一种移架对中装置.pdf

用于采煤工作面的液压支架移架时自动保持支架处于设计中心线位置的一种移架对中装置，包括移架缸、滑块、设在顶梁上供滑块前后滑动的导轨、把各滑块连接在一起的对中机构，其特征是在对中机构的左侧和右侧都不超过一处与邻架的对中机构刚性连接，所述刚性连接是对中机构在水平面上的投影中除间隙外，没有压缩量的连接，在对中装置中还包含有使各支架顶梁保持平行的平行机构，所述平行机构是把各架支架的对中机构横向排成一条直线，以此直线为基准，通过与此基准保持垂直或保持平行，来保证各顶梁互相平行的机构。采用这样的结构后，就可以使支架在移架过程中自动地由对中机构保证各支架的中心线的距离与支架设计中心距相等，由平行机构保证各支架与推进方向平行，从而可节省调架时间，增加产量，也为整个工作面的自动化减少了控制环节。

1.  用于采煤工作面的液压支架移架时自动保持支架处于设计中心线位置的一种 移架对中装置，包括移架缸、滑块、设在顶梁上供滑块前后滑动的导轨、把 各滑块连接在一起的对中机构，其特征是在对中机构的左侧和右侧都不超过 一处与邻架的对中机构刚性连接，所述刚性连接是对中机构在水平面上的投 影中除间隙外，没有压缩量的连接，在对中装置中还包含有使各支架顶梁保 持平行的平行机构，所述平行机构是把各架支架的对中机构横向排成一条直 线，以此直线为基准，通过与此基准保持垂直或保持平行，来保证各顶梁互 相平行的机构。

2.  如权利要求1所述的一种移架对中装置，其特征是顶梁上设有左、右、中三 条导轨，左右滑块分别可沿左、右两条导轨前后移动，中间滑块可沿位于左 右导轨之间的中导轨移动，三个滑块成三角形布置，中间的滑块上铰接着两 根连杆，两根连杆的另一端分别与左边的滑块和右边的滑块铰接，左右两个 滑块的外侧与邻架对应的滑块外侧组成竖导轨滑块机构，此对中机构与移架 缸的一端铰接，移架缸的另一端与顶梁铰接。

3.  如权利要求1所述的一种移架对中装置，其特征是所述横梁上设有与之垂直 的纵梁，由纵梁和横梁组成纵横梁，在纵横梁上前边设有滑块，后边也设有 滑块，前边的滑块和后边的滑块都沿顶梁上的导轨滑动。

4.  如权利要求3所述的一种移架对中装置，其特征是在前滑块和后滑块中，其 中离横梁近的滑块上带有相对于纵横梁上下滑动的竖导轨滑块机构。

5.  如权利要求1所述的一种移架对中装置，其特征是所述对中机构是在与顶梁 垂直的方向布置于顶梁下方的横梁，横梁的左右两端设有能与邻架的对中装 置进行所述刚性连接的结构，横梁上设有可在设于顶梁上的纵向的导轨上滑 动的滑块，在顶梁上，在顶梁移到终点处设有使顶梁与横梁垂直的挡块。

6.  如权利要求1所述的一种移架对中装置，其特征是在顶梁的左侧和右侧都是 除最多一处与邻架的所述刚性连接外，还有由链和/或钢丝绳组成的柔性连 接，所述柔性连接是允许被连接件在一定范围内移动的连接。

7.  如权利要求1所述的移架对中装置，其特征是所述与邻架的对中机构的刚性 连接是与邻架对中机构之间互相接触的用于承受压力和横向力的接触面与用 于承受拉力的拉索的组合，所述拉索包括链、首尾相连的连杆或钢丝绳。

8.  如权利要求1所述的移架对中装置，其特征是综采支架的顶梁上装有移架缸 和移架对中装置，去掉四杆机构或单摆杆机构等对顶底梁的约束，底梁仍用 刮板输送机给推拉杆的前端对中。

