一种半卸载迈步式液压支架

技术领域

本发明涉及煤矿设备领域，具体为一种半卸载迈步式液压支架。

背景技术

伴随着科技的不断发展，在采煤行业生产过程中，机械自动化程度也日益提高，已经成为了一种主流发展方向。通过机械自动化的应用能很大的提高采煤效率、保障采煤安全。液压支架装置作为采煤工作中使用最广泛，并且是数量最多的一种基础设备，液压支架的稳定工作对整个采煤过程的安全性和生产效率有着重大的影响。在日常的采煤工作中，液压支架比较常见的故障是液压支架发生倾倒，液压支架的倾倒一方面对移架工作造成困难，另一方面还可能由于液压支架倾倒而造成局部冒顶。同时液压支架倾倒容易牵连到附近的液压支架，进而引发更严重的事故。

液压支架发生倾倒的主要原因是：采煤工作面的开采高度与煤层之间的有倾角的时候，会影响液压支架的稳定性。液压支架倾倒主要是在液压支架的移架过程，在液压支架降架的过程中，煤层的顶部容易发生冒落，而冒落的煤堆或矸石使液压支架突然承受一个很大的冲击力，很容易造成液压支架受力不均，导致液压支架发生倾倒。

现有技术主要通过预估矸石量。一旦发现矸石量较大的情况，就采取相应措施对液压支架进行稳定加固，防止液压支架倾倒。但因为煤矿内情况复杂多变，不可能每次预估都准确，只要有一次预估不对，就很容易引发较大的安全事故。

为此，提出一种半卸载迈步式液压支架，解决了液压支架在倾斜煤层移架的过程中容易发生倾倒的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半卸载迈步式液压支架，通过在掩护梁上方设有防倾倒装置，所述防倾倒装置能让液压支架在倾斜的煤层中移架不会因为冒落的矸石而导致液压支架发生倾倒，进一步提高了煤矿开采的安全性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种半卸载迈步式液压支架，包括：

底座，所述底座转动有连杆，所述连杆另一端转动安装有掩护支梁，所述掩护支梁另一端转动安装有掩护梁，所述掩护梁下端安装有液压杆一，所述液压杆一另一端套设连接有液压缸一，所述液压缸一另一端连接在底座上，所述底座安装有移架杆。

还包括掩护梁上还设有防倾倒装置，所述防倾倒装置能让液压支架在倾斜的煤层中工作不会倾倒。

优选的，所述防倾倒装置包括掩护梁，所述掩护梁上方通过螺栓安装有垫块，为了使掩护梁的受力更加均匀，所述垫块需要设有多个，同时，为了不干涉履带的正常转动，每个所述垫块在掩护梁上均呈直线布置，每个所述垫块上方安装有支架。所述支架上设有除煤渣装置，所述支架上方安装有多个限位块，每个所述限位块均两个为一组，每组所述限位块均对称布置，每组所述限位块之间均转动安装有拖链杆，每个对称的两个拖链杆为一组，每组所述拖链杆另一端之间均转动安装有拖链轮。所述支架下方根据上述安装方式安装两个拖链轮。每个所述拖链轮上均设有履带，两个所述履带对称安装在支架上。两个所述履带内均设有用于驱动履带转动的驱动装置，所述驱动装置与履带的连接方式均为齿槽连接。

进一步的，所述支架上方的拖链轮越多，履带在工作的过程中会更加平稳可靠，但是会增加成本，使用者可以根据履带的大小以及煤矿的工作环境来酌情选择安装拖链轮的数量。

优选的，履带的材质为30MnTiB，30MnTiB材料在保证抗拉强度和硬度的前提下，同时有较高的塑性和冲击韧性。

优选的，所述支架移动方向的两端设有多个液压缸二，每个所述液压缸二另一端均连接有液压杆二，每个所述液压杆二之间均连接着履带驱动装置。所述液压杆二在收缩后可以更加方便的安装履带，在安装完履带后将液压杆二伸出，将履带进行张紧。并且在履带工作的过程中可调节液压杆二的伸缩的长度，来防止履带在工作的过程中掉落出来。

