一种吸能防冲功能顶梁装置的设计方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种吸能防冲功能顶梁装置的设计方法，包括吸能防冲功能顶梁装置的设置，顶梁没有受力时，顶梁盖板底面到所述吸能防冲材料顶部之间的距离S、顶梁盖板底面到所述限位圈顶部之间的距离h以及吸能防冲材料厚度的设置。通过设置多个橡胶金属弹簧以及吸能防冲材料，并设计出顶梁盖板和吸能防冲材料之间的间隙距离、顶梁盖板和限位圈顶部之间的间隙距离以及吸能防冲材料的厚度，为冲击吸能防护装置提供合理的设计方法。置提供合理的设计方法。置提供合理的设计方法。

【技术实现步骤摘要】
一种吸能防冲功能顶梁装置的设计方法


[0001]本专利技术涉及煤矿安全
，尤其涉及一种吸能防冲功能顶梁装置的设计方法。

技术介绍

[0002]液压支架是煤层开采支护的主要设备，不仅为工作人员提供安全作业空间，还对工作面顶板起到支撑和控制作用。随着煤炭行业的持续发展，煤炭开采难度日益增加，因此对液压支架的可靠性要求越来越高，在液压支架工作过程中，液压支架顶梁和煤矿巷道顶部岩壁之间的接触条件不断变化，其受到的压力作用也不断变化。此外，由于岩层空间的变化，使得液压支架顶梁不断承受冲击载荷作用，冲击载荷破坏性极强，会使液压支架伸缩立柱发生胀缸、变形，甚至出现爆裂现象。因此，液压支架上的冲击吸能防护装置的设置至关重要。目前液压支架设计主要考虑静力承载，很少考虑受到冲击载荷作用时的性能保护。本专利主要解决液压支架受到冲击载荷作用时通过顶梁的吸能来保护支架主体结构不受损坏。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本专利技术的目的在于提出一种吸能防冲功能顶梁装置的设计方法，通过设置多个橡胶金属弹簧以及吸能防冲材料，并设计出顶梁盖板和吸能防冲材料之间的间隙距离、顶梁盖板和限位圈顶部之间的间隙距离以及吸能防冲材料的厚度，为冲击吸能防护装置提供合理的设置。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提出的一种吸能防冲功能顶梁装置的设计方法，包括如下过程：
[0006]在液压支架顶梁的顶部周侧布置限位圈，并且在所述限位圈中布置多个橡胶金属弹簧，以使多个所述橡胶金属弹簧之间围成多个填充空间，在所述填充空间中填充吸能防冲材料，然后在所述橡胶金属弹簧的顶部设置与所述橡胶金属弹簧顶部相接的顶梁盖板，所述顶梁盖板底面四周设置有定位耳板，所述定位耳板活动插接在所述限位圈中，能够沿着限位圈上下移动；
[0007]获取液压支架的支护力F、液压支架受到的外力与液压支架的支护力F之间的比例a,橡胶金属弹簧的刚度K和数量n，然后由公式(1)计算顶梁没有受力时顶梁盖板底面到所述吸能防冲材料顶部之间的距离S：
[0008][0009]参阅图4，获取液压支架受到的冲击力达到或超过吸能防冲材料设定的压缩值使得顶梁盖板底面与限位圈顶部之间相接时的冲击力P，然后由公式(2)计算顶梁没有受力时，顶梁盖板底面到所述限位圈顶部之间的距离h：
[0010][0011],获取液压支架在冲击力作用下顶梁盖板向下移动距离为H(H<h)时的冲击力，然后由公式(3)计算此时液压支架受到的冲击功液压支架受到的冲击功W
J
，同时由公式(4)计算n个橡胶金属弹簧受到的冲击能量W
F
：
[0012]W
J
＝U
·
H(3)
[0013]W
F
＝0.5nK
·
H2(4)
[0014]获取吸能防冲材料的数量m，由公式(5)计算吸能防冲材料吸收的冲击功W
XM
：
[0015][0016]获取每个吸能防冲材料的表面积A以及吸能防冲材料单位体积吸收的能量C，然后由公式(6)计算吸能防冲材料的厚度T。
[0017][0018]进一步地，还包括在所述限位圈上设置限位组件，所述限位组件插接在所述定位耳板上，用于防止所述定位耳板上下移动时脱离所述限位圈。
[0019]进一步地，所述限位组件为限位销轴，所述定位耳板侧壁上设置有长形耳孔，所述限位销轴穿过限位圈后插入所述长形耳孔，所述长形耳孔的长度大于所述限位销轴的直径，以使所述定位耳板能够沿着限位圈上下移动。
[0020]进一步地，所述限位圈包括外层限位圈和套设在所述外层限位圈内部的内层限位圈，所述外层限位圈和所述内层限位圈之间形成限位槽，所述定位耳板活动插接在所述限位槽中，所述限位销轴穿过所述外层限位圈和所述内层限位圈后插入所述长形耳孔中。
[0021]进一步地，还包括在所述顶梁的顶部表面设置定位板，所述定位板位于所述限位圈内，所述定位板的表面设置有多个固定柱，多个所述橡胶金属弹簧分别套设在多个所述固定柱上。