9.  如权利要求1所述的移架对中装置，其特征是可在顶梁导轨上前后滑动的滑 块与可在横梁的竖导轨上上下滑动的竖滑块铰接，竖滑块承受横向力时与顶 梁上的导轨直接接触。

一种移架对中装置
技术领域
本发明涉及一种用于煤矿井下采煤工作面支护顶板的液压支架在移架过程中自动保持其在设计的中心线位置和保持各架都与推进方向平行的装置。 
背景技术
液压支架分综采液压支架和滑移支架两大类。其中综采支架是由顶梁、底梁、四杆机构或单摆组成的可以升降的刚性机构，处于底梁中心线位置上的推拉杆的前端与刮板输送机铰接，通过移架缸驱动推拉杆伸缩移架，这样可以保证推拉杆的前端在设计的中心线的位置，但是当工作面倾角较大时，支架的后端会下滑，不能保证各支架移架的方向与顺层的方向平行，所以会造成顶梁前端咬架，大采高加大倾角时容易倒架，增加了调架的工作量。此外，由于采用了“刚性结构”，所以支撑不平顶板时会因偏载而产生巨大的内力，造成重量增加。例如有些7米采高的支架重达63吨。为了解决上述问题，本人于1988年设计了属于滑移支架类的“悬移顶梁液压支架”(中国专利号88104291.9)，结构是两个并列的顶梁互为导轨交替迈步前移，解决了在大倾角工作面下滑的问题。由于放弃了综采支架所用的上述刚性结构，所以消除了巨大的内力，重量甚至可降低到综采支架的几分之一。但是移架后支架间距会改变，调架的工作量仍然较大。为此，2005 年本人又设计了“一种并列顶梁之间的连接装置”(中国专利ZH200510063097.1)，通过操作设置在两个顶梁之间的小油缸可以驾驶移架的方向，从而减小了调架的工作量，但是操作小油缸仍需要占用移架的时间。还有我的同行们搞了一种组合式液压支架(中国专利号02100089.1)，结构是在顶梁的下方设有前后两个托梁，每架上的前托梁用销子铰接起来，形成一个平行于煤壁的通长的托梁。每架的后托梁也用同样的方法连接成一体。在每架的前托梁和后托梁的相对应的位置上都分别装有前滑块和后滑块，把这么多由前后托梁都确定了位置的滑块放到被顶梁固定了位置的顶梁的导轨上，形成了一个超静定结构。由于制造误差和顶板不平等多种原因会造成各支架导轨不可能绝对平行，所以向前移动托梁或托架时难免出现卡阻现象，处理卡阻问题也会占用移架的时间。 
为了解决上述问题，本人设计了一系列的“链悬式液压支架”。例如中国专利号为ZL200520019152.2等。这类支架可以采用和综采支架类似的底梁，和类似的顶梁，推拉杆也铰接在刮板输送机上。放弃了使支架形成“刚性连接”的四杆机构，用链把各顶梁之间连接起来，消除了巨大的内力，大大降低了支架的重量。顶梁用推进缸和调架缸定位和锁架，增加了支架在大采高和大倾角工作面的稳定性，解决了移架时卡阻的问题，受到了用户的欢迎。但是顶梁的位置需要靠人目视调整，也占用了移架的时间。 
上述各种支架都使用了多年，但是“需要调架”的问题至今依然是久攻未克的难题。此外，近年来出现了一些无人工作面，采用许传 感器和计算机自动控制，但是在井下的环境中传感器越多，故障点也越多。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够在移架过程中自动保持支架在设计的中心线位置和保持各支架都与推进方向平行的移架装置。减少调架时间，增加产量，也为无人工作面减化控制环节，减少故障点提供一个可靠的机械平台。为了解决上述问题，本发明一种移架对中装置包括移架缸、滑块、设在顶梁上供滑块前后滑动的导轨、把各滑块连接在一起的对中机构，其特征是在对中机构的左侧和右侧都不超过一处与邻架的对中机构刚性连接，所述刚性连接是对中机构在水平面上的投影中除间隙外，没有压缩量的连接，并且在对中装置中还包含有使各支架顶梁保持平行的平行机构，所述平行机构是把各架支架的对中机构横向排成一条直线，以此直线为基准，通过与此基准保持垂直或保持平行，来保证各顶梁互相平行的机构。 
