專利名稱:改進型折疊式增阻金屬摩擦支柱的制作方法
本實用新型是煤礦普采工作面支護頂板用的改進型金屬摩擦支柱，按其技術(shù)性能，還可在其它非金屬礦、金屬礦、隧道、涵洞、建筑工地或其它場所用作支護設備或起重支架。
現(xiàn)有的金屬摩擦支柱類型不一，以微增阻摩擦支柱的用量最多。參見煤炭工業(yè)出版社1981年出版的《摩擦支柱和鉸接頂梁》一書。
在實際運用中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的摩擦支柱有缺欠。現(xiàn)有支柱的柱筒口朝上，容易積存煤粉而且不易清除?；钪粗悍圯^多或煤粉潮濕時，工作阻力往往達不到要求，如果鎖緊機構(gòu)失靈，活柱會自動下落，形成局部空頂；如遇頂板來壓，工作阻力有時驟然降低，使活柱迅速下滑，形成滑動降阻而導致嚴重危險。
現(xiàn)有支柱在支設時完全靠人力錘擊自鎖式鎖緊機構(gòu)的水平楔，錘擊力不易控制，有時因工作條件所限，水平楔不易打緊，以致各根支柱的工作阻力大小不等，頂板下沉量隨之加大，嚴重時可能造成頂板塌落等惡性事故。鎖緊機構(gòu)易出故障，不好維修。活柱和柱筒斷面均為方形，柱筒頂端安裝的鎖緊機構(gòu)有一面空缺，受力不均，而且主要受力部位有兩條縱長焊縫，容易開焊或變形。
單卡環(huán)和雙卡環(huán)式支柱以及英國GB1603025(1981)號專利涉及的支柱，雖然都改用圓形斷面的活柱和柱筒，但它們?nèi)允褂米枣i式鎖緊機構(gòu)，始動阻力不能隨意調(diào)節(jié)。
單體液壓支柱雖然具有初撐力高，各根支柱的工作阻力可以均勻一致，也不存在滑動降阻等優(yōu)點，但其柱筒口仍朝上，容易掉入煤粉造成磨損而漏油。它的承載能力小，超過250千牛時便自動卸載，而且不具備增阻式摩擦支柱能夠隨頂板壓力增大而增阻的優(yōu)點。這種支柱需用高壓泵升柱，造價一般相當于普通摩擦支柱造價的4～5倍。
現(xiàn)有各種類型摩擦支柱和單體液壓支柱共同的最大缺欠是放頂時工人要靠近采空區(qū)進行操作，安全無保障，回收率低；摩擦支柱有時因煤粉壓實及鎖緊機構(gòu)本身的原因，水平楔打松后活柱落不下來，難于回收，進一步降低了回收率。
本實用新型的目的，是提供一種使用和維修方便、造價低廉的金屬摩擦支柱，它的支撐穩(wěn)定，力學性能合理，不易磨損，既能提高初撐力，又能根據(jù)直接頂?shù)膲毫χ鲃诱{(diào)節(jié)始動阻力，并保持摩擦支柱增阻的優(yōu)點；在放頂時可遠距離操作，保證工人操作安全，提高支柱回收率。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型改變了各種現(xiàn)有單體支柱柱筒朝上，活柱插在柱筒中的共同特點，采用圓形斷面的柱筒，支承頂板的外柱筒筒口朝下套在內(nèi)柱筒外面，靠外柱筒在內(nèi)柱筒外上下移動來調(diào)整支柱的高度。這樣，煤粉積存問題解決，但內(nèi)外柱筒之間仍可保留使摩擦力穩(wěn)定的煤粉量。
活動的外柱筒有上下兩段，其間裝有折疊機構(gòu)。折疊機構(gòu)由分別連接在兩段外柱筒上的折疊上、下座，轉(zhuǎn)軸和鎖銷組成。上座底面上有兩塊向下伸的雙軸板，板上各有一個軸孔；下座中央有一塊向上伸的單軸板，板上也有一個軸孔。單軸板插在雙軸板之間，3個軸孔對成一個通孔，穿上轉(zhuǎn)軸并扣上轉(zhuǎn)軸對面安在支柱外側(cè)的鎖銷，將上下折疊座連接起來，外柱筒的上下兩段便被鎖定成一個整體。放頂時，回柱絞車鉤頭上的鋼絲繩撥轉(zhuǎn)鎖銷并兜翻折疊機構(gòu)，使上段外柱筒翻折過來，便于放頂和支柱的回收。
