全自动临时支架.pdf

本实用新型的全自动临时支架通过顶梁、支柱和平衡机构的铰接形成架棚结构，使支护更加安全可靠。全自动临时支架一般由前后布置的两组以上由顶梁、支柱组成的棚式结构组成，通过桁架式推移机构，有机地联系在一起。前后架棚互为支点实现自动前移。桁架式推移机构既实现支柱缸体部分的空间定位，同时通过一个铰接点的上下位移实现支架的前移。支架立柱的双向伸缩解决了架棚结构的同时低头和抬腿。整体结构在液压动力的作用下实现了自移。在支架前端设置一个自动铺网装置，掘进时网臂收回到顶板位置，打眼时网臂伸出到煤臂位置。全自动临时支架特点是：安全可靠，省时省力，可以大大提高生产效率。

权利要求书
1.  一种全自动临时支架，其特征在于：包括位于前排的两根具有双向伸缩功能的前立柱（4）和位于后排的两根具有双向伸缩功能的后立柱（5），所述两根前立柱（4）的顶端共同支撑横向的前顶梁（1），所述两根后立柱（5）的顶端共同支撑横向的后顶梁（2），所述前顶梁（1）上纵向固定连接有挑梁（3），所述挑梁（3）的前端铰接安装有网臂（6），所述网臂（6）上通过网轴安装有网卷（7）；所述前立柱（4）和后立柱（5）的上部均安装有滑套（10），所述前立柱（4）或者后立柱（5）的上部安装有推移油缸（8），所述推移油缸（8）的缸体底部与前立柱（4）或者后立柱（5）固定连接、其活塞杆端部与滑套（10）固定连接；位于同侧的前、后立柱（4、5）上部之间安装有伸缩连杆机构（9），所述伸缩连杆机构（9）后端下部连接点与后立柱（5）铰接、其后端上部连接点与位于同一后立柱（5）上的滑套（10）铰接，所述伸缩连杆机构（10）前端下部连接点与前立柱（4）铰接、其前端上部连接点与位于同一前立柱（4）上的滑套（10）铰接。

2.  根据权利要求1所述的全自动临时支架，其特征在于：所述前立柱（4）和后立柱（5）均通过上油缸支柱（41）和下油缸支柱（51）纵向连接构成。

3.  根据权利要求2所述的全自动临时支架，其特征在于：位于前排的两个上油缸支柱（41）的顶端共同铰接支撑横向的前顶梁（1），位于后排的两个上油缸支柱（41）的顶端共同铰接支撑横向的后顶梁（2），所述前顶梁（1）的两端分别安装用于连接上油缸支柱（1）的平衡千斤（11），所述后顶梁（2）的两端分别安装用于连接上油缸支柱（41）的平衡千斤（11）。

4.  根据权利要求1或2或3所述的全自动临时支架，其特征在于：所述前顶梁（1）上平行安装有四根挑梁（3），位于左右两侧的挑梁（3）前端部分别铰接安装有左、右网臂（61、62），所述左、右网臂（61、62）上分别通过网轴对称安装有左、右网卷（71、72），位于中间的两根挑梁（3）前端部分别铰接安装有中间网臂（63），两根中间网臂（63）之间通过网轴安装有中间网卷（73）；所述中间网卷（73）位于左、右网卷（71、72）的上方或者下方；网卷铺设后，中间网的两侧与左、右网的内侧均搭接。