如上所述的一种移架对中装置，其特征是顶梁上设有左、右、中三条导轨，左右滑块分别可沿左、右两条导轨前后移动，中间滑块可沿位于左右导轨之间的中导轨移动，三个滑块成三角形布置，中间的滑块上铰接着两根连杆，两根连杆的另一端分别与左边的滑块和右边的滑块铰接，左右两个滑块的外侧与邻架对应的滑块外侧组成竖导轨滑块机构，此对中机构与移架缸的一端铰接，移架缸的另一端与顶梁铰接。 
如上所述的一种移架对中装置，其特征是所述横梁上设有与之垂 直的纵梁，由纵梁和横梁组成纵横梁，在纵横梁上前边设有滑块，后边也设有滑块，前边的滑块和后边的滑块都沿顶梁上的导轨滑动。 
如上所述的一种移架对中装置，其特征是在前滑块和后滑块中，其中离横梁近的滑块上带有相对于纵横梁上下滑动的竖导轨滑块机构。 
如上所述的一种移架对中装置，其特征是所述对中机构是在与顶梁垂直的方向布置于顶梁下方的横梁，横梁的左右两端设有能与邻架的对中装置进行所述刚性连接的结构，横梁上设有可在设于顶梁上的纵向的导轨上滑动的滑块，在顶梁上，在顶梁移到终点处设有使顶梁与横梁垂直的挡块。 
如上所述的一种移架对中装置，其特征是在顶梁的左侧和右侧都是除最多一处与邻架的所述刚性连接外，还有由链和/或钢丝绳组成的柔性连接，所述柔性连接是允许被连接件在一定范围内移动的连接。 
如上所述的移架对中装置，其特征是所述与邻架的对中机构的刚性连接是对中机构之间互相接触的用于承受压力和横向力的接触面与用于承受拉力的拉索的组合，所述拉索包括链、首尾相连的连杆或钢丝绳。 
如上所述的移架对中装置，其特征是综采支架的顶梁上增装移架缸和移架对中装置，去掉四杆机构或单摆杆机构等对顶底梁的约束，底梁仍用刮板输送机给推拉杆的前端对中。 
如上所述的移架对中装置，其特征是可在顶梁导轨上前后滑动的 滑块与可在横梁的竖导轨上上下滑动的竖滑块铰接，竖滑块受横向力时与顶梁上的导轨直接接触。 
采用这样的结构后，就可以使支架在移架过程中自动地由对中机构保证各支架的中心线的距离与支架设计中心距相等，由平行机构保证各支架与推进方向平行，从而可节省调架时间，增加产量，也为整个工作面的自动化减少了控制环节。由此可见本发明的有益效果是显而易见的。 
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 
图1是本发明一种移架对中装置第一种实施方式的俯视图。 
图2是本发明一种移架对中装置第二种实施方式的俯视图。 
图3是本发明一种移架对中装置第三种实施方式的俯视图。 
图4是本发明一种移架对中装置第四种实施方式的俯视图。 
图5是本发明一种移架对中装置第五种实施方式的俯视 
图6是本发明一种移架对中装置第七种实施方式的俯视图。 
图7是图5的D-D剖面图。 
具体实施方式
图1所示一种移架对中装置的第一种实施方式，包括顶梁1、设在顶梁1上的中导轨2和左右两条导轨7、左滑块12、右滑块9，中滑块3、连杆8和移架缸6。两根连杆8的一端与中滑块3铰接，另一端分别与左滑块12和右滑块9铰接，移架缸6的一端与中滑块3 铰接，另一端通过铰链11与顶梁1铰接，左滑块12的外侧设有竖导轨13，与邻架右滑块9的外侧的滑块组成竖导轨滑块机构，由左导轨7、右导轨7、左滑块12和右滑块9组成对中机构。三个滑块成三角形布置，中导轨2处在三角形的高的位置，由沿中导轨滑动的滑块3和两个连杆8组成平行机构，对中机构和平行机构组成移架对中装置。当然中滑块3也可设置在左滑块12和右滑块9的后边。 
