一種針對于充填液壓支架的實驗平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種針對于充填液壓支架的實驗平臺，包括加載梁及其上連接的加載千斤頂，加載梁沿前后方向延伸，加載梁的前側(cè)設有前加載部和后加載部，加載千斤頂包括處于加載梁的前加載部位置處的前千斤頂和處于加載梁的后加載部位置處的后千斤頂，前、后千斤頂上連接有用于控制兩者相對獨立伸縮的液壓裝置。加載梁的梁長不小于待實驗的充填支架的前架頂梁和后架頂梁的梁長之和，同時通過相對獨立伸縮的前、后千斤頂?shù)淖饔?，使得在前千斤頂不加載，后千斤頂單獨加載的情況下，加載梁可實現(xiàn)對后架頂梁的局部加載，這樣可模擬后架頂梁單獨的受壓情況，以更好的實驗充填液壓支架的前、后架頂梁的承載能力。
【專利說明】
一種針對于充填液壓支架的實驗平臺
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種針對于充填液壓支架的實驗平臺。
【背景技術】
[0002]目前，基于解決“三下”壓煤開采、地表建筑物保護及地表固體廢棄物處理等目的，煤炭工作者研發(fā)了固體充填采煤技術，該技術將地表矸石、粉煤灰及建筑垃圾等固體物充入采空區(qū)，置換出“三下”壓煤的同時，有效的控制覆巖移動及地表沉淀。如中國專利文獻CN 103104275 A公開的“一種矸石充填液壓支架”，包括前后設置的前、后端頭支架，前端頭支架的前架底座上通過前架立柱支撐有前架頂梁，后端頭支架的后架底座上通過后架立柱支撐有后架頂梁，以通過前、后架頂梁的設置增長液壓支架的支護范圍。為解決我國煤炭資源回收率低、安全高效回收“三下壓煤”、利用煤矸石等固體廢棄物、保護礦區(qū)和土地及生態(tài)環(huán)境問題提供了可靠的方法和技術途徑。固體充填與采煤一體化液壓支架經(jīng)歷了四代的設計優(yōu)化，無論在結(jié)構(gòu)、功能，還是在制造工藝方面均有了較大程度的發(fā)展，但是仍然存在一些問題需要解決。第一，目前支架的設計以及優(yōu)化主要是借助以往的經(jīng)驗，而不能通過實驗室實驗的方法來模擬確定;第二，支架的大部分使用問題是在現(xiàn)場應用過程中發(fā)現(xiàn)，改進工作則需要停止工作面生產(chǎn)，并在井下的狹小空間內(nèi)進行，嚴重影響生產(chǎn);第三，通過目前實施礦井的反饋，支架的現(xiàn)場使用過程中，在支架長度、操作空間以及開采條件適應性方面仍然存在進一步優(yōu)化的空間。而國內(nèi)外還沒有一套應用于充填支架測試的實驗平臺，隨著充填支架采煤技術的推廣應用，充填液壓支架的質(zhì)量體系的檢測、結(jié)構(gòu)完善及深入的理論創(chuàng)新工作已經(jīng)迫在眉睫。為了解決國內(nèi)外充填支架實驗平臺的空缺，完善固體充填采煤理論研究，模擬支架各機構(gòu)運動軌跡測試、支架各部位受力測試、夯實離頂距測試以及夯實角度測試等，為支架受力分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、夯實機構(gòu)的完善提供了實驗依據(jù)。傳統(tǒng)的液壓支架實驗平臺只能模擬前頂梁受到頂板來壓時的受力情況，忽略了后架頂梁的受力情況，而充填液壓支架工作時后架頂梁也受到頂板的壓力，所以，傳統(tǒng)的液壓支架實驗平臺不能夠真實的模擬液壓支架受到頂板壓力時各部位的受力變化。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種針對于充填液壓支架的實驗平臺，旨在解決現(xiàn)有技術中傳統(tǒng)實驗平臺無法對后架頂梁的受載情況進行模擬的問題。
[0004]為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型中針對于充填液壓支架的實驗平臺的技術方案如下:
[0005]針對于充填液壓支架的實驗平臺，包括用于壓緊在待實驗的充填支架的頂梁上的加載梁及其上連接的用于向下壓動加載梁的加載千斤頂，加載梁沿前后方向延伸，加載梁的前側(cè)設有用于壓緊在充填支架的前架頂梁上的前加載部和用于壓緊在充填支架的后架頂梁上的后加載部，加載千斤頂包括處于加載梁的前加載部位置處的前千斤頂和處于加載梁的后加載部位置處的后千斤頂，前、后千斤頂上連接有用于控制兩者相對獨立伸縮的液壓裝置。
[0006]加載千斤頂?shù)南露诉B接在加載梁上，加載千斤頂?shù)纳隙诉B接有固定頂梁，固定頂梁上連接有豎向延伸的立柱，立柱的底部固定有用于撐托在充填支架下方的承載底座。
[0007]立柱有兩個以上、并在前后方向間隔設置，前后相鄰的兩立柱之間設置有固定在承載底座和固定頂梁之間的加強斜撐。
[0008]固定頂梁包括框架形的頂梁，頂梁固定在立柱的頂部，并在頂梁的左右兩側(cè)邊梁之間橋接有固定座，所述加載千斤頂?shù)纳隙搜b配在固定座上。
[0009]固定座有兩個以上、并在前后方向間隔布置，相鄰兩固定座之間和/或固定座與頂梁的前邊梁之間和/或固定座與頂梁的后邊梁之間橋接固定有處于左右兩側(cè)梁之間的加強
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[0010]固定頂梁和加載梁之間還裝配有兩個以上在前后方向間隔設置的防脫鎖鏈，防脫鎖鏈的上端連接在固定頂梁上、下端連接在加載梁上。
[0011]防脫鎖鏈包括自上而下在左右方向逐漸分開的八字形或V字形的鏈條，鏈條的中部穿設或繞設在固定頂梁上方、兩端左右間隔的連接在加載梁上。
[0012]防脫鎖鏈有兩個、并分別處于加載梁的兩端。
[0013]加載千斤頂還包括處于前、后千斤頂之間的中千斤頂，千斤頂連接在液壓裝置上，液壓裝置用于控制前、中、后千斤頂相對獨立的伸縮。
[0014]前、中、后千斤頂均是由兩個以上的千斤頂單體組成的千斤頂組，同組中各千斤頂左右間隔排布。
[0015]本實用新型中加載梁的梁長不小于待實驗的充填支架的前架頂梁和后架頂梁的梁長之和，這就使得加載梁的后加載部可在后架頂梁的上方進行加載，同時通過相對獨立伸縮的前、后千斤頂?shù)淖饔茫沟迷谇扒Ы镯敳患虞d，后千斤頂單獨加載的情況下，加載梁可實現(xiàn)對后架頂梁的局部加載，這樣可模擬后架頂梁單獨的受壓情況，以更好的實驗充填液壓支架的前、后架頂梁的承載能力，因此本實用新型中實驗平臺解決了現(xiàn)有技術中傳統(tǒng)實驗平臺無法對后架頂梁的受載情況進行模擬的問題，該實驗平臺具有加載位置分布合理、實驗通用性高的特點。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是圖1的俯視圖；
[0018]圖3是圖1的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0019]本實用新型中針對于充填液壓支架的實驗平臺的實施例:如圖1至圖3所示，該實驗平臺應用于煤礦井下綜合機械化采煤工作面支護設備技術領域，適應于小采高、小工作阻力的實驗，能夠?qū)崿F(xiàn)前后架頂梁的全部加載實驗，以及局部加載下支架整體頂梁各部位受力變化情況。該實驗平臺主要由加載支架及其頂部設置的加載千斤頂、加載梁I組成。
