一種採掘支架共用的銷楔式金屬鉸接頂梁的製作方法

2023-12-02 06:26:51

專利名稱：一種採掘支架共用的銷楔式金屬鉸接頂梁的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及煤礦採煤工作面支護技術領域，尤其是既不用懸臂楔，而又可懸臂工作的金屬鉸接頂梁，具體地說，是一種採掘支架共用的銷楔式金屬鉸接頂梁。目前，公知的單體支架支護的採煤工作面用金屬鉸接頂梁由焊接於梁身兩端的有孔單接頭及帶鉸接銷的有孔叉接頭的梁體和懸臂楔組成。頂梁懸臂工作時，在鉸接頭下緣楔口處用懸臂楔作支點定位，使之產生單向(下彎)的工作力矩，頂梁支柱後卸下懸臂楔，懸臂楔有易於丟失的缺點；現有的採煤工作面用金屬單體支架的金屬頂梁與支柱間均為剛性接觸，當工作面向前推進，頂板下沉，且離煤壁越遠，下沉越大，使垂直於採煤工作面安設的金屬頂梁呈傾斜狀，但支柱不能轉動，從而使支柱偏心受壓，工作面支架穩定性變差；該種金屬鉸接頂梁由於不能鉸接成抗上下彎矩的整體梁，所以不能用作工作面運輸機頭的抬棚梁(長梁)現在採區掘進巷道支架構件(梁和柱)長度大，抗彎能力差，急需一種搬運和安裝方便的，能與採煤工作面支架共用的掘進巷道支架構件。 已獲專利受理的201020259108. X實用新型，提供了金屬鉸接頂梁在直線連接的抗雙向彎矩和減小支柱偏心受壓的技術方案，但未能解決金屬鉸接頂梁在一般狀態時的呈整體梁狀工作的問題，使該金屬鉸接頂梁使用範圍受到限制。
發明內容為了克服單體支架採煤工作面現用金屬鉸接頂梁功能單一，採煤工作面與掘進巷道支架構件不能共用的缺點和懸臂楔易於丟失的問題，本實用新型提供了一種採掘支架共用的銷楔式金屬鉸接頂梁。該頂梁不僅不需要專用懸臂楔，而且既可用作採煤工作面支架頂梁(一般梁和抬棚梁)，又可作掘進巷道支架構件(梁和柱)，並能適應頂板位移變化，減小支柱偏心受壓。本實用新型解決其工程問題所用的技術方案是梁身兩端分別焊接鉸接頭，即有孔單接頭和帶鉸接銷楔的有孔叉接頭。有孔單接頭和有孔叉接頭的孔的外形均為兩端為半徑不相同的圓弧面的柱狀孔，其兩弧面的中心線共面且平行於頂梁水平中心平面；單接頭孔梁端側圓弧面半徑大於梁身側圓弧面半徑，兩圓弧面中心線間有一定距離，且梁端圓弧面有向兩柱端面傾斜的斜度和兩柱端面中心線端各有一缺口 ；叉接頭孔梁端側圓弧面半徑與單接頭孔梁身側圓弧面半徑等長，而梁身側圓弧面半徑大於梁端側圓弧面半徑，且大於單接頭孔梁端側圓弧面半徑，兩端弧面中心線有一定距離，叉接頭孔的進銷邊梁身側圓弧面的中部和兩邊緣各有一缺口 ；有孔單接頭和有孔叉接頭端部均為凸圓弧面，有孔單接頭兩側根端和有孔叉接頭叉間根端均為凹圓弧面，有孔單接頭和有孔叉接頭各圓弧面有同一轉動軸心線，且相對應凸，凹弧面有相同半徑；銷楔的外形為圓柱狀，其半徑與叉接頭孔梁端側弧面半徑相適應，在圓柱銷後段過銷軸向一側方向凸出銷楔的楔緊段，楔緊弧面半徑與單接頭孔梁端側圓弧面半徑相同，但楔緊弧面寬度小於圓柱銷直徑，且弧面沿銷軸線有一定鈄度，楔緊弧面後段呈凸起；有孔叉接頭出銷邊孔僅能銷楔的圓銷部通過，而進銷邊焊有對銷楔導向和防止銷楔掉落的導鐵。