5.  根据权利要求4所述的全自动临时支架，其特征在于：所述前顶梁（1）和后定梁（2）根据巷道的顶板断面形状设计成相应的形状。

6.  根据权利要求5所述的全自动临时支架，其特征在于：所述网卷（7）为金属经纬网、柔性网或菱形网。

7.  根据权利要求6所述的全自动临时支架，其特征在于：所述网臂（6）通过油缸驱动其绕挑梁（3）前端部铰接点摆动。

8.  根据权利要求7所述的全自动临时支架，其特征在于：所述前立柱（4）和后立柱（5）之间的排距为900～1100mm。

9.  根据权利要求8所述的全自动临时支架，其特征在于：支护强度为280～600KN/架棚。

说明书全自动临时支架
技术领域
本实用新型涉及煤炭开采行业的支护设备，具体为一种应用于巷道内的全自动临时支架。
背景技术
在煤矿生产中，安全问题是一个重要课题，顶板事故是煤矿五大灾害之一，尤其是来自巷道掘进过程中空顶阶段的顶板伤亡事故时有发生。因而，国家安全机关和煤矿企业对巷道掘进的临时支护非常重视，并制定了一系列的管理制度和安全措施。
传统的临时支护，通常是以数根单体液压支柱或金属摩擦支柱配合木帽柱来实现。使用时支设，使用完后拆掉，再此使用时重新支设，费时费力，增加生产成本，严重影响生产效率。
传统的临时支护存在以下不利因素：1、安装和拆除都比较费时费力，很容易造成工人偷工减料，支护不到位而发生事故；2、随着巷道断面的不断增大，巷道高度也越来越大，单体液压支柱或金属摩擦支柱的规格受到限制，即便有匹配的规格，其重量也很大，给工人操作带来极大不便；3、无论单体液压支柱，还是金属摩擦支柱，都存在自降倾倒的危险性；4、支护不及时，在支设临时支护的过程中发生冒顶事故的情况也时有发生。
最近，市场上出现了机载式巷道临时支护产品，但其有一定的局限性。一是只能配合掘进机应用，要求操作技术高；二是，护顶面积不充分，两帮附近空顶面积较大，容易塌顶。
所以，解决巷道临时支护的自动化问题就成了管理好巷道临时支护环节安全问题的关键。
发明内容                                                  
本实用新型为了解决上述问题，提供了一种全自动临时支架，沿巷道宽度护顶并实现自移，并且在支架自移过程中实现自动铺网，可以不用拆卸重复使用。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：
一种全自动临时支架，包括位于前排的两根具有双向伸缩功能的前立柱和位于后排的两根具有双向伸缩功能的后立柱，所述两根前立柱的顶端共同支撑横向的前顶梁，所述两根后立柱的顶端共同支撑横向的后顶梁，所述前顶梁上纵向固定连接有挑梁，所述挑梁的前端铰接安装有网臂，所述网臂上通过网轴安装有网卷；所述前立柱和后立柱的上部均安装有滑套，所述前立柱或者后立柱的上部安装有推移油缸，所述推移油缸的缸体底部与前立柱或者后立柱固定连接、其活塞杆端部与滑套固定连接；位于同侧的前、后立柱上部之间安装有伸缩连杆机构，所述伸缩连杆机构后端下部连接点与后立柱铰接、其后端上部连接点与位于同一后立柱上的滑套铰接，所述伸缩连杆机构前端下部连接点与前立柱铰接、其前端上部连接点与位于同一前立柱上的滑套铰接。
工作时，前顶梁和后顶梁通过前后排立柱设置于巷道中，构成前后两排支架。推移机构由一组铰接的连杆和一个推移油缸组成，两组推移机构分布于临时支架的两侧。当推移油缸伸缩时，桁架（伸缩连杆机构）保持在一定高度上，从而使前排支柱处于一定水平位置不受后排支柱伸缩的影响。随着推移油缸的伸缩带动桁架的一个支点上下位移，实现支架前移的目的。掘进前，前后排支架处于最小间距状态，当掘进进度够一排距离后，首先升紧后排立柱撑紧顶板，双向收缩前立柱，达到理想高度后，操作推移油缸使活塞杆缩回，连杆机构伸长，推移前排支架向前移动达到需要的排距停止，然后升起前立柱撑紧顶板。其后双向收缩后立柱，当后立柱达到理想状态后，伸出推移油缸活塞杆，连杆机构收缩，使后排支架前移达到一个排距，最后升起后立柱，撑紧顶板。这样就完成一个循环。在临时支架前移的过程中，自动将网卷展开完成在顶板的铺网工序。网卷通过转动轴架设在网臂上，再通过挑梁与顶板接触，支架后方的网通过锚杆或锚索固定在了顶板上，当支架前移时网卷自行转动将网铺在顶板上。网臂是可以摆动的，打眼时网臂贴住煤臂起到护帮作用，掘进时又能将网卷收回到顶板位置不影响掘进割煤。
