专利名称：轻型炮采单体液压支柱的制作方法
技术领域：
本发明轻型炮采单体液压支柱，是一种轻型组合接长外注式单体液压支柱。属于煤矿机械支护设备领域，主要用于统配煤矿、中小型煤矿和乡镇煤矿井下掘进端头、切眼作业和永久支护，解决安全生产、节约坑木、降低成本、提高煤碳资源回采率的问题。
目前国内外煤矿支护设备，除采用综采机、滑移支架等设备外，广泛采用DZ型单体液压支柱及铝合金支柱，这些支柱存在着成本高、寿命短、利用率低等问题;DZ型支柱更存在着重量大、工人劳动强度大的问题。
本发明轻型炮采单体液压支柱，目的在于保证DZ型支柱主要性能不变的情况下，提供一种轻型炮采单体液压支柱的技术方案，以达到减轻工人劳动强度，节约金属材料，降低成本，增强抗腐、耐磨性、延长支柱使用寿命的目的，可作为DZ型外注式单体液压支柱的更新换代产品。
本发明是以单体液压支柱的强度和稳定性理论分析为基础的。
从强度理论分析看该轻型炮采单体液压支柱的主要零件活柱筒、油缸(材料为27SiMn低碳合金钢)，由于其内外表面均采用了液体法硼铝共渗热处理新工艺，使其强度和硬度大大提高，经测量，热处理后其材料的σb＝1800MPa，σs＝1260MPa，HRc＝40-45;而未处理的材料σb＝980MPa，σs＝835MPa。
从稳定性理论分析看本发明在理论分析上较传统理论分析有所突破。传统计算理论的共同之处是适用于实芯无内压作用的活柱筒(活塞)、油缸支柱。但是，矿用液压支柱，由于其结构的特殊性，即活柱筒(活塞)为空心结构，其内腔与油缸内腔相通，将受有相同的内压Pa的作用，故液压支柱的轴向外压力N，大部分由活柱筒内部的内压Pa承担，活柱筒仅承担较小一部分轴向外压力，这与活柱筒(活塞)为实芯体时承担全部外压力的情况有所不同。同理，油缸根本不承受轴向外压力，轴向外压力全部由内压承担，因而，活柱筒、油缸均不存在稳定性问题。
上述理论分析，为液压支柱的轻型化提供了依据。通过计算机模拟计算和煤碳部国家检测中心对研制件的测试得到了满意的效果。
本发明轻型炮采单体液压支柱，主要由顶盖、组合接长、弹性圆柱销、排气阀、柱头、三用阀、活柱筒、手把体、油缸、复位弹簧、活塞、底座、堵头组成，顶盖位于支柱顶端，弹性圆柱销将组合接长与柱头连接，柱头中装有起安全溢流和排液卸载作用的三用阀，活柱筒上端与柱头相焊，下端与活塞相连，并通过活塞在油缸内运动，手把体位于油缸上部，复位弹簧装在活柱筒内，上端与柱头相连接，底座12装在油缸的底部，其特征在于A活柱筒、油缸、组合接长均采用薄壁型结构，并配套对内、外表面进行液体法硼铝共渗工艺处理。
B、组合接长可分成不同高度的可任意组合的上接长和下接长两种结构。
C、其顶盖的4个边为圆弧形，顶盖与上接长或活柱筒用连接钢丝相连接。
D、底座与油缸之间为一台阶配合，槽的深度相应缩小。
E、活塞与活柱筒之间为一台阶配合，槽的深度相应缩小。
F、其手把体为组焊式单独部件。
G、其排气阀为自动排气阀，并安装于柱头上或活柱筒上端的堵头内。
本发明的优点在于1、在保证原来同类单体液压支柱的主要性能指标不变的前提下，每根支柱的重量可减轻10-15kg，减轻了工人的劳动强度，其重量接近于铝合金支柱，其成本只及铝合金支柱的一半，其强度大大高于铝合金支柱，并且不存在铝合金支柱产生静电引起爆炸的危险。
2、节省了金属材料，其主要零件油缸、活柱筒、上下接长的壁厚可减至4-6mm，油缸毛坯由原来的φ114×10，可改为φ112×8;活柱筒毛坯由原来的φ95×10，可改为φ95×9。
3、采用了组合上、下接长，可根据不同的采高面，任意组合安装，由于应用了4个弹性圆柱销连接，换装方便，可一柱多用，提高了支柱的利用率，亦可根据用户的要求，上、下接长与柱头的连接采用焊接式，可进一步减轻支柱的重量。
4、安装了自动排气阀，在升柱时可自动排气，排完气后又可自动密封，使支柱性能更加稳定，该自动排气阀为独立部件，亦可应用于其它类型支柱上。
5、主要零件活柱筒、油缸、上下接长等均采用了液体法硼铝共渗工艺处理，提高了强度、耐炮崩硬度、耐腐蚀性能和使用寿命。
6、本轻型炮采单体液压支柱，在结构尺寸上考虑了DZ型废旧支柱主要零件的重复利用性，为现有的DZ型废旧支柱修复改造成为轻型炮采支柱提供了方便。
附图1为上注式轻型炮采单体液压支柱(22型以下支柱)的主视剖面图。
图中标号为1、顶盖2、上接长3、弹性圆柱销4、自动排气阀5、上柱头6、三用阀7、活柱筒8、手把体9、油缸10、复位弹簧11、活塞12、底座附图2为下注式轻型炮采单体液压支柱(25型以上支柱)的主视剖面图。
图中标号为13、堵头14、下柱头15、下接长其余标号与附图1中的标号一致。
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的具体结构
实施例1上注式轻型炮采单体液压支柱顶盖1位于支柱顶端，用钢丝与上接长2连接，上接长2用四个圆柱销3与上柱头5相连接，在上柱头5的上部装有自动排气阀4，上柱头5的中部安装有标准的三用阀6，活柱筒7上端与柱头5相焊，下端与活塞11相连接，并且通过活塞11可在油缸9内上下运动，手把体8装在油缸9的上部，用钢丝相连接，复位弹簧10装在活柱筒7内，上端与柱头5相连接，下端与底座相连接，底座12装在油缸9的底部，用钢丝相连接。
实施例2下注式轻型炮采单体液压支柱其顶盖1与活柱筒7用钢丝连接，堵头13位于活柱筒7上部，自动排气阀4装在堵头13上，下柱头14上部与油缸9相焊，下部与下接长15用弹性圆柱销相连接，底座12装在下接长15的底部，用钢丝连接，其余结构的安装与实施例1相同。
本发明轻型炮采单体液压支柱的工作过程为将支柱立于支护地点，把注液枪插入三用阀6的注液孔内，即可将乳化液注入活柱筒7及油缸9下部，通过活塞11将活柱筒7升高至使用高度，并增压至额定初撑力，在注液过程中，通过自动排气阀将柱内的空气自动排出，当空气全部排出后，自动排气阀在液体压力的作用下，自动关闭并密封，撤换支柱时，将卸载手把插入三用阀6的卸载孔内，打开卸载阀，排出乳化液，支柱卸载，在复位弹簧10的作用下，可迅速降柱。
权利要求
1.一种轻型炮采单体液压支柱，主要由顶盖、组合接长、弹性圆柱销、柱头、排气阀、三用阀、活柱筒、手把体、油缸、复位弹簧、活塞、底座、堵头组成，顶盖位于支柱顶端，弹性圆柱销将组合接长与柱头连接，柱头中装有起安全溢流和排液卸载作用的三用阀，活柱筒上端与柱头相焊，下端与活塞相连，并通过活塞在油缸内运动，手把体位于油缸上部，复位弹簧装在活柱筒内，上端与柱头相连接，底座12装在油缸的底部，其特征在于A、活柱筒、油缸、组合接长、活塞、底座均采用薄壁型结构，并配套进行液体法硼铝共渗工艺处理；B、组合接长可分成不同高度的可任意组合的上接长和下接长两种结构，柱头可分为上柱头和下柱头两种结构；C、其顶盖的4个边为圆弧形，顶盖与上接长或活柱筒用连接钢丝相连接；D、底座与油缸之间为一台阶配合，槽的深度相应缩小；E、活塞与活柱筒之间为一台阶配合，槽的深度相应缩小；F、其手把体为组焊式单独部件；G、排气阀为自动排气阀，并安装于柱头上或活柱筒上端的堵头内。
2.按照权利要求1所述的一种轻型炮采单体液压支柱，其特征在于油缸、活柱筒、上、下接长壁厚均可减至4-6mm，油缸毛坯为φ112×8，活柱筒毛坯为φ95×9。
3.按照权利要求1所述的一种轻型炮采单体液压支柱，其特征在于底座与油缸、活塞与活柱筒之间的一台阶配合，其槽深可减小到φ104mm、与φ83mm。
4.按照权利要求1所述的一种轻型炮采单体液压支柱，其特征在于上接长位于顶盖和上注头之间。
5.按照权利要求1所述的一种轻型炮采单体液压支柱，其特征在于下接长位于下柱头和底座之间。
全文摘要
本发明轻型炮采单体液压支柱，属于煤矿机械支护设备领域，主要适用于统配煤矿、中小型煤矿和乡镇煤矿的井下采掘支护。其特征在于是一种轻型的组合接长、外注、薄壁型结构的单体液压支柱，每根支柱减轻重量10—15kg，但性能仍优于原来同类单体支柱的性能，由于配套采用了液体法硼铝共渗工艺，故提高了支柱的强度、抗炮崩能力、耐腐蚀性能，延长了使用寿命。采用了拆装方便的组合接长，可一柱多用适用于不同采高面，便于推广使用，具有很高的社会经济效益。
文档编号E21D15/44GK1074270SQ9211528
公开日1993年7月14日 申请日期1992年12月26日 优先权日1992年12月26日
发明者王同祥, 李新华, 杨庆佛, 韩培悌, 胡纯怀 申请人:太原工业大学