為使鎖柱力能實現(xiàn)人工控制，本實用新型采用由彈簧筒和卡瓦組成的他鎖式鎖緊機構(gòu)。外柱筒焊在彈簧筒的上口中，彈簧筒則套在內(nèi)柱筒上，調(diào)節(jié)其套合部位，支柱的總高度即可改變。彈簧筒的內(nèi)表面與內(nèi)柱筒的外表面形成等硬度或非等硬度的金屬摩擦偶，其摩擦工作面均有11000～1400(1100～150)的斜度，而且上小下大，形成微增阻(急增阻)式結(jié)構(gòu)。彈簧筒外表面與兩個半圓卡瓦的內(nèi)表面相配合，且均有1700～1200(180～120)的斜度，用以防止彈簧筒下端應力集中。兩個卡瓦的兩端各有一個鎖緊頭，對合后各用一個螺栓擰緊，達到鎖定內(nèi)外柱筒的目的。
外柱筒頂端安裝一塊圓弧面或平面的托板，以便與支柱承托的鉸接頂梁的梁體配合。
為增加支柱與底板的接觸面積，降低支柱對底板的壓強，內(nèi)柱筒下端要插在圓盤底的圍領式柱鞋中。
因為本實用新型的內(nèi)外柱筒采用圓形薄殼結(jié)構(gòu)，力學性能合理，材料強度可以充分發(fā)揮。
本實用新型的他鎖式鎖緊機構(gòu)，其鎖柱力是靠工人用專門設計的高增比扭力套管擰緊卡瓦鎖緊頭上的螺栓產(chǎn)生的。鎖柱所需的手力不超過15千克，而且施力程度可準確地顯示，這就可要求工人每次每根支柱都鎖緊到同一程度，保證摩擦力穩(wěn)定；也可根據(jù)頂板情況準確調(diào)整鎖柱力，使頂板管理工作由被動轉(zhuǎn)為主動。支柱表面如有摩損，只須將卡瓦鎖緊頭上的螺栓擰緊一些，不致影響摩擦力的穩(wěn)定性。
在鎖柱時，卡瓦前后同時夾緊且加力均勻，不會產(chǎn)生附加彎矩。由于鎖緊機構(gòu)采用彈簧筒套在內(nèi)柱筒外的連接方式，鎖柱時內(nèi)柱筒的中心線不致對外柱筒的中心線產(chǎn)生偏移，兩柱筒的中心線直，受力中心重合，初折線角只限于各段柱筒不同心度的允差范圍和折疊轉(zhuǎn)軸與軸孔的余隙范圍以內(nèi)。因此，本實用新型的抗彎力矩可以提高。
彈簧筒的摩擦面的分子機理屬于彈性變形的范圍，而且它與內(nèi)柱筒都用高強度鋼材制作成等硬度或非等硬度摩擦偶，在很大程度上避免了塑性變形以及因冷焊、拉溝或結(jié)瘤所造成的擦傷。
本實用新型保持了微增阻摩擦支柱的優(yōu)點，老頂自然下沉時，外柱筒隨之下縮而工作阻力隨之逐步增加。在大面積頂板來壓時，這對保護頂板十分有利。
由于本實用新型采用了折疊機構(gòu)，放頂工人站在安全地帶操作，整套支護設備可迅速被拖出空頂區(qū)，不但保證工人安全生產(chǎn)，而且還大大提高支柱和整套支護設備的回收率。如在回柱絞車鉤頭上多拴幾套鋼絲繩，還可實現(xiàn)連續(xù)回柱，放頂速度加快。
由于圍領式柱鞋的面積超過了抗下沉常數(shù)(250cm2)，適于在軟底板或分層采煤工作面使用。這種柱鞋可根據(jù)工作面的傾斜度來調(diào)整迎山角度，而且增大了支撐面積，因而提高了支護穩(wěn)定性。
本實用新型的零件較少，維修量小，使用壽命長，操作方便，造價低廉。由于這種支柱的極限承載能力可達650千牛，在同一面積的頂板下支設時，這種支柱可加大柱距(達900mm)，與現(xiàn)有金屬摩擦支柱及單體液壓支柱相比，可減少支柱數(shù)目達1／3，從而節(jié)約投資和勞動力。
現(xiàn)結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的實施例。
附圖1本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2卡瓦。
附圖3彈簧筒。
附圖4彈簧筒剖視圖。
附圖5上折疊座。
附圖6上折疊座剖視圖。
附圖7下折疊座。
附圖8下折疊座剖視圖。
內(nèi)外柱筒都用硅錳鋼無縫管制作。上段外柱筒(7)的頂端裝一個45＃鋼鑄造的圓弧面托板(6)，用以承托與支柱配套的雙拱型鉸接頂梁；下端與硅錳鋼上折疊座(5)焊接起來。硅錳鋼下折疊座(3)焊在下段外柱筒頂部。上、下折疊座對合，硅錳鋼轉(zhuǎn)軸(4)穿過軸板上的軸孔將兩個折疊座連在一起。轉(zhuǎn)軸(4)對面有一個45＃鋼鎖銷(8)，將外柱筒的上下兩段鎖定在一起。