优选的，每个所述履带驱动装置均为液压马达。所述液压马达可以直接利用液压力带动齿轮转动，齿轮再通过履带中间设有的多个凹槽来带动履带转动。在液压支架移架时，液压马达利用PLC控制来达到与移架杆同步速度。

进一步的，履带也可以不需要驱动装置，将每个液压马达均换成轴承，齿轮安装在轴承上。在移架时，直接利用移架杆带动履带转动，但因为履带的摩擦力比较大，当煤层顶部不平整时，会导致履带无法被移架杆拖动，当底座的行进速度大于履带的转动速度时，容易发生倾倒。当煤层顶部比较平整，可以使用导轮来代替液压马达，可以节省成本，并且运行比较稳定。

优选的，所述支架上方的每个拖链杆下方均安装有用于调节履带的弹簧阻尼器，每个所述弹簧阻尼器另一端均安装在支架上表面。所述支架下方的每个拖链杆上方均安装有弹簧阻尼器，每个所述弹簧阻尼器另一端均安装在支架下表面。所述弹簧阻尼器使整个履带在工作前呈梯形，当液压支架在升架后，上半部分的履带受到的压力经过拖链轮传递到拖链杆，再由拖链杆传递到弹簧阻尼器，弹簧阻尼器受力收缩，液压杆二根据弹簧阻尼器的受力情况来调节伸出的长度，此时履带工作面的长度比下半部分长度小，整个履带始终呈梯形。在移架时，液压支架只需要下降到弹簧阻尼器稍微负压的状态，液压杆二收缩，并且履带表面始终接触煤层顶部。通过移架杆的收缩和履带的转动来完成移架，在移架过程中遇到不平整的煤层顶部表面时，弹簧阻尼器会根据不平整的表面来调整履带。

进一步的，根据杠杆原理，每个所述弹簧阻尼器距离对应的限位块越近，拖链杆支撑拖链轮的高度就越高，但是弹簧阻尼器在工作时所受到的力就越大。同时，每个所述弹簧阻尼器距离对应的限位块越远，拖链杆支撑拖链轮的高度就越低，但是弹簧阻尼器在工作时所受到的力就越小。使用者可以根据情况酌情选择弹簧阻尼器安装位置。

优选的，两个所述履带上方均安装有履刺，每个所述履刺的形状均为梯形。梯形结构有利于提高履带的摩擦力，并且在碰到较硬的石块时，会产生相应的滑动，避免造成较大的冲击。

进一步的，每个所述履刺也可以为波浪形，波浪形的履刺相对于梯形履刺，有更好的摩擦力，但会增加一定的重量，在遇到较硬的石块时受到的冲击力比较大。同时，这只是举例的其中一种履刺形状，履刺的形状还有很多，如菱形、圆柱形、方形等，每种履刺都有各自的优缺点，使用者可以根据情况酌情考虑。

优选的，每个所述凹槽上方均转动安装有挡板，每个所述挡板能防止上方的煤渣掉进履带内，当挡板转动到齿轮时，齿轮将挡板顶开。当挡板转动到履带下半部分时，挡板受到自身的重力作用下将自动打开，随着履带的转动，将少部分的煤渣通过履带上的凹槽带出。同时，当挡板准备转动到履带上半部分时，挡板因为自身重力作用下将凹槽盖住。

优选的，所述除煤渣装置包括支架上设有多个锥形孔，每个所述锥形孔均对应凹槽，每个所述锥形孔之间的距离均一致，所述锥形孔中部设有多个小凸块，当支架上半部分有煤渣时，煤渣会随着履带在工作时产生的震动掉到履带下半部分，从履带下半部分的凹槽中排出。当有煤块堵住锥形孔时，锥形孔中部的多个小凸块会抵住煤块，当煤块受到履带的挤压后，因为煤块的受力面积变小，煤块更容易被破坏。