[0022]进一步地，所述固定柱包括设置在所述定位板上的固定底柱，所述固定底柱上可拆卸连接有上斜柱。
[0023]进一步地，所述固定底柱顶部设有外螺纹螺柱，所述上斜柱底部设有与所述外螺纹螺柱螺纹配合的内螺纹孔。
[0024]进一步地，还包括在所述顶梁是设置快装组件，所述快装组件包括起吊托盘，所述起吊托盘设置在所述顶梁上，所述吸能防冲材料设置在所述起吊托盘上，所述起吊托盘上设置有定位管。
[0025]进一步地，所述定位管设置有多个，所述吸能防冲材料上设置有多个与所述定位管相配合的装配孔，以使所述吸能防冲材料通过所述定位管插入所述装配孔中安装在所述起吊托盘上。
[0026]进一步地，其特征在于，在所述定位板的表面中部开设安装孔，所述起吊托盘设置在所述安装孔中。
[0027]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0028]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0029]图1是本专利技术吸能防冲功能顶梁装置剖视图。
[0030]图2是本专利技术吸能防冲功能顶梁装置俯视图。
[0031]图3是本专利技术吸能防冲功能顶梁装置剖视图。
[0032]图4是本专利技术图2的局部结构示意图。
[0033]图5是本专利技术吸能防冲功能顶梁装置剖视图。
[0034]图6是本专利技术顶梁盖板结构图。
[0035]图7是本专利技术图6的A
‑
A剖面图。
[0036]图8是本专利技术图6的B
‑
B剖面图。
[0037]图9是本专利技术吸能防冲功能顶梁装置中橡胶金属弹簧拆卸时的结构示意图。
[0038]图10是本专利技术吸能防冲功能顶梁装置局部结构示意图。
[0039]图11是本专利技术图10的局部结构示意图。
[0040]图12是本专利技术吸能防冲功能顶梁装置局部结构示意图。
[0041]图13是本专利技术图12的局部结构示意图。
[0042]图中：1、顶梁；2、限位圈；21、外层限位圈；22、内层限位圈；23、限位槽；24、第一固定孔；25、第二固定孔；26、耳板；3、橡胶金属弹簧；4、吸能防冲材料；5、顶梁盖板；51、定位耳板；52、长形耳孔；6、限位销轴；7、定位板；71、固定柱；72、固定底柱73、上斜柱；8、快装组件；81、起吊托盘；82、定位管；83、起吊环；
具体实施方式
[0043]下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸能防冲功能顶梁装置的设计方法，其特征在于，包括：在液压支架顶梁的顶部周侧布置限位圈，并且在所述限位圈中布置多个橡胶金属弹簧，以使多个所述橡胶金属弹簧之间围成多个填充空间，在所述填充空间中填充吸能防冲材料，然后在所述橡胶金属弹簧的顶部设置与所述橡胶金属弹簧顶部相接的顶梁盖板，所述顶梁盖板底面四周设置有定位耳板，所述定位耳板活动插接在所述限位圈中，能够沿着限位圈上下移动；获取液压支架的支护力F、液压支架受到的外力与液压支架的支护力F之间的比例a,橡胶金属弹簧的刚度K和数量n，然后由公式(1)计算顶梁没有受力时顶梁盖板底面到所述吸能防冲材料顶部之间的距离S：获取液压支架受到的冲击力达到或超过吸能防冲材料设定的压缩值使得顶梁盖板底面与限位圈顶部之间相接时的冲击力P，然后由公式(2)计算顶梁没有受力时，顶梁盖板底面到所述限位圈顶部之间的距离h：获取液压支架在冲击力作用下顶梁盖板向下移动距离为H(H≤h)时的冲击力，然后由公式(3)计算此时液压支架受到的冲击功液压支架受到的冲击功W
J
，同时由公式(4)计算n个橡胶金属弹簧受到的冲击能量W
F
：W
J
＝U
·
H(3)W
F
＝0.5nK
·
H2(4)获取吸能防冲材料的数量m，由公式(5)计算吸能防冲材料吸收的冲击功W
XM
：获取每个吸能防冲材料的表面积A以及吸能防冲材料单位体积吸收的能量C，然后由公式(6)计算吸能防冲材料的厚度T。2.如权利要求1所述的一种吸能防冲功能顶梁装置的设计方法，其特征在于，还包括在所述限位圈上设置限位组件，所述限位组件插接在所述定位耳板上，用于防止所述定位耳板上下移动时脱离所述限位圈。3.如权利要求2所述的一种吸能防冲功能顶梁装置的设计方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亚军，庞晓亮，张德生，杜尚宇，时洪宇，马端志，
申请(专利权)人：煤炭科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：