[0006]頂梁加掛時，銷楔僅圓柱段工作，單接頭和叉接頭的孔的梁端側圓弧面與銷楔的銷部鉸接接觸。當加掛梁要懸臂工作或呈整體梁狀工作時，應舉起加掛梁，兩梁推近，調好位，緊銷楔，此時，銷楔的銷柱面與叉接頭孔梁端側弧面接觸，而楔緊面與單接頭孔梁端側弧面接觸。叉接頭，鉸接銷楔和單接頭的各圓弧面均有同一轉動軸心線(或極相近，即叉接頭孔梁身側圓弧面中心線)，且單接頭和叉接頭端凸圓弧面與相應的凹圓弧接觸頂緊。當兩梁需直線整體梁狀工作時，將銷楔定位在叉接頭孔梁身側圓弧面中間缺口位置，打入銷楔，使銷楔楔緊單接頭孔梁端側弧面，並使後段凸起插入到單接頭缺口 ；需作俯角懸臂時，將懸臂梁定好位(俯角狀)，並將銷楔定位於中間缺口處打緊；需作仰角時，將懸臂梁定好位(仰角狀)，並將銷楔定位於弧面下缺口打緊(另一邊缺口用於頂梁反面使用時)。緊楔後梁端凸弧面與鉸接頭根端凹弧面相摩擦結合而能承受彎矩，同時銷楔與叉接頭為一體(銷楔楔緊面後段凸起的鍵作用)，又因單接頭孔的梁端側圓弧面半徑小於該圓弧面的轉動半徑，懸臂梁受力使單接頭轉動時有弧面楔緊作用而緊固定位。懸臂梁下支柱時，應及時松銷楔，將銷楔的楔緊弧面退離單接頭孔的梁端側弧面，頂板位移時，加接頂梁可隨頂板位移而移動銷楔楔緊面凸出的距離，從而使支柱產生一定偏轉，支柱偏心受壓減小，有利支架穩定。由於該金屬鉸接頂梁能形成整體梁，所以可將頂梁加接成巷道支架的折線狀梁或柱，在大地壓巷道裝設封閉型支架更為有利。本實用新型的有益效果是可作採煤工作面普通頂梁(在懸臂工作時可呈俯仰角狀支設)，也可作抬棚梁(承受雙向彎矩)，可減小支柱偏心受壓，無專用懸臂楔，可兩面使用，也可直接作掘進巷道支架構件(構成折線狀抗彎能力更大的梁或柱)。該金屬鉸接頂梁梁身用Π型鋼對焊而成，鉸接頭一般用鋼鍛壓生產。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型作進一步說明。圖I是兩根金屬鉸接頂梁呈整體直梁狀工作的正視圖。圖2是兩根金屬鉸接頂梁呈整體直梁狀工作的頂視圖。圖中1_帶銷楔的有孔叉接頭2-梁身3-有孔單接頭4-銷楔5-導向擋鐵圖3是實施例頂梁不同工作狀態時鉸接頭工作狀況示意圖。圖中A是已工作頂梁，B是加接頂梁，且分別用點劃線和雙點劃線表示其各結構特徵線，實線為銷楔輪廓線。BI，B2和B3分別表示加接頂梁(B)呈整體直梁工作狀態，仰鈄工作狀態和俯鈄工作狀態。OA為頂梁懸臂或呈整體梁時鉸接轉動軸心。OBl和0B2為B梁單接頭孔梁身側圓弧面圓心和梁端側圓弧面圓心。DA1，DA2和DA3為B梁中心線(面)的有孔單接頭端與A梁叉接頭叉間根端在呈整體直梁，仰鈄和俯鈄工作狀態的接觸處。DB1，DB2和DB3為A梁中心線(面)的有孔叉接頭兩端與B梁有孔單接頭兩側根端在呈整體直梁，仰鈄和俯鈄懸臂工作狀態時的接觸處。SI和S2(反面為S3)分別為頂梁呈俯角(或直線)和仰角時銷楔所在定位缺口和銷楔楔緊面與單接頭孔梁端側圓弧面接觸處。