优选的，每个所述垫块在支架外围部分安装有多个定位块，每个所述定位块均通过螺栓连接在垫块上。每个所述定位块面对掩护梁的平面均开设用于安装定位的倒角，可以让支架在安装时的可操作范围增大。在安装时，利用多个定位块组成的锥面，可以让支架更加快速准确的安装在掩护梁上。在安装完支架后，通过螺栓将定位块卸下，防止液压支架与液压支架之间在工作时存在间隙。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明所述一种半卸载迈步式液压支架，相比现有的半卸载迈步式液压支架，在同等实现支护的功能的前提下，在掩护梁上设有防倾倒装置，能让液压支架在倾斜的煤层中移架不会因为冒落的矸石冲击而导致液压支架发生倾倒，进一步提高了煤矿开采的安全性。

2、本发明所述一种半卸载迈步式液压支架，因为履带表面的梯形履刺和拖链杆下方弹簧阻尼器，在增加了履带的摩擦力的同时，还可以让液压支架移架遇到不平整的煤层顶部时弹簧阻尼器会根据不平整的煤层表面来调整履带，配合履带表面的梯形履刺，可以减少履带受到的冲击力，让液压支架在倾斜的煤层中更加稳定的工作。

3、本发明所述一种半卸载迈步式液压支架，因为齿轮与履带上的凹槽之间配合，可以让履带在实现驱动的前提下，降减少了履带的整体高度，降低液压支架重心，让液压支架在工作时更加稳定。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为常规的液压支架；

图3为本发明的防倾倒装置；

图4为本发明正视图；

图5为本发明图4中B-B的剖面图；

图6为本发明俯视图；

图7为本发明侧视图；

图8为本发明图7中A部放大图；

图9为本发明在倾斜煤层工作图；

图10为本发明在水平煤层工作图；

图中：1、底座；2、连杆；3、掩护支梁；4、掩护梁；5、液压杆一；6、液压缸一；7、移架杆；8、履带；9、定位块；10、支架；11、垫块；12、弹簧阻尼器；13、限位块；14、拖链杆；15、液压缸二；16、液压杆二；17、液压马达；18、齿轮；19、履刺；20、凹槽；21、挡板；22、拖链轮；23、锥形孔。

