夹紧机构和向巷道顶部固定钢带的方法与流程

1.本发明涉及一种钢带夹紧装置以及采用该装置实施煤矿巷道顶部钢带支护的方法。


背景技术：

2.目前，煤矿巷道支护普遍采用钢丝网、钢带加锚杆锚索结构。钢丝网放在钢带上面，钢带放在水平托架上，随水平托架慢慢升顶。由于钢带在升顶过程中容易出现掉落和晃动，钢带自身比较重，贴顶位置也比较高，人工调整困难，调整钢带的位置严重影响施工的进度。
3.目前用于防止或减小钢带晃动甚至掉落的技术手段有以下几种:1、在支护装置上焊接卡槽，使用时钢带的宽度方向限位于卡槽内，卡槽的槽间距略大于钢带宽度，可以防止钢带过大晃动。2、在支护装置上安装磁铁，并控制好磁铁的吸力，依靠磁铁吸力来夹紧钢带。这种方式的缺点是磁铁受碰撞易碎，时间越久磁力越容易损失，而且磁铁的磁力大小难以控制。3、前两者混合使用。4、其他液压电气机构，缺点是结构复杂、体型庞大、安装困难、需要煤安认证。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种夹紧机构和向巷道顶部固定钢带的方法，夹紧机构动作简单、稳定可靠，无需外部动力，支护过程中夹紧稳定，钢带不会晃动和松脱，且容易贴顶。
5.本发明的主要技术方案有：
6.一种夹紧机构，包括机构框架和安装在机构框架上的往复齿条方销、压紧装置、挡板和齿轮，往复齿条方销的上端和下端分别竖直穿过机构框架的顶部平台和底部平板并分别相对顶部平台和底部平板滑动连接，往复齿条方销的顶面为平面，往复齿条方销的中部设有横向外伸的限位凸台，限位凸台与底部平板之间的往复齿条方销上套设有压缩弹簧，往复齿条方销上限位凸台以上的区域设置有竖向齿条结构，挡板固定连接在顶部平台的上方，所述齿轮的两端旋转连接在顶部平台的下方，齿轮的轴线前后延伸，齿轮与竖向齿条结构外啮合，压紧装置相对机构框架左右滑动连接，压紧装置的压紧板与挡板的板面左右相对，压紧装置上的水平齿条结构与齿轮外啮合，往复齿条方销下移时通过竖向齿条结构、齿轮和水平齿条结构带动压紧板靠近所述挡板，左右方向上往复齿条方销位于压紧板与挡板之间，常态下压紧板与挡板之间的距离大于待夹持钢带的宽度。
7.所述压紧装置还包括圆轴销和齿条，所述圆轴销、压紧板和齿条依次固定连接，圆轴销和齿条均位于顶部平台的下方，圆柱销一端穿过机构框架上的左侧滑套，另一端固定在压紧板左侧面上，齿条一端固定在压紧板右侧面上，另一端穿过机构框架上的右侧滑套，圆轴销和齿条分别相对左、右侧滑套滑动连接，齿条充当所述水平齿条结构，压紧板的上部向上穿过顶部平台上的窗口，齿条的横截面形状为矩形，圆轴销上套有拉伸弹簧，拉伸弹簧的两端分别与左侧滑套和压紧板连接。
8.所述齿条有两个，且两个齿条前后间隔布置，压紧板和圆轴销相对两个齿条前后居中设置。
9.前后方向上，往复齿条方销位于两个齿条之间。
10.所述压紧装置优选为前后对称结构。
11.所述齿轮可以通过前后两个支撑座安装在机构框架上，齿轮的两端轴颈与对应的支撑座旋转连接。
