一种直纹管外翻式吸能装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种直纹管外翻式吸能装置，包括防护壳体和沿着所述防护壳体的轴线方向运动的立柱，所述立柱的底面和防护壳体的底部之间设有吸能构件；所述吸能构件包括与所述立柱的底面接触的压头、安装于防护壳体底部的翻管凸模、以及位于所述压头和翻管凸模之间可发生翻管变形的直纹管；在立柱受较大冲击载荷时，所述直纹管在压头的压力作用下和翻管凸模的引导下发生翻管变形形成双层管壁，将冲击能转化成翻管塑性变形能，实现让位吸能。本发明专利技术的直纹管外翻式吸能装置利用直纹管向外翻卷塑性变形来吸收耗散冲击能，从而提高液压立柱的抗冲击性能，其具有工作阻力恒定，行程效率高，变形模式稳定，结构紧凑等特点。

A Vertical Energy Absorbing Device

【技术实现步骤摘要】
一种直纹管外翻式吸能装置
本专利技术属于煤矿巷道防冲支护的
，尤其涉及一种直纹管外翻式吸能装置。
技术介绍
冲击地压是一种具有瞬时性、突发性和破坏性的采矿动力灾害。冲击地压发生时产生的冲击载荷对立柱的冲击具有快速性，若冲击来压过快，安装在立柱上的安全阀来不及打开，或安全阀打开后泄压速度远小于立柱增压速度，这会导致立柱的压力迅速增加，立柱易发生弯曲、断裂或爆缸等破坏，因此立柱的抗冲击性能急需提高。在支护结构中加入吸能构件来吸收冲击能，当冲击地压发生时，可以在一定程度上保护巷道及其支护结构。吸能构件是该防冲支架实现防冲吸能功能的关键元件，其性能直接关系到整个防冲吸能液压支架的吸能效果。矿业领域应用的吸能构件主要有预折纹筒式吸能构件与扩径式吸能构件，预折纹筒式吸能构件虽具有稳定可重复的屈曲变形模式，但是其变形阻力不恒定，不能达到理想的吸能效果，扩径式吸能构件变形过程具有恒定的阻力，然而其冲程效率只能达到一半，吸能让位行程较短。
技术实现思路
基于以上现有技术的不足，本专利技术所解决的技术问题在于提供一种直纹管外翻式吸能装置，其工作阻力恒定、行程效率高、变形模式稳定、结构紧凑，利用直纹管向外翻卷塑性变形来吸收耗散冲击能，从而提高液压立柱的抗冲击性能。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案来实现：本专利技术提供一种直纹管外翻式吸能装置，包括防护壳体和沿着所述防护壳体的轴线方向运动的立柱，所述立柱的底面和防护壳体的底部之间设有吸能构件；所述吸能构件包括与所述立柱的底面接触的压头、安装于防护壳体底部的翻管凸模、以及位于所述压头和翻管凸模之间可发生翻管变形的直纹管；在立柱受较大冲击载荷时，所述直纹管在压头的压力作用下和翻管凸模的引导下发生翻管变形形成双层管壁，将冲击能转化成翻管塑性变形能，实现让位吸能。进一步的，所述直纹管的壁面为波纹形状的直管，其底端具有翻卷口。进一步的，所述翻管凸模为带有一定圆角的凸模，该凸模上端带有第一凸台，所述直纹管的翻卷口与所述翻管凸模的圆角贴合。可选的，所述压头为带有第二凸台的圆盘，所述第一凸台和第二凸台的外径与所述直纹管内圈的直径相适配，用于对所述直纹管进行定位。可选的，所述防护壳体的顶部设有用于将由压头、直纹管、翻管凸模组成的吸能构件封装在防护壳体内的导向套；所述导向套的中部开有同立柱的外径相配合的导向孔，用于使立柱始终沿着防护壳体的轴线方向运动。由上，本专利技术的直纹管外翻式吸能装置至少具有如下效果：1、直纹管外翻式吸能构件具有恒定的工作阻力，翻管变形阻力与位移曲线近似为矩形，能够达到理想的吸能效果。2、辅助直纹管翻管变形的翻管凸模与压头的高度较低，直纹管翻管变形的行程较大。3、直纹管翻管变形后，直纹管变成双层管壁，外层管壁包裹在立柱外面，结构紧凑，占用空间小。4、直纹管翻管变形具有稳定可重复性，吸能装置工作可靠。5、直纹管为薄壁直管，质量轻，比吸能大(吸收的能量与吸能装置比值大)。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。图1为本专利技术的直纹管外翻式吸能装置的结构示意图；图2为本专利技术的直纹管的结构示意图；图3为图2的俯视图；图4为图2中的A-A截面图；图5为本专利技术的翻管凸模的结构示意图；图6为本专利技术的压头的结构示意图；图7为本专利技术的导向套的结构示意图；图8为本专利技术的直纹管外翻式吸能装置的让位变形状态示意图；图9为本专利技术的直纹管外翻式吸能装置的让位变形结束示意图。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本专利技术的原理，本专利技术的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。