具体实施方式

实施例一：

工作状态：液压支架在倾斜煤层中移架。

参考图1至图9，底座1转动有连杆2，连杆2另一端转动安装有掩护支梁3，掩护支梁3另一端转动安装有掩护梁4，掩护梁4下端安装有液压杆一5，液压杆一5另一端套设连接有液压缸一6，液压缸一6另一端连接在底座1上，底座1安装有移架杆7。在掩护梁4上方安装有防倾倒装置，防倾倒装置包括设在掩护梁4上方的多个垫块11，多个垫块11的上表面安装有支架10，支架10上设有除煤渣装置，支架10上方安装有多个限位块13，每两个互相对称的限位块13为一组，每组限位块13之间均转动安装有拖链杆14，每两个互相对称拖链杆14为一组，每组拖链杆14之间均转动安装有拖链轮22，在支架10下方根据上述安装方式安装两个拖链轮22。在支架10上面的每个拖链杆14下方均安装有弹簧阻尼器12，弹簧阻尼器12另一端安装在支架10上表面，在支架10下面的每个拖链杆14上方均安装有弹簧阻尼器12，弹簧阻尼器12另一端安装在支架10下表面。拖链轮22上安装有两个履带8，两个履带8在支架10上相互对称，履带8上方设有多个梯形履刺19和凹槽20，凹槽20上方均转动安装有挡板21，挡板21能防止上方的煤渣从凹槽20掉进履带8内，当挡板21转动到齿轮18时，齿轮18将挡板21顶开。当挡板21转动到履带8下半部分时，挡板21受到自身的重力作用下将自动打开，随着履带8的转动，将少部分的煤渣通过履带8上的凹槽20带出，同时，当挡板21准备转动到履带8上半部分时，挡板21因为自身重力作用下将凹槽20盖住。在支架10移动方向的两端设有液压缸二15，液压缸二15另一端套设连接有液压杆二16，液压杆二16的另一端之间连接有液压马达17，液压马达17上设有齿轮18，齿轮18和履带8上的凹槽20互相配合。除煤渣装置包括支架10上设有多个锥形孔23，每个所述锥形孔23均对应凹槽20，每个所述锥形孔23之间的距离均一致，所述锥形孔23中部设有多个小凸块，当支架10上半部分有煤渣时，煤渣会随着履带8在工作时产生的震动掉到履带8下半部分，从履带8下半部分的凹槽20中排出。当有煤块堵住锥形孔23时，锥形孔23中部的多个小凸块会抵住煤块，当煤块受到履带8的挤压后，因为煤块的受力面积变小，煤块更容易被破坏。在垫块11外围的外表面上通过螺栓安装有多个定位块9，每个定位块9面对掩护梁4的平面均开设有用于定位安装的倒角，可以让支架10的覆盖范围变大，利用多个定位块9组成的锥面，使支架10更加快速准确的安装在掩护梁4上，安装防倾倒装置后再将定位块9卸下。本发明中未特别介绍的液压控制均采用PLC实现。

具体工作流程如下：

工作前：在倾斜煤层工作时，使用吊机将支架10吊起，在定位块9的辅助下，将支架10安装在掩护梁4上，利用螺栓将支架10固定在掩护梁4上，完全固定后将定位块9卸下。检查各种输油管之间的接口是否有漏油情况，检查履带8的安装位置是否准确，完全无误后，将液压支架放置到指定工作区域，准备工作完毕。

工作时：在采煤机将前方的煤区采空后，液压支架要根据采煤机的采煤速度来调整支护的速度。常规的液压支架移架的步骤是先降架，下降到一定高度后，利用移架杆7收缩来进行移动，等液压支架移动到合适区域后，再进行升架支护。当液压支架装上防倾倒装置后，在移架时，液压支架只需要下降到弹簧阻尼器12稍微负压的状态，液压杆二16收缩，并且履带8表面始终接触煤层顶部。通过移架杆7的收缩和履带8的转动来完成移架，在移架过程中遇到不平整的煤层顶部表面时，弹簧阻尼器12会根据不平整的表面来调整履带8。

工作后：液压支架移动到合适区域后，通过液压杆推动掩护梁4上升，到达合适的压力时，液压杆停止推动，此时上半部分的履带8受到的压力经过拖链轮22传递到拖链杆14，再由拖链杆14传递到弹簧阻尼器12，弹簧阻尼器12受力收缩，液压杆二16根据弹簧阻尼器12的受力情况来调节伸出的长度，此时履带8工作面的长度比下半部分长度小，并且整个履带8始终呈梯形。

实施例二：

工作状态：液压支架在水平并且上表面煤层较为平整的煤区移架时。

参考图10，履带8不需要自带驱动装置，在工作前将每个液压马达17均换成轴承，每个齿轮18均安装在轴承上，更换完毕后将防倾倒装置安装在掩护梁4上，把液压支架放置到指定工作区域。在移架时，直接利用移架杆7带动履带8转动。这样可以节省成本，同时让防倾倒装置结构更加简单，使该装置更加耐用，减少工人对该装置的维护频率和时间。

上述两个实施例仅为本发明众多实施例中的举例说明，在不违背本发明原理的基础上还可以有多种变化，本领域技术人员在未经创造性劳动的前提下对本发明进行变化所产生的实施例也属于本发明的保护范围之内。