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(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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(shù)：
沖擊地壓(也稱礦震或巖爆)是煤礦重大災(zāi)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(yán)重破壞運(yùn)輸、通風(fēng)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(chǎn)設(shè)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(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)具有沖擊地壓的煤礦已經(jīng)達(dá)到一百多家。目前，國(guó)內(nèi)外防治沖擊地壓災(zāi)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(hù)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(hù)措施，選用高工作阻力的液壓支架支護(hù)，以加強(qiáng)沖擊地壓工作面上下順槽超前支護(hù)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(dòng)力源。圖I為傳統(tǒng)的液壓支架系統(tǒng)中的液壓支柱結(jié)構(gòu)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(nèi)，安全閥置于缸體外側(cè)。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(shí)能夠通過支柱安全閥泄液的方式達(dá)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(zhǎng)的時(shí)間。然而沖擊地壓發(fā)生過程是一個(gè)瞬間的動(dòng)力過程，而現(xiàn)有的液壓支柱均不具有承受動(dòng)載荷的能力。同時(shí)，沖擊地壓為瞬間發(fā)生的一種巨大動(dòng)力現(xiàn)象。根據(jù)微震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，沖擊發(fā)生的時(shí)間僅為0.01 0. I秒。而現(xiàn)有的液壓支柱安全閥的泄壓時(shí)間是以分鐘為計(jì)量單位，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到防沖讓位時(shí)間的要求。因此，沖擊地壓發(fā)生時(shí)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(yán)重?fù)p壞，由于支護(hù)被破壞，從而直接導(dǎo)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(xiǎn)，而且巷道恢復(fù)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(jīng)濟(jì)損失都是非常嚴(yán)重的。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱，該設(shè)備既保留了現(xiàn)有液壓支柱具有剛性支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)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?jiǎn)误w支柱；其特征在于，還包括吸能過渡段、吸能防沖讓位構(gòu)件和活動(dòng)柱底；所述吸能防沖讓位構(gòu)件置于所述活動(dòng)柱底內(nèi)，所述吸能過渡段的一端套置于所述活動(dòng)柱底的一端內(nèi)，所述吸能過渡段的另一端嵌入所述液壓?jiǎn)误w支柱內(nèi)。更優(yōu)選地，所述液壓?jiǎn)误w支柱包括活柱、缸體和安全閥；所述活柱置于所述缸體內(nèi)，所述安全閥置于所述缸體外側(cè)。[0007]更優(yōu)選地，所述吸能防沖讓位構(gòu)件的中軸線與所述液壓?jiǎn)误w支柱的中軸線重合。更優(yōu)選地，所述吸能防沖讓位構(gòu)件包括多個(gè)節(jié)，每一節(jié)包括多條邊和兩個(gè)多邊形，所述多條邊均垂直于兩個(gè)多邊形所處的面，并把兩個(gè)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(gòu)件內(nèi)置有筋板。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，在保持現(xiàn)有的液壓支柱“剛性支護(hù)”優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，使其具有足夠的承受靜載荷的能力，并在液壓支柱結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)了高速吸能讓位防沖構(gòu)件，使本實(shí)用新型液壓支柱又具備了“柔性支護(hù)”的吸能特性，使液壓支柱本體同時(shí)具有足夠的承受沖擊載荷和靜載荷的應(yīng)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(hù)強(qiáng)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(gòu)件可以快速吸收大量的沖擊能量，實(shí)現(xiàn)快速吸能讓位的防沖功能，從而保護(hù)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(shí)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(fù)生產(chǎn)的時(shí)間。 本技術(shù)方案的核心構(gòu)件是吸能式防沖構(gòu)件。該構(gòu)件采用高速吸能讓位材料制造。該構(gòu)件在靜載作用下具有足夠的強(qiáng)度，在不發(fā)生沖擊地壓時(shí)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(gòu)件在沖擊載荷作用下可以高速吸能讓位，瞬間內(nèi)吸收大部分沖擊能量，從而保護(hù)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(gè)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(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)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(gòu)件的主視圖；圖4為本實(shí)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(gòu)件的展開圖。附圖標(biāo)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(gòu)件，6、活動(dòng)柱底，7、液壓?jiǎn)误w支柱，51、邊，52、夾角，53、凸折線，54、凹折線。