结合图2，本发明一种移架对中装置的第二种实施方式，包括对中装置、平行装置、移架缸6和顶梁1。其中对中装置包括横梁16，横梁16左端的竖导轨13和右端的竖滑块10，以及沿着左右两个导轨7滑动的滑块3；每架的横梁左端的竖导轨13与左边邻架横梁16右端的竖滑块10相连接，形成一条直线，保持间距不变。各架的横梁16在移架缸6推动下滑到前边行程终点，然后各架支架单独前移，直到设置在顶梁上的两个挡块4都与横梁16接触，由于两个挡块4的连线与顶梁16的中心线垂直，所以可保障各顶梁16与由各横梁排成的直线垂直，从而保证了各顶梁平行，这就是第二种实施方式中平行装置的工作原理。 
结合图3，本发明第三种实施方式与第二种实施方式的区别之一在于横梁16与邻架的连接是铰接，区别之二是靠滑块15和滑块20的中心线与横梁16垂直来实现各架平行的，此外横梁16两端的竖导轨滑块机构所形成的调节顶梁高差的功能是由离横梁16近的滑块15实现的，滑块15不但可沿顶梁上的导轨2前后滑动，而且可沿竖导轨14上下滑动，竖导轨14和滑块20都与由横梁16和纵梁19 组成的纵横梁连在一起。 
结合图4，本发明第四种实施方式与第三种实施方式大同小异，区别在于纵梁19与移架缸6都设置在顶梁中心线的位置上，这样可以为安装支柱和输液管阀留出更多位置。此外，横梁16两端的铰接结构变成由刚性的不可压缩的抗压端面17、径向定位面26和被拉紧的拉索18组成的刚性连接结构。这里的拉索18经常选用的是圆环链，被拉紧之后仍有一定的弹性，可以保证横梁16可弯曲。拉索18可以横贯本组支架或贯穿工作面的所有支架，它的作用除了使各支架对准理论中心线之外，还可以增加各支架间的整体性，防止倒架，并且可以实现对中装置在更大的范围内做到“可弯曲”。为了更好地提高上述性能，在拉索18的尽头处还可以增设张紧拉索18的油缸。其余部分与第三种实施方式相同。 
结合图5，第五种实施方式与第三种实施方式相近，主要是增加了滑块23及导轨21，增加了把各架连接起来的连架链22和增加了把滑块23与纵横梁连接起来的连杆21，采用了这样的结构后就可实现把支架通过连架链悬挂在邻架顶梁上移架的功能。当然这样的结构也可以应用到只能通过带压移架方式前移的第二、三、四种实施方式中，使之也具备提腿移架的功能。 
本发明的第六种实施是在综采支架上的应用。以上各种实施方式都是为了保证顶梁的自动对中和自动保证顶梁的相互平行，所以只要把约束顶底梁的四杆构成单摆机构等约束条件去掉，就可以直接借用上述各种实施方式来保持顶梁平行。底梁可以使用原来的技术 措施，即只通过刮板运输机来保持推拉杆的前端对中，当然在倾斜工作面中底梁的后端仍会下滑，但是因去掉了约束条件，所以顶梁不会因底梁后端下滑而被牵动，又因为每次移架都会把底梁向溜槽中点拉动一个步距，所以底梁不需要调整，这样就达到了自动对中和自动保持支架相互平行的目的。 
结合图6、图7，本发明的第7种实施方式与第5种实施方式大同小异，区别仅在于改变了导轨2、竖滑块28的形状，并把移架缸6、纵梁19移到了顶梁中心线的位置。其中可沿横梁16上的竖导轨上下滑动的竖滑块28与可沿顶梁1上的导轨2前后滑动的滑块27通过销29铰接在一起，目的是实现竖导轨28与顶梁1可进行相对转动。加在竖导轨28上的向下的力由滑块27承担，横向力由导轨2承担。