具體實施方式
在圖I和圖2中兩頂梁呈直線整體梁狀，銷楔定位於A梁叉接頭孔梁身側圓弧面中部缺口並楔緊入B梁單接頭孔梁端側圓弧面缺口。在圖3中，BI為頂梁間呈整體直梁狀，緊楔於中缺口 I處(銷楔的楔緊部未畫出)， 楔弧面後段凸起應伸入單接頭缺口 ；B2為加接梁(B)呈懸臂仰角狀，緊楔於下缺口 2處；B3為加接梁(B)呈懸臂俯角狀，緊楔於中缺口 I處。
權利要求1.一種採掘支架共用的銷楔式金屬鉸接頂梁，頂梁由梁身和焊接於梁身兩端的有孔單接頭和帶有銷楔的有孔叉接頭構成，其特徵是有孔單接頭和有孔叉接頭的孔的外形均為兩端為半徑不相同的圓弧面的柱狀孔，其兩弧面的中心線共面且平行於頂梁水平中心平面；單接頭孔梁端側圓弧面半徑大於梁身側圓弧面半徑，兩圓弧面中心線間有一定距離，且梁端圓弧面有向兩柱端面傾斜的斜度和兩柱端面中心線端各有一缺口 ；叉接頭孔梁端側圓弧面半徑與單接頭孔梁身側圓弧面半徑等長，而梁身側圓弧面半徑大於梁端側圓弧面半徑，且大於單接頭孔梁端側圓弧面半徑，兩端弧面中心線有一定距離，叉接頭孔的進銷邊梁身側圓弧面的中部和兩邊緣各有一缺口 ；有孔單接頭和有孔叉接頭端部均為凸圓弧面，有孔單接頭兩側根端和有孔叉接頭叉間根端均為凹圓弧面，且相對應凸，凹弧面有相同半徑；銷楔的外形為圓柱狀，其半徑與叉接頭孔梁端側弧面半徑相適應，在圓柱銷後段過銷軸向一側方向凸出銷楔的楔緊段，楔緊弧面半徑與單接頭孔梁端側圓弧面半徑相同，但楔緊弧面寬度小於圓柱銷直徑，且弧面沿銷軸線有一定鈄度，楔緊弧面後段呈凸起；有孔叉接頭出銷邊孔僅能銷楔的圓銷部通過，而進銷邊焊有對銷楔導向和防止銷楔掉落的導鐵。
專利摘要一種採掘支架共用的銷楔式金屬鉸接頂梁，可用作採煤工作面支架頂梁和抬棚長梁使用，並可作掘進巷道支架構件。頂梁由焊接於梁身兩端的有孔單接頭和帶銷楔的有孔叉接頭構成。鉸接頭的鉸接孔為兩端呈不同半徑弧面的柱狀孔。在頂梁作一般連接時，銷楔的圓銷段工作。當頂梁需呈整體梁工作時，銷楔的楔緊段工作。楔緊段的高(相當於直徑)大於銷段直徑，而寬度小於銷徑。楔緊段工作時銷楔楔緊於叉接頭梁端弧面和單接頭孔的梁端弧面間，並作相應的鍵連接時，鉸接梁端與相應的梁身側弧面摩擦接觸，並構成抗彎結構，可形成不同角度的整體梁狀態。頂梁下支柱時，即時退出銷楔的楔緊段。頂梁可在頂板作用下作一定位移，可減小支柱偏心受壓。頂梁的梁身一般用∏型鋼對焊，鉸接頭用鋼煅壓生產。該金屬鉸接頂梁具有用途廣，有利支架穩定，無配件丟失和可正反面使用的優點。
文檔編號E21D17/01GK202578725SQ20122011334
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者彭蔭宗 申請人:彭蔭宗