优选的，为了利于前后立柱的双向伸缩，所述前立柱和后立柱均通过上油缸支柱和下油缸支柱纵向连接构成，这样立柱由上下活柱构成，实现双向伸缩功能，避免了行走过程中来自顶板和底板两个方向的阻力。
全自动临时支架利用顶梁与立柱的铰接装置，配合平衡千斤，实现了临时支护的棚式结构；同时利用顶梁与立柱之间的平衡千斤实现行走过程的调向。具体结构为，位于前排的两个上油缸支柱的顶端共同铰接支撑横向的前顶梁，位于后排的两个上油缸支柱的顶端共同铰接支撑横向的后顶梁，所述前顶梁的两端分别安装用于连接上油缸支柱的平衡千斤，所述后顶梁的两端分别安装用于连接上油缸支柱的平衡千斤。平衡千斤用来稳定前后立柱，平衡千斤还可以驱使前后排立柱的左右摆动实现调向（转向）功能。
本实用新型与现有技术相比具有的有益效果如下：
1、自移行走，不用拆卸，省时省力，生产效率提高。
2、巷道宽度护顶，护顶面积大，支柱与顶梁铰接，稳定性好防倾倒，更加安全、可靠。
3、用于机掘巷道，在对支柱的活柱部分保护措施到位的情况下也可应用于炮掘巷道，适应范围更广。
4、工作不受掘进机械工作的影响，支护更及时，防止顶板离层效果更优。
5、现自动铺网，生产效率更高。
本实用新型设计合理，全自动临时支架利用顶梁与立柱的铰接装置，配合平衡千斤，实现了临时支护由帽柱支护形式变为棚式支护形式，同时利用顶梁与立柱之间的平衡千斤实现行走过程的调向；利用立柱的双向伸缩功能，立柱同时实现低头与抬腿动作，解决了行走过程中来自顶板和底板两个方向的阻力；利用每侧一组连杆和推移油缸组成的推移机构，利用桁架结构将支柱缸体在空间一定高度上定位，同时实现了立柱的空间定位和前后排支架互为支点，通过推移油缸的伸缩实现自行前移。其主要特点有：支护面积广，与传统的棚式支护相同；适应巷道高度和宽度范围大；通过液压控制系统实现自动前移；省时省力又安全可靠；同时适用于机掘和炮掘巷道；可实现多排距支护循环，节约工时，提高单进水平；推移过程中还可以自动铺网，效率更高。
附图说明
图1是本实用新型的侧视图，反映了全自动临时支架在巷道纵向的结构特征。
图2是本实用新型的正视图，反映了全自动临时支架在巷道横断面上的结构特征。
图中，1-前顶梁，2-后顶梁，3-挑梁，4-前立柱，5-后立柱，6-网臂，7-网卷，8-推移油缸，9-伸缩连杆机构，10-滑套，11-平衡千斤，41-上油缸支柱，51-下油缸支柱，61-左网臂，62-右网臂，63-中间网臂，71-左网卷，72-右网卷，73-中间网卷。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。
一种全自动临时支架，如图1、2所示，包括位于前排的两根具有双向伸缩功能的前立柱4和位于后排的两根具有双向伸缩功能的后立柱5，所述前立柱4和后立柱5均通过上油缸支柱41和下油缸支柱51纵向连接构成。上油缸支柱控制顶梁与顶板接触，支撑力的大小可根据用户要求而定，一般设计为200～300KN；下油缸支柱设计成由活塞体内供液，以保护活塞，尽量避免活塞与其它物体碰撞与摩擦，提高设备适应性。位于前排的两个上油缸支柱41的顶端共同铰接支撑横向的前顶梁1，构成前排支架；位于后排的两个上油缸支柱41的顶端共同铰接支撑横向的后顶梁2，构成后排支架；一般在巷道中前后布置两排支架，必要时也可以根据用户需要增加。顶梁材料可采用矿用工字钢，顶梁下方的两端分别焊接固定两个用来连接立柱和平衡千斤。顶梁长度根据巷道宽度的实际需要而定。另外，顶梁还可以根据巷道断面形状设计成相应的形状，如拱形等。所述前顶梁1的两端分别安装用于连接上油缸支柱1的平衡千斤11，所述后顶梁2的两端分别安装用于连接上油缸支柱41的平衡千斤11；利用顶梁与立柱的铰接，配合平衡千斤，实现了临时支护的棚式结构，同时利用顶梁与立柱之间的平衡千斤，向前移动时，当后排支架撑紧顶板和底板后，前排立柱双向收缩，此时操作前排支架的两个平衡千斤，驱动前排立柱的左右摆动，实现行走过程的调向，同时利用推移机构前移；调向后排支架同理。