下段外柱筒(2)的下端焊在錳礬鋼旋壓的彈簧筒(11)的上口中，彈簧筒(11)外面套著兩塊錳礬鋼卡瓦(1)。彈簧筒套在內(nèi)柱筒(13)外面，并可上下移動，以調(diào)整套合部位。用硅錳鋼螺栓(12)擰緊卡瓦(1)，內(nèi)外柱筒即連成一體。內(nèi)柱筒(13)的下端插入硅錳鋼鍛造的圍領式柱鞋(14)中，整套支柱即裝配好。
支設時，先將與支柱配套的同步升柱器掛在圍領式柱鞋上，其托板托住卡瓦(1)的兩個鎖緊頭往上抬升，使鉸接頂梁及背板頂住頂板并產(chǎn)生適當?shù)?0～80千牛)的初撐力。再根據(jù)直接頂板的載荷情況用高增比扭力套管擰緊鎖緊頭上的螺栓，使之達到所需的鎖柱力，保證支柱獲得所需的始動阻力(0～300千牛)。撤出同步升柱器，支設工作即告完成。
放頂回柱時，事先統(tǒng)一取下鉸接頂梁上的銷子，然后拉過回柱絞車的鉤頭，將上面所拴的一根較短的鋼絲繩端頭的鑰匙插入鎖銷頭(9)的孔中，將鉤頭上另一根較長的鋼絲繩穿過耳子孔(10)上所安的一對前后耳子，緊貼下折疊座(3)下面兜住支柱。再按同一方式套一根人拉的鋼絲繩，由站在安全地帶的回柱工拉住繩頭。然后開動絞車牽引。短鋼絲繩先撥轉(zhuǎn)鎖銷頭(9)，長鋼絲繩兜翻折疊機構(gòu)，上段外柱筒(7)翻折過來。這時回柱工猛力一拉手中的鋼絲繩可把整套支護設備拖出采空區(qū)。
權(quán)利要求
1.一種折疊式增阻金屬摩擦支柱，其特征是由圓管形內(nèi)、外柱筒，折疊機構(gòu)和鎖緊機構(gòu)等組成；套在內(nèi)柱筒外面且口朝下的外柱筒分上下兩段，兩段之間裝有折疊機構(gòu)，使之可以折疊；上段外柱筒的頂端裝一塊托板，下段外柱筒通過他鎖式鎖緊機構(gòu)套在內(nèi)柱筒上，且可在一定范圍內(nèi)改變套合部位。
2.如權(quán)利要求
1所述的金屬摩擦支柱，其特征是折疊機構(gòu)由折疊座、轉(zhuǎn)軸和鎖銷組成；分別連在上段外柱筒和下段外柱筒上面的上、下折疊座，用轉(zhuǎn)軸連在一起并用鎖銷鎖定。
3.如權(quán)利要求
1所述的金屬摩擦支柱，其特征是鎖緊機構(gòu)由與下段外柱筒相焊接的彈簧筒和卡瓦組成；彈簧筒套在內(nèi)柱筒外面，構(gòu)成等硬度金屬摩擦偶，兩個摩擦面均有11000～1400的斜度，上面小，下面大；彈簧筒外表面與卡瓦內(nèi)表面相配合，且均有1700～1200的斜度，上面小、下面大；用螺栓將彈簧筒外面的卡瓦鎖緊，即形成他鎖式鎖緊機構(gòu)。
4.如權(quán)利要求
1、3所述的金屬摩擦支柱，其特征是彈簧筒與內(nèi)柱筒的摩擦工作面均有1100～150的斜度，上面小，下面大；彈簧筒外表面與卡瓦內(nèi)表面相配合，且均有180～120的斜度，上面小，下面大。
5.如權(quán)利要求
3、4所述的金屬摩擦支柱，其特征是鎖緊機構(gòu)的彈簧筒內(nèi)表面與內(nèi)柱筒外表面的硬度不同，構(gòu)成非等硬度的金屬摩擦偶。
6.如權(quán)利要求
1所述的金屬摩擦支柱，其特征是上段外柱筒頂端裝有與鉸接頂梁配套的圓弧面或平面的托板。
7.如權(quán)利要求
1所述的金屬摩擦支柱，其特征是內(nèi)柱筒下端的球形密封口與圍領式柱鞋配合。
8.如權(quán)利要求
1所述的金屬摩擦支柱，其特征是內(nèi)柱筒下端密封口是平面。
專利摘要
本實用新型是一種改進型可折疊的增阻式金屬摩擦支柱，其主要組成部件有外柱筒、內(nèi)柱筒、鎖緊機構(gòu)和折疊機構(gòu)。外柱筒筒口朝下，套在內(nèi)柱筒上。外柱筒分為上下兩段，通過折疊機構(gòu)連在一起。鎖緊機構(gòu)的鎖柱力可實現(xiàn)人工控制。這種支柱具有重量輕、零件少、造價低，操作安全、方便，承載能力大而且可以調(diào)整等特點，適于在煤礦普采工作面及其它類似場合作支護設備使用。
文檔編號E21D15/00GK87208216SQ87208216
公開日1987年12月31日 申請日期1987年5月22日
發(fā)明者周光淦 申請人:周光淦導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan