液压支架伸缩杆稳定机构 【技术领域】
本实用新型涉及一种煤矿综采工作面液压支架上使用的液压支架稳定机构。
背景技术
目前世界上液压支架用稳定机构主要有以下三种：(1)四连杆机构。采用此机构的支架在升降时顶梁呈近似垂线(双纽线)的轨迹升降，梁端距变化很小，有利于对顶板的支护；而且可使支架调高范围很大，因此广泛使用于各种类型的支架上。其缺点是四连杆受力大，受力(载荷、弯矩、扭矩)杆件多，传递力的过程长，使得用于维持支架稳定所占支架重量的比例很大，不经济。因此许多年前就有学者提出取代四连杆机构或采取减轻四连杆机构受力的措施，而且四连杆机构占用支架有效空间大，使得在特殊用途支架上使用时空间布置很困难。(2)单铰点机构。支撑顶梁的掩护梁下端与底座单饺连接，支柱通过掩护梁间接支撑顶梁，结构简单受力杆件少，缺点是支架升降时顶梁也随掩护梁端部作园弧线轨迹运动，使梁端距变化较大。由于变化量随支架调高范围的加大急速增加，因此限定了支架的调度范围比较小。主要用于早期掩护式支架上，也曾用于高位放顶煤支架。(3)单摆杆机构。在支架的顶梁与底座之间用一连杆(也称摆杆)连接起来。支架升降时顶梁和摆杆上端围绕摆杆在底座上的铰点作园弧线轨迹运动，也会使顶梁前后摆动。与单饺点机构不同之处是摆杆只控制顶梁的运动而不直接承受支架的载荷，简化了摆杆的受力状况。摆杆机构位置设置比较灵活，但摆杆长度往往要受空间位置的限制，因此在达到一定的支架调高比的情况下，支架升降时梁端距也会发生较大变化，对顶板支护不利。此外摆杆本身及运动要占用一定的工作空间，不利于支架的空间布置。
【发明内容】
本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种能使支架顶梁垂直升降、梁端距恒定、结构简单、受力杆件少、减轻支架重量、占用空间小的液压支架伸缩杆稳定机构(以下简称伸缩杆稳定机构)。
本实用新型的目地可以通过以下措施来达到：在支架的底座与顶梁之间，在支架底座中线或中线两边对称部位，按伸缩杆稳定机构的轴线垂直于顶梁的上板面和底座底板的要求，设置由单个伸缩杆组成的单伸缩杆稳定机构或者由两个相同的伸缩杆组成的双伸缩杆稳定机构。伸缩杆由同轴同横断面形状参数大小相配可互相套接在一起的一组管状材料组成。根据支架调高范围的大小来决定是采用单级伸缩杆(由上、下两级套管组成)，还是双级伸缩杆(由上、中、下三级套管组成)，各级套管的直径(或边长)、壁厚，根据综合强度计算确定；伸缩杆从下至上逐级变小；各级套管之间利用间隙导向，并留有合理的最小重合段；上套管与顶梁铰接(单向铰接或万向铰接)，下套管焊接在支架底座上，一般要加焊连接板、加强筋等，由此组成单伸缩杆稳定机构或双伸缩杆稳定机构。伸缩杆套管的横断面有园形、矩形(包括方形)、长园形、三角形或其它组合几何图形。园形套管最为简单，可选现成的热轧或冷拔无缝钢管制成。但单组园断面伸缩杆不能承受顶梁相对底座的水平扭矩。为此可采用圆断面双伸缩杆稳定机构或在顶梁与低座之间增设一个可折曲二连杆组，让其承受水平扭矩。
既能承受支架顶梁对底座的水平扭矩，又可具有足够的抗弯抗扭强度的是矩形断面的伸缩杆稳定机构，可为支架纵向和横向提供不同数值的弯矩和扭矩。而且其上下套管可用厚钢板组焊而成，易於加工。
这一类伸缩杆稳定机构另一大特点，也是它的优点是可以增大伸缩杆稳定机构中间的垂直空间，需要时可将液压立柱(以下简称立柱)设于伸缩杆内(在伸缩杆上下端留有进出液压管路的孔口)。组成复合式伸缩稳定机构，这样可进一步压缩立柱和伸缩杆占有的空间，显著增加液压支架内部的行人和工作空间。并可形成具有独特承载功能的液压支架，如复合式伸缩杆三柱液压支架，复合式伸缩杆4柱液压支架。
伸缩杆稳定机构的缺点是行程较小，而且在支架底座上设置伸缩杆稳定机构的位置其下部有时是不能躲避的支架推移机构。为此可采用梁内连接法，即将上套管与顶梁的连接部位设在顶梁内部。若支架要求较大的调高范围可采用双级伸缩杆稳定机构，中级套管的提升可用钢丝绳提拉法：在中级套管的内底部设一托盘(最好用止口将托盘限位并焊在套管底部)，托盘中部固定一根一定长度的钢丝绳，钢丝绳上端连接在伸缩杆顶部的连接销轴上，也可和上套管内部固定的托盘连接。待上套管提升到位后钢丝绳带动中级套管提升。
伸缩套管之间的配合间隙可参考H11/a11的配合公差。上、中级套管的外表面可实行镀锌钝化或发黑等处理方法。
有了单伸缩杆稳定机构及双伸缩杆稳定机构，可使支架的结构型式进一步发展，形成单伸缩杆稳定机构2柱液压支架(加平衡千斤顶)、双伸缩杆稳定机构3柱液压支架等。
本实用新型与现有技术相比有如下优点：
1、采用伸缩杆稳定机构的支架，顶梁相对于底座可垂直升降，梁端距基本保持不变，对顶板支护十分有利；
2、顶梁相对于底座的各种弯矩和扭矩全部由伸缩杆机构承受，并通过伸缩杆直接传递给底座，受力杆件大大减少，有利于减轻支架的重量和造价；
3、伸缩杆稳定机构占用空间位置较小，而且运动过程中位置形状不变，有利于支架空间位置的布置和利用；
4、若将液压立柱设在伸缩杆内部，可进一步压缩液压立柱和伸缩杆的占用空间，显著增加液压支架内部行人和工作空间，并可形成有独特支撑功能的液压支架，如三柱液压支架；
5、由于伸缩杆结构十分简单，便于根据支架工作阻力和支架高度系列设计制造(热轧或冷拔)定型的伸缩杆稳定机构系列型钢，以备支架设计和制造时选用。
【附图说明】
图1单伸缩杆稳定机构支架外形图；
图2(a、b)支架上单级伸缩杆稳定机构及双级伸缩杆稳定机构的纵向剖视图；
图3(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)伸缩杆机构的各种横断面图形；
图4(a)(b)用焊接等工艺加工的单级和双级矩形断面伸缩杆剖视图；
图5(a)双伸缩杆稳定机构3柱液压支架；(b)双伸缩杆稳定机构4柱液压支架；
图6(a)复合式伸缩杆3柱液压支架；(b)复合式双伸缩杆4柱液压支架。
【具体实施方式】
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1中1是设于支架后柱之间矩形断面的单级伸缩杆稳定机构。伸缩杆机构的上部为上套管，上套管上端与顶梁梁下的耳座用销轴采用梁外连接法连接；伸缩杆机构的下部是下套管，其上端套接在上套管的下端，下套管的下部与支架底座焊接。
图2是伸缩杆稳定机构的结构示意图。伸缩杆稳定机构由同轴同横断面形状，参数大小相配可互相套接在一起的一组管状材料组成。
图2(a)是单级伸缩杆稳定机构的结构示意图。伸缩杆稳定机构的上部是上套管2，其上端用销轴7与顶梁用梁内连接法连接；4是伸缩杆机构的下套管，其上部与上套管2的下端套接，其下部与支架底座箱焊接。
图2(b)是双级伸缩杆稳定机构的结构示意图。上部是上套管2，中部是中套管3，下部是下套管4，上套管2上部用销轴7与顶梁采用梁内连接法连接，其下端与中套管3上端套接，中套管3的下端与下套管4的上端套接，下套管4的下部与支架底座箱焊接。在中套管3的底部固定有托盘5，在托盘5中部固定有钢丝绳6，钢丝绳的上端与销轴7连接，由于钢丝绳为固定长度，在上套管伸出并到位以后，即可带动中套管3伸出。
上述伸缩杆稳定机构可采用不同的横断面形状如园形、矩形(包括方形)、长园形、三角形或其它组合几何图形，见图3。
图4表示用焊接方法加工的矩形断面伸缩杆稳定机构；(a)为单级伸缩杆；(b)为双级伸缩杆；A-A为套管的横向剖视图；为增加中、下套管口部的强度，可加焊加强环8；上套管内部可加焊筋板9。
图5(a)将双伸缩杆稳定机构设在支架后立柱两侧，形成双伸缩杆稳定机构3柱液压支架；(b)将双伸缩杆稳定机构设在2根后立柱前部，形成双伸缩杆稳定机构4柱液压支架。
图6(a)将后立柱设在单伸缩杆稳定机构内部，形成复合式伸缩杆3柱液压支架；(b)将两根后立柱设在双伸缩杆稳定机构内部，形成复合式双伸缩杆4柱液压支架。