高強度低碳鋼板或類似的彈塑性材料，制成有特殊折紋形狀的薄壁筒狀結構，使其具有更優(yōu)越的承載與吸能特性。吸能防沖讓位構件5為多邊形薄壁筒狀結構，其高度方向上有多個節(jié)段，圖3為本實用新型提出的一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱中吸能式防沖構件的主視圖，如圖3所示。吸能防沖讓位構件5包括多個節(jié)，每一節(jié)包括多條邊51和兩個多邊形，邊51垂直于兩多邊形所處的面，并把兩個多邊形相連，多邊形包括凸折紋53和凹折紋54，凹折紋54和凸折紋53按照一定的夾角52相連；其中，吸能防沖讓位構件5的邊長、變數、節(jié)長、節(jié)數和夾角是根據吸能防沖讓位構件5軸向受壓時的承載能力及壓潰時的吸能率利用計算機建模計算得到的。本實用新型是用鋼板沿凹凸折線按相應的角度折合而成，其展開情況如圖4所示，圖4為本實用新型提出的一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱中吸能式防沖構件的展開圖。圖中實線部分為凸折線53，虛線部分為凹折線54。選用鋼板作為材料，鋼板沿凹凸折線按相應的角度折合而成。構件可以由兩對稱部分合成，也可以由四部分合成。最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制。盡管參照實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱，包括液壓單體支柱(7);其特征在于，還包括吸能過渡段(4)、吸能防沖讓位構件(5)和活動柱底(6);所述吸能防沖讓位構件(5)置于所述活動柱底(6)內，所述吸能過渡段(4)的一端套置于所述活動柱底￠)的一端內，所述吸能過渡段(4)的另一端嵌入所述液壓單體支柱(7)內。
2.根據權利要求I所述的用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱，其特征在于，所述液壓單體支柱(7)包括活柱(I)、缸體(2)和安全閥(3);所述活柱(I)置于所述缸體(2)內，所述安全閥⑶置于所述缸體⑵外側。
3.根據權利要求I或2所述的用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱，其特征在于，所述吸能防沖讓位構件(5)的中軸線與所述液壓單體支柱(7)的中軸線重合。
4.根據權利要求3所述的用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱，其特征在于，所述吸能防沖讓位構件(5)包括多個節(jié)，每一節(jié)包括多條邊和兩個多邊形，所述多條邊均垂直于兩個多邊形所處的面，并把兩個多邊形相連，所述多邊形包括凸折紋和凹折紋，所述凹折紋和所述凸折紋按照一定的夾角相連。
5.根據權利要求4所述的用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱，其特征在于，所述吸能防沖讓位構件(5)內置有筋板。
專利摘要本實用新型公開了一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱，包括液壓單體支柱(7)；其特征在于，還包括吸能過渡段(4)、吸能防沖讓位構件(5)和活動柱底(6)；所述吸能防沖讓位構件(5)置于所述活動柱底(6)內，所述吸能過渡段(4)的一端套置于所述活動柱底(6)的一端內，所述吸能過渡段(4)的另一端嵌入所述液壓單體支柱(7)內。
文檔編號E21D15/44GK202531197SQ20122012419
公開日2012年11月14日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權日2012年3月28日
發(fā)明者徐興強, 李忠華, 潘一山, 王洪英, 陳志才 申請人:北京誠田恒業(yè)煤礦設備有限公司, 遼寧工程技術大學