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。圖2為本實(shí)用新型的一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱結(jié)構(gòu)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(gòu)件5、活動(dòng)柱底6組成一個(gè)整體。其中，吸能防沖讓位構(gòu)件5置于活動(dòng)柱底6內(nèi)，吸能過渡段4的一端套置于活動(dòng)柱底6的一端內(nèi)，吸能過渡段4的另一端嵌入液壓?jiǎn)误w支柱7內(nèi)?；钪鵌置于缸體2內(nèi)，安全閥3置于缸體2外側(cè)。液壓?jiǎn)误w支柱7設(shè)有的吸能防沖讓位構(gòu)件5是不可或缺的一個(gè)主要構(gòu)件。吸能防沖讓位構(gòu)件5可以設(shè)置在液壓?jiǎn)误w支柱7的上部，也可以設(shè)置在液壓?jiǎn)误w支柱7的底部。吸能防沖構(gòu)件5與液壓?jiǎn)误w支柱7既可以設(shè)計(jì)為一個(gè)整體，也可以設(shè)計(jì)為一個(gè)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(gòu)件5裝入活動(dòng)柱底6內(nèi)，再將活動(dòng)柱底6與吸能過渡段4套裝在一起，以保證吸能式防沖構(gòu)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(gè)端頭分別安裝于液壓支架系統(tǒng)的支撐頂梁柱窩內(nèi)和支架底座的柱窩內(nèi)。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(dá)到對(duì)頂板的支護(hù)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(dāng)巷道圍巖壓力低于防沖液壓支柱的工作阻力時(shí)，防沖液壓支柱與液壓支架整體處于正常工作狀態(tài)；當(dāng)巷道圍巖壓力超過防沖液壓支柱的工作阻力的10%時(shí)，安全閥開啟，實(shí)現(xiàn)靜載工況下的讓位功能；當(dāng)沖擊地壓發(fā)生時(shí)，吸能防沖構(gòu)件5被瞬間壓潰收縮，同時(shí)快速吸收絕大部分沖擊能量，由于壓潰收縮而實(shí)現(xiàn)讓位功能，其功能效 果是，既可實(shí)現(xiàn)防沖擊的目的，又可保護(hù)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(hù)現(xiàn)場(chǎng)人員的安全。吸能防沖讓位構(gòu)件5的基本結(jié)構(gòu)是根據(jù)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(shí)較高的吸能率這一特性，采用高強(qiáng)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(jié)構(gòu)，使其具有更優(yōu)越的承載與吸能特性。吸能防沖讓位構(gòu)件5為多邊形薄壁筒狀結(jié)構(gòu)，其高度方向上有多個(gè)節(jié)段，圖3為本實(shí)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(gòu)件的主視圖，如圖3所示。吸能防沖讓位構(gòu)件5包括多個(gè)節(jié)，每一節(jié)包括多條邊51和兩個(gè)多邊形，邊51垂直于兩多邊形所處的面，并把兩個(gè)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(gòu)件5的邊長(zhǎng)、變數(shù)、節(jié)長(zhǎng)、節(jié)數(shù)和夾角是根據(jù)吸能防沖讓位構(gòu)件5軸向受壓時(shí)的承載能力及壓潰時(shí)的吸能率利用計(jì)算機(jī)建模計(jì)算得到的。本實(shí)用新型是用鋼板沿凹凸折線按相應(yīng)的角度折合而成，其展開情況如圖4所示，圖4為本實(shí)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(gòu)件的展開圖。圖中實(shí)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(yīng)的角度折合而成。構(gòu)件可以由兩對(duì)稱部分合成，也可以由四部分合成。最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種用于液壓支架系統(tǒng)的液壓支柱，包括液壓?jiǎn)误w支柱(7);其特征在于，還包括吸能過渡段(4)、吸能防沖讓位構(gòu)件(5)和活動(dòng)柱底(6);所述吸能防沖讓位構(gòu)件(5)置于所述活動(dòng)柱底(6)內(nèi)，所述吸能過渡段(4)的一端套置于所述活動(dòng)柱底￠)的一端內(nèi)，所述吸能過渡段(4)的另一端嵌入所述液壓?jiǎn)误w支柱(7)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)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?jiǎn)误w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(nèi)，所述安全閥⑶置于所述缸體⑵外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)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(gòu)件(5)的中軸線與所述液壓?jiǎn)误w支柱(7)的中軸線重合。
4.根據(jù)權(quán)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(gòu)件(5)包括多個(gè)節(jié)，每一節(jié)包括多條邊和兩個(gè)多邊形，所述多條邊均垂直于兩個(gè)多邊形所處的面，并把兩個(gè)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(jù)權(quán)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(gòu)件(5)內(nèi)置有筋板。
專利摘要本實(shí)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?jiǎn)误w支柱(7)；其特征在于，還包括吸能過渡段(4)、吸能防沖讓位構(gòu)件(5)和活動(dòng)柱底(6)；所述吸能防沖讓位構(gòu)件(5)置于所述活動(dòng)柱底(6)內(nèi)，所述吸能過渡段(4)的一端套置于所述活動(dòng)柱底(6)的一端內(nèi)，所述吸能過渡段(4)的另一端嵌入所述液壓?jiǎn)误w支柱(7)內(nèi)。
文檔編號(hào)E21D15/44GK202531197SQ20122012419
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者徐興強(qiáng), 李忠華, 潘一山, 王洪英, 陳志才 申請(qǐng)人:北京誠(chéng)田恒業(yè)煤礦設(shè)備有限公司, 遼寧工程技術(shù)大學(xué)