12.一种向巷道顶部固定钢带的方法，是将若干个所述夹紧机构前后间隔安装在支护装置上，安装数量和间隔距离根据待夹持钢带的长度确定，各个夹紧机构的挡板均位于左或右的同一侧，将钢带放置在所有往复齿条方销的顶部，使所有往复齿条方销同时托举同一片钢带，在钢带自重作用下，各往复齿条方销克服压缩弹簧的弹力下移，竖向齿条结构带动齿轮转动，齿轮再带动水平齿条结构克服拉伸弹簧的弹力在左右方向上移动，压紧板同步向挡板靠近从而将钢带夹紧，操作支护装置使钢带升顶，钢带贴顶后，通过打锚杆或锚索将钢带固定到煤巷顶部，操作支护装置带动所述夹紧机构下移，所有往复齿条方销在压缩弹簧的作用下上移复位，竖向齿条结构带动齿轮转动，齿轮再带动水平齿条结构在左右方向上移动，在水平齿条结构和拉伸弹簧的共同作用下所有压紧板同步向远离挡板的方向移动复位，夹紧机构完全脱离钢带，钢带支护完成。
13.本发明的有益效果是：
14.所述夹紧机构动作简单，稳定可靠。
15.所述夹紧机构为纯机械装置，依靠弹簧弹力、齿轮齿条传动和钢带自重的有无自发实现钢带的夹紧和松开，无需外部动力，相比采用电动、液压驱动方式，结构简单、体积小，而且不需要煤安认证。
16.采用所述夹紧机构参与巷道顶部钢带支护，钢带上升过程中夹紧稳定、不会晃动和松脱。由于夹紧机构的最上面可以做到与钢带的最上面高度接近，因此钢带顶升到顶面时钢带可以贴顶。完成钢带在煤巷顶部的固定后，夹紧机构能够自动打开，顺利地与钢带脱开。
附图说明
17.图1是本发明的夹紧机构的一个实施例的结构示意图；
18.图2是图1所示夹紧机构的顶部平台下方局部结构示意图；
19.图3是所述巷道顶板支护设备的局部结构示意图。
20.附图标记：1.圆轴销，2.拉伸弹簧，3.压紧板，4.往复齿条方销，5.机构框架，5
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1.顶部平台；5
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2.底部平板；6.w形钢带，7.挡板，8.压缩弹簧，9.齿轮，10.齿条，11.限位侧板，12.滑套，a.夹紧机构。
具体实施方式
21.如图1、2、3所示，本发明公开了一种夹紧机构a，包括机构框架5和安装在机构框架上的往复齿条方销4、压紧装置、挡板7和齿轮9。机构框架是所述夹紧机构各组成部分的安装基础。往复齿条方销的横截面呈矩形，其上端和下端分别竖直穿过机构框架的顶部平台5
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1和底部平板5
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2并分别相对顶部平台和底部平板滑动连接。往复齿条方销的顶面为平
面，用于支撑钢带。往复齿条方销的顶面面积可以尽量大一些，例如可以单独设置一块平板，以该平板的顶面作为往复齿条方销的顶面。往复齿条方销的中部设有横向外伸的限位凸台，限位凸台与底部平板之间的往复齿条方销上套设有压缩弹簧8，往复齿条方销上限位凸台以上的区域设置有竖向齿条结构。
22.挡板为平板结构，呈立式固定连接在顶部平台的上方，挡板用于钢带一条长边的定位。
23.所述齿轮的两端旋转连接在顶部平台的下方，齿轮的轴线前后延伸。齿轮与竖向齿条结构外啮合，往复齿条方销升降将通过竖向齿条结构带动齿轮转动。
24.所述压紧装置相对机构框架左右滑动连接，压紧装置上的压紧板3与挡板7的板面左右相对。压紧装置上的水平齿条结构与齿轮外啮合，往复齿条方销下移时通过竖向齿条结构、齿轮和水平齿条结构的依次传动带动压紧板靠近所述挡板。压紧板靠近和远离挡板分别是实现对钢带的夹紧和放松。左右方向上往复齿条方销位于压紧板与挡板之间。压紧板与挡板之间、往复齿条方销的顶面以上空间用于放置钢带(例如图1中的w形钢带6)。常态下压紧板与挡板之间的距离大于待夹持钢带的宽度，此时夹紧机构处于打开状态，方便将钢带放置在往复齿条方销的顶面上。
25.所述压紧装置除了所述压紧板还可以包括圆轴销1和齿条10，所述圆轴销、压紧板和齿条依次固定连接，其中圆轴销和齿条均为左右水平延伸，压紧板则竖向设置。圆轴销和齿条均位于顶部平台的下方。附图所示实施例中，圆柱销一端穿过机构框架上的左侧滑套11，另一端固定在压紧板左侧面上，齿条一端固定在压紧板右侧面上，另一端穿过机构框架上的右侧滑套12。圆轴销和齿条分别相对左、右侧滑套滑动连接。其中齿条充当所述水平齿条结构。本实施例中压紧板为上窄下宽的t形板，压紧板的上部向上穿过顶部平台上的窗口。齿条的横截面形状为矩形，滑套上与齿条滑动连接的孔也是矩形孔，矩形截面的配合表面可以极大减少压紧装置往复移动过程中的前后摆动。圆轴销1上套有拉伸弹簧2，拉伸弹簧的两端分别与左侧滑套和压紧板的下部固定连接。通过设置圆轴销和拉伸弹簧，能避免左右方向之外其他方向外力的干扰，使压紧装置左右滑动时更顺畅以及压紧装置顺利复位。
26.本实施例中，所述齿条优选设置两个，且两个齿条前后间隔布置。压紧板和圆轴销相对两个齿条前后居中设置，相比采用一个齿条的压紧装置，所述夹紧机构可以更稳定地带动钢带上升，避免前后晃动。
27.前后方向上，往复齿条方销位于两个齿条之间。
28.所述压紧装置优选为前后对称结构。
29.所述齿轮可以通过前后两个支撑座安装在机构框架上，齿轮的两端轴颈与对应的支撑座旋转连接，轴颈与支撑座之间可以直接接触，也可以设置轴承。本实施例中，水平齿条结构位于前后两个支撑座之间。当所述齿条有两个时，两个齿条同时与所述齿轮的前部和后部外啮合。
30.当w形钢带放置在往复齿条方销上时，挡板和压紧板的最高处(也是整个夹紧机构的最高处)到往复齿条方销的顶面的距离应略大于钢带的厚度，在确保对钢带的稳定夹持的同时，又方便钢带贴顶。
31.所述压缩弹簧的弹力应保证w形钢带被放置在往复齿条方销上时，钢带底部尽量
靠近顶部平台5
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1，但与顶部平台不接触。
32.本发明还公开了一种向巷道顶部固定钢带的方法，如图1
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3所示，针对左右方向延伸的巷道，将一组(若干个)所述夹紧机构a前后间隔安装在支护装置上，安装数量和间隔距离根据钢带的长度确定，各个夹紧机构的挡板均位于左或右的同一侧。将钢带放置在这一组夹紧机构的所有往复齿条方销的顶部，使所有往复齿条方销同时托举同一片钢带，同时使钢带的一条长边靠在相应侧的侧板上，在钢带自重作用下，各往复齿条方销克服压缩弹簧的弹力下移，竖向齿条结构带动齿轮转动，齿轮再带动水平齿条结构克服复位弹簧的弹力在左右方向上移动，压紧板同步向挡板靠近从而将钢带夹紧，然后操作支护装置使钢带升顶，钢带贴顶后，通过打锚杆或锚索将钢带固定到煤巷顶部。再操作支护装置带动所述夹紧机构下移，由于减少了钢带的自重，所有往复齿条方销在压缩弹簧的作用下上移复位，竖向齿条结构带动齿轮转动，齿轮再带动水平齿条结构在左右方向上移动，在齿轮齿条传动和拉伸弹簧的共同作用下所有压紧板同步向远离挡板的方向移动复位，夹紧机构完全脱离钢带，钢带支护完成。