本专利技术的直纹管外翻式吸能装置的结构如图1至7所示，主要由立柱1、导向套2、压头3、直纹管4、翻管凸模5与防护壳体6组成，其结构如图1所示。其中，直纹管4的壁面为波纹形状的直管，直纹管4的底端为翻卷口，翻管凸模5为带有一定圆角的凸模，凸模上端带有第一凸台51，直纹管4安装在翻管凸模5的上端，直纹管4的翻卷口与翻管凸模5的圆角贴合，翻管凸模5的第一凸台51的外径与直纹管4内圈的直径相适配，翻管凸模5的第一凸台51对直纹管4起到定位的作用。本专利技术的压头3为一定厚度的圆盘，压头3的下端带有第二凸台31，压头3压在直纹管4的上端，压头3的第二凸台31的外径与直纹管4内圈的直径相适配，同样压头3的第二凸台31也起到定位作用。由压头3、直纹管4、翻管凸模5组成的吸能构件安装在防护壳体6内，并由导向套2封装为一整体组成防冲吸能装置。导向套2设置在防护壳体6的顶部，导向套2中部开有同立柱1相配合的导向孔21，保证立柱1始终沿着防护壳体6的轴线方向运动，使用时立柱1的底面穿过导向孔21压在压头3的上端面上。直纹管4的结构如图2-4所示，直纹管4的壁面为波纹形状的薄壁直管，与轴向垂直的截面形状完全相同，与翻管凸模5接触一端预压成翻卷口形状，直纹管4的翻卷口与翻管凸模5的圆角相贴合。翻管凸模5的结构如图5所示，翻管凸模为带有一定圆角的凸模，凸模上有一定高度的第一凸台51，第一凸台51的直径与直纹管4内圈的直径相等，第一凸台51能够起到定位直纹管4的作用。压头3的结构如图6所示，压头3为一定厚度的圆盘，与直纹管4的接触端带有一定高度的第二凸台31，第二凸台31的直径与直纹管内圈直径相等，压头的第二凸台31也起到定位直纹管4的作用。导向套2的结构如图7所示，导向套2安装在防护壳体6的上端，同防护壳体6一起对吸能装置进行封装，导向套2中间的导向孔21与立柱1的外径间隙配合。下面，结合图8-9和上述结构特征的描述，对本专利技术的直纹管外翻式吸能装置的工作原理进行简单描述：正常情况下，立柱1受静载。当巷道围岩压力缓慢增大时，立柱1所受的静载随之增加，当立柱内液体压力达到工作阻力时，安装于立柱1上的安全阀开启泄压，此工况下立柱1作用于吸能装置的力未达到直纹管4的翻管变形阻力，直纹管4不发生变形，此时能量主要由安装于立柱1上的安全阀开启泄压耗散。直纹管4未发生翻管变形时吸能装置的状态如图1所示。当冲击地压发生时，立柱1受较大冲击载荷，立柱1上的安全阀来不及打开，或打开后泄压速度小于立柱1的增压速度，导致立柱1内液体的压力急剧增加，吸能装置承受的力也随之增大。当吸能装置所受力达到直纹管4的翻管变形阻力时，直纹管4在翻管凸模5的圆角的引导下发生翻管变形，形成双层管壁，双层管壁的外壁包裹在立柱1外面，如图8所示，通过这种翻管塑性变形，可以将冲击能转化成翻管塑性变形能，从而实现让位吸能。直纹管4让位变形能够为安全阀开启提供缓冲时间，若安全阀打开后立柱1增压速度仍大于安全阀泄压速度，吸能装置让位变形阻止了立柱1内液体压力的升高，保护立柱1不被破坏。直到压头3的第二凸台31与翻管凸模5的第一凸台51接触，翻管变形达到最大行程，吸能装置让位吸能结束，如图9所示。本专利技术的吸能装置工作过程具有恒定的变形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直纹管外翻式吸能装置，包括防护壳体和沿着所述防护壳体的轴线方向运动的立柱，其特征在于，所述立柱的底面和防护壳体的底部之间设有吸能构件；所述吸能构件包括与所述立柱的底面接触的压头、安装于防护壳体底部的翻管凸模、以及位于所述压头和翻管凸模之间可发生翻管变形的直纹管；在立柱受较大冲击载荷时，所述直纹管在压头的压力作用下和翻管凸模的引导下发生翻管变形形成双层管壁，将冲击能转化成翻管塑性变形能，实现让位吸能。

【技术特征摘要】
1.一种直纹管外翻式吸能装置，包括防护壳体和沿着所述防护壳体的轴线方向运动的立柱，其特征在于，所述立柱的底面和防护壳体的底部之间设有吸能构件；所述吸能构件包括与所述立柱的底面接触的压头、安装于防护壳体底部的翻管凸模、以及位于所述压头和翻管凸模之间可发生翻管变形的直纹管；在立柱受较大冲击载荷时，所述直纹管在压头的压力作用下和翻管凸模的引导下发生翻管变形形成双层管壁，将冲击能转化成翻管塑性变形能，实现让位吸能。2.如权利要求1所述的直纹管外翻式吸能装置，其特征在于，所述直纹管的壁面为波纹形状的直管，其底端具有翻卷口。3.如权利要求2所述的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建卓，王洁，刘欢，由衷，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21