[0020]加載支架包括用于撐托在充填支架的下方的矩形的承載底座5，該承載底座5沿前后方向延伸，承載底座5的左右兩側(cè)邊沿上對稱立設有若干對立柱4，各對立柱4在前后方向間隔均布，并在各對立柱4的頂部固定有固定頂梁2，相鄰兩對立柱4之間設置有處于承載底座5左右兩側(cè)的加強斜撐6，加強斜撐6的下端固定在一立柱4的底部、上端固定在相鄰立柱4的頂部。固定頂梁2包括框架形的頂梁21，頂梁21左右兩側(cè)邊梁架設在承載底座5左右兩側(cè)的立柱4上方，頂梁21前后兩側(cè)的邊梁分別橋接固定在左、右邊梁的端部之間，左、右兩邊梁之間還橋接固定有前固定座22、中固定座23和后固定座24，前固定座22、中固定座23和后固定座24前后間隔設置，在前固定座22、中固定座23和后固定座24中相鄰兩者之間橋接固定有平行設置在左、右邊梁中間的中加強梁26，在前固定座22和前邊梁之間橋接固定有平行設置在左、右邊梁中間的前加強梁25，在后固定座24和后邊梁之間橋接固定有平行設置在左、右邊梁中間的后加強梁27。
[0021]加載千斤頂有三組、且輸出端均朝下布置，三組加載千斤頂沿前后方向依次分為前千斤頂31、中千斤頂32和后千斤頂33，前千斤頂31、中千斤頂32和后千斤頂33均是由一對左右對稱排布的千斤頂單體組成，其中前千斤頂31的缸體固定在前固定座22上，中千斤頂32的缸體固定在中固定座23上，后千斤頂33的缸體固定在后固定座24上。前千斤頂31、中千斤頂32和后千斤頂33上連接有控制三者相對獨立的伸縮運動的液壓裝置，即該液壓裝置既可以控制前千斤頂31、中千斤頂32和后千斤頂33同步動作，也可以控制前千斤頂31、中千斤頂32和后千斤頂33中任意一個或任意兩個動作，而其余不動作。
[0022]加載梁I處于加載支架內(nèi)、并前后延伸，加載梁I處于固定頂梁2的下方，加載梁I的前側(cè)設有用于壓緊在充填支架的前架頂梁上的前加載部和用于壓緊在充填支架的后架頂梁上的后加載部，該前、后加載部均是加載梁I的下側(cè)面。前加載部和前加強梁25之間連接有前防脫鎖鏈71，后加載部和后加強梁27之間連接有后防脫鎖鏈72，前防脫鎖鏈71和后防脫鎖鏈72均是自上而下在左右方向逐漸分開的V字形鏈條，鏈條的中部穿設或繞設在固定頂梁上方、兩端左右間隔的連接在加載梁上。前千斤頂31的下端繞左右延伸的軸線鉸接在前加載部的上側(cè)面上固定的鉸接座上，中千斤頂32的下端繞左右延伸的軸線鉸接在加載梁I中部的上側(cè)面上固定的鉸接座上，后千斤頂33的下端繞左右延伸的軸線鉸接在后加載部的上側(cè)面上固定的鉸接座上。
[0023]本實施例中實驗平臺的加載梁I設計較長。因為相對于傳統(tǒng)液壓支架，充填液壓支架的后架頂梁在實際工作中也承受來自頂板壓力。因此所述實驗平臺可以通過改變加載千斤頂數(shù)量來適應不同頂梁長度充填液壓支架的實驗，該加載梁I的設計適應于具有前后頂梁的充填液壓支架的承載實驗。充填液壓支架可以內(nèi)外部加載的形式來進行實驗，優(yōu)選選用外部加載實驗方式，能夠更真實的模擬出實際工作時受到外部頂板壓力的支架受力情況，加載方式為千斤頂施壓，實現(xiàn)模擬支架整體及局部承壓情況。
[0024]該實驗平臺的工作原理是:首先，充填支架放置承載底座5之上，加載支架升柱至一定高度，液壓裝置的操縱閥同時操作，加載梁I的高度隨加載千斤頂?shù)纳炜s變化調(diào)整高度及加載，各操作閥可微調(diào)，以保持加載梁I水平，對充填支架的前架頂梁和后架頂梁進行加壓，來模擬充填支架頂梁整體受壓的工況;同時也可單獨微調(diào)每一個或兩個千斤頂單體，使充填液壓支架頂梁局部受壓，以此模擬頂梁局部受壓情況，正是區(qū)別于傳統(tǒng)液壓支架實驗平臺之處，通過局部加載，可實現(xiàn)對充填液壓支架后頂梁的模擬實驗。這是由于充填支架在實際工作中后架頂梁要承受頂板壓力，因此要對充填支架后頂梁進行測試，這是一種全新設計，區(qū)別于傳統(tǒng)支架實驗平臺，能夠準確的模擬后頂梁的受力情況，并進行受力分析，有利于對其機構(gòu)進一步的完善。通過在實驗平臺上安裝各種數(shù)字采集儀、壓力表來采集各受力點受力變化信息。其次，實驗平臺適用于在薄煤層工作的充填支架，適用于長頂梁的加載，通過安裝在長加載梁I上的加載千斤頂對充填支架長頂梁進行外部加壓，以附圖為例，安裝了六個千斤頂單體，可根據(jù)充填支架的長度來設計加載梁I的長度及千斤頂單體的個數(shù)，通過操縱閥動作，進行長頂梁支架的模擬測試。針對于充填液壓支架，該實驗平臺可測試夯實頂距及夯實角度，從而對夯實機構(gòu)進行優(yōu)化改進，設計出性能更好的夯實機構(gòu)。
