本發(fā)明涉及液壓支架的，尤其涉及一種兩級伸縮機(jī)構(gòu)與小行程液壓缸組合分級升降電動支架。

背景技術(shù)：

1、液壓支架作為煤礦開采和隧道工程中的關(guān)鍵設(shè)備，主要用于支撐