[發明專利]一種非等壁厚菱形復合結構沖擊吸能防護裝置

在審

• 申請號: 202210509935.7
• 申請日: 2022-05-11
• 公開（公告）號: CN114776346A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 張坤;杜明超;陳玉猛;劉亞;孫政賢;黃梁松;李玉霞;魏訓濤;余銅柱;張代祥;鐘東虎
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21D15/44
• 分類號: E21D15/44;E21D15/51;E21D15/55
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本發明涉及煤礦安全技術領域，尤其涉及一種非等壁厚菱形復合結構沖擊吸能防護裝置，旨在解決現有沖擊吸能裝置的緩沖吸能效果差，耐撞性能和抗沖擊特性較差的問題。該非等壁厚菱形復合結構沖擊吸能防護裝置，采用非等壁厚菱形復合結構吸能層作為主要的吸能構件，通過將非等壁厚菱形結構與非等壁厚菱形結構連接臂復合形成復合蜂窩結構，既充分利用了非等壁厚菱形結構剛度小、吸能特性優良、耐撞性強、抗彎性能好的特點，又發揮了蜂窩結構輕質、強度高、高剪切模量及良好的抗缺口、抗斷裂以及高回彈韌性、力學性能穩定、優異的能量吸收能力和抗沖擊能力強等優點，使得非等壁厚菱形復合結構吸能層整體具有優良的吸能性能，結構穩定可靠。

技術領域

本發明涉及煤礦安全技術領域，尤其涉及一種非等壁厚菱形復合結構沖擊吸能防護裝置。

背景技術

液壓支架是煤層開采支護的主要設備，不僅為工作人員提供安全作業空間，還對工作面頂板起到支撐和控制作用。隨著煤炭行業的持續發展，煤炭開采難度日益增加，因此對液壓支架的可靠性要求越來越高。

在煤炭生產過程中，由于地質條件的復雜性，液壓支架處在惡劣的工作環境中。在液壓支架工作過程中，液壓支架頂梁和煤礦巷道頂部巖壁之間的接觸條件不斷變化，其受到的壓力作用也不斷變化。此外，由于巖層空間的變化，使得液壓支架頂梁不斷承受沖擊載荷作用，沖擊載荷破壞性極強，會使液壓支架伸縮立柱發生脹缸、變形，甚至出現爆裂現象，沖擊載荷造成支架損壞事故的比例占到了煤礦事故的50％以上。因此，沖擊吸能防護裝置對液壓支架的使用具有重要意義。

現有的沖擊吸能裝置包括底部支撐板、中部抗沖擊結構組件、頂部支撐板及形變壓力傳感器。然而，現有的沖擊吸能裝置的緩沖吸能效果差，耐撞性能和抗沖擊特性較差。

發明內容

本發明提供一種非等壁厚菱形復合結構沖擊吸能防護裝置，以解決現有沖擊吸能裝置的緩沖吸能效果差，耐撞性能和抗沖擊特性較差的問題。

為了實現上述目的，本發明提供一種非等壁厚菱形復合結構沖擊吸能防護裝置，包括底座、非等壁厚菱形復合結構吸能層、彈簧、伸縮立柱和頂板，底座的下端固定安裝在液壓支架的頂梁上，底座的上端均勻固定安裝伸縮立柱，伸縮立柱的上端固定在頂板的下端面，彈簧套裝在伸縮立柱上，非等壁厚菱形復合結構吸能層設置五個，等間距固定在底座的上端面，非等壁厚菱形復合結構吸能層的上端與頂板之間設置間隙，非等壁厚菱形復合結構吸能層位于彈簧圍成的空間內；非等壁厚菱形復合結構吸能層包括非等壁厚菱形結構，多個非等壁厚菱形結構橫向連成一行，相鄰的兩行非等壁厚菱形結構之間通過非等壁厚菱形結構連接臂連接，非等壁厚菱形結構與非等壁厚菱形結構連接臂形成復合蜂窩結構，非等壁厚菱形結構的下方兩條邊增厚形成厚菱形壁；伸縮立柱采用三級伸縮式結構，伸縮立柱包括一級伸縮立柱、二級伸縮立柱、三級伸縮立柱，二級伸縮立柱的下端凸起滑動安裝在一級伸縮立柱內，三級伸縮立柱的下端凸起滑動安裝在二級伸縮立柱內。

在上述的非等壁厚菱形復合結構沖擊吸能防護裝置中，可選的是，非等壁厚菱形結構的一條對角線呈水平狀態，另一條對角線呈豎直狀態，相鄰的兩行非等壁厚菱形結構之間錯開，非等壁厚菱形結構連接臂的上端連接一個非等壁厚菱形結構的左端或右端，非等壁厚菱形結構連接臂的下端連接另一個非等壁厚菱形結構的上端。

在上述的非等壁厚菱形復合結構沖擊吸能防護裝置中，可選的是，非等壁厚菱形復合結構吸能層采用尼龍材料。

在上述的非等壁厚菱形復合結構沖擊吸能防護裝置中，可選的是，非等壁厚菱形復合結構吸能層的下端與底座膠接。

在上述的非等壁厚菱形復合結構沖擊吸能防護裝置中，可選的是，彈簧的上端與頂板的下端面固定連接，彈簧的下端與底座的上端面固定連接。

在上述的非等壁厚菱形復合結構沖擊吸能防護裝置中，可選的是，底座的下端通過螺栓固定在液壓支架的頂梁上。