[0025]在上述實施例中，液壓裝置中各個千斤頂單體的控制油路是相對獨立的，以實現(xiàn)對各個千斤頂單體的分別控制，在其他實施例中，也可以通過同一的油路，只是在油路出口位置對應各個千斤頂單體分別設置開關閥門的方式來實現(xiàn)對各個千斤頂單體的分別控制，當然也可以采用其他油路控制的方式實現(xiàn)對各個千斤頂單體的分別控制。另外，防脫鎖鏈的鏈條不但可以采用V字形，也可以采用八字形。而前、中、后千斤頂均采用一對千斤頂單體是為了獲得向下壓力的垂直度，避免下壓力出現(xiàn)偏斜，在其他實施例中，也可以通過在加載梁和固定頂梁之間導向機構(gòu)實現(xiàn)垂直施力。
【主權項】
1.針對于充填液壓支架的實驗平臺，包括用于壓緊在待實驗的充填支架的頂梁上的加載梁及其上連接的用于向下壓動加載梁的加載千斤頂，加載梁沿前后方向延伸，其特征在于，加載梁的前側(cè)設有用于壓緊在充填支架的前架頂梁上的前加載部和用于壓緊在充填支架的后架頂梁上的后加載部，加載千斤頂包括處于加載梁的前加載部位置處的前千斤頂和處于加載梁的后加載部位置處的后千斤頂，前、后千斤頂上連接有用于控制兩者相對獨立伸縮的液壓裝置。2.根據(jù)權利要求1所述的針對于充填液壓支架的實驗平臺，其特征在于，加載千斤頂?shù)南露诉B接在加載梁上，加載千斤頂?shù)纳隙诉B接有固定頂梁，固定頂梁上連接有豎向延伸的立柱，立柱的底部固定有用于撐托在充填支架下方的承載底座。3.根據(jù)權利要求2所述的針對于充填液壓支架的實驗平臺，其特征在于，立柱有兩個以上、并在前后方向間隔設置，前后相鄰的兩立柱之間設置有固定在承載底座和固定頂梁之間的加強斜撐。4.根據(jù)權利要求2所述的針對于充填液壓支架的實驗平臺，其特征在于，固定頂梁包括框架形的頂梁，頂梁固定在立柱的頂部，并在頂梁的左右兩側(cè)邊梁之間橋接有固定座，所述加載千斤頂?shù)纳隙搜b配在固定座上。5.根據(jù)權利要求4所述的針對于充填液壓支架的實驗平臺，其特征在于，固定座有兩個以上、并在前后方向間隔布置，相鄰兩固定座之間和/或固定座與頂梁的前邊梁之間和/或固定座與頂梁的后邊梁之間橋接固定有處于左右兩側(cè)梁之間的加強梁。6.根據(jù)權利要求2所述的針對于充填液壓支架的實驗平臺，其特征在于，固定頂梁和加載梁之間還裝配有兩個以上在前后方向間隔設置的防脫鎖鏈，防脫鎖鏈的上端連接在固定頂梁上、下端連接在加載梁上。7.根據(jù)權利要求6所述的針對于充填液壓支架的實驗平臺，其特征在于，防脫鎖鏈包括自上而下在左右方向逐漸分開的八字形或V字形的鏈條，鏈條的中部穿設或繞設在固定頂梁上方、兩端左右間隔的連接在加載梁上。8.根據(jù)權利要求6所述的針對于充填液壓支架的實驗平臺，其特征在于，防脫鎖鏈有兩個、并分別處于加載梁的兩端。9.根據(jù)權利要求1至8中任意一項所述的針對于充填液壓支架的實驗平臺，其特征在于，加載千斤頂還包括處于前、后千斤頂之間的中千斤頂，千斤頂連接在液壓裝置上，液壓裝置用于控制前、中、后千斤頂相對獨立的伸縮。10.根據(jù)權利要求9所述的針對于充填液壓支架的實驗平臺，其特征在于，前、中、后千斤頂均是由兩個以上的千斤頂單體組成的千斤頂組，同組中各千斤頂左右間隔排布。
【文檔編號】G01M99/00GK205538269SQ201620266534
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】史磊, 張文瑞, 張芳衛(wèi), 梁勇, 孫艷, 唐曉磊, 鄭永強, 梁鶴, 曹銀茍, 黃泉清, 陳素芳
【申請人】鄭州四維礦業(yè)機械有限責任公司