推移机构：所述前立柱4和后立柱5的上部均安装有滑套10，所述前立柱4或者后立柱5的上部安装有推移油缸8，所述推移油缸8的缸体底部与前立柱4或者后立柱5固定连接、其活塞杆端部与滑套10固定连接；位于同侧的前、后立柱4、5上部之间安装有伸缩连杆机构9，所述伸缩连杆机构9后端下部连接点与后立柱5铰接、其后端上部连接点与位于同一后立柱5上的滑套10铰接，所述伸缩连杆机构10前端下部连接点与前立柱4铰接、其前端上部连接点与位于同一前立柱4上的滑套10铰接。掘进前，前后排支架处于最小间距状态，当掘进进度够一排距离后，首先升紧后支架，双向收缩前支柱上下活柱，达到理想高度后，操作推移油缸使活塞杆缩回，带动滑套上的铰接点向下位移，连杆机构伸长，推移前排支架向前移动达到需要的排距停止，然后升起前支柱撑紧顶板。其后双向收缩后支柱，当后支柱的上下活柱均达到理想状态后，操作推移油缸使活塞杆伸出，带动滑套上的铰接点向上位移，连杆机构收缩，使后排支架前移达到一个排距，最后升起后排支柱，撑紧顶板。这样就完成一个循环。即处在前面的支架固定时拉后面的支架，当后面支架固定时推前面支架，周而复始实现了自移。
定位机构：伸缩连杆机构，通过铰接形式连接前后两排支架的支柱缸体，当其中一个支柱缸体固定后，另一个支柱的缸体空间水平位置也就固定下来从而实现另外一架支柱的上下活柱的同时伸缩。
铺网机构：所述前顶梁1上纵向固定连接有挑梁3，挑梁是顶梁的辅助支撑，也是网臂的支撑点，挑梁的另一个目的就是使支柱远离煤臂，尽量减少或避免掘进机械对其影响。所述挑梁3的前端铰接安装有网臂6，用来支撑网卷，使网卷在支架前移过程中平稳的铺在顶板上；所述网臂6上通过网轴安装有网卷7，网卷7一般为金属经纬网、柔性网或菱形网，一般该类产品为卷型，中间有空心可以装设网轴形成转动。在支架前移的过程中，自动将网卷展开完成铺网工序，例如，具体实施时，所述前顶梁1上平行焊接安装有四根挑梁3，位于左右两侧的挑梁3前端部分别铰接安装有左、右网臂61、62，所述左、右网臂61、62上分别通过网轴对称安装有左、右网卷71、72，位于中间的两根挑梁3前端部分别铰接安装有中间网臂63，两根中间网臂63之间通过网轴安装有中间网卷73；所述中间网卷73位于左、右网卷71、72的上方或者下方；网卷铺设后，中间网的两侧与左、右网的内侧均搭接，将网卷巧妙地设计成上下两层，从而实现网与网的搭接。网卷通过转动轴架设在网臂上，再通过挑梁与顶板接触，支架后方的网通过锚杆或锚索固定在了顶板上，当支架前移时网卷自行转动将网铺在顶板上。网臂通过油缸是可以摆动的，打眼时网臂贴住煤臂起到护帮作用，掘进时又能将网卷收回到顶板位置不影响掘进割煤。
该全自动临时支架利用顶梁与立柱的铰接装置，配合平衡千斤，实现了临时支护的棚式结构；利用双向伸缩油缸同时实现立柱的低头与抬腿动作；利用每侧一组连杆组成的推移机构，实现了立柱的空间定位和前后立柱互为支点的推移；利用顶梁与立柱之间的平衡千斤实现行走过程的调向。
该全自动临时支架的设计技术参数：
1、适应巷道类别：机掘或炮掘的煤巷（有强力的保护措施情况下岩巷也可）。
2、适应巷道高度：2.0～5.0m。
3、支护强度：280～600KN/架棚。
4、循环步距：900～1100mm（每次迈步距离）。
5、控顶距离：可根据需要选用多架组合。
6、可以根据实际需要调整设计。
在锚杆锚索支护条件下，临时支护紧跟掘进煤头，永久支护打在顶梁之间即可。但如果是机掘，则位于最前面的支柱要与煤壁保留一定距离，以防对机器截割造成影响。这时可以在顶梁上增加构木达到全面护顶效果，构木可以固定于顶梁之上。应用于炮掘条件下，一定要做好防止损坏立柱的有效措施。