[实用新型]轻型炮采单体液压支柱

说明书

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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σ_b＝1800MPa，σ_s＝1260MPa，HR_c＝40-45；而未处理的材料σ_b＝980MPa，σ_s＝835MPa。

从稳定性理论分析看：本实用新型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P_a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P_a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：

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。

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。

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。

底座与油缸之间为一台阶配合，槽的深度相应缩小。

活塞与活柱筒之间为一台阶配合，槽的深度相应缩小。

其手把体为组焊式单独部件。

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、上下接长的壁厚由现用的7mm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，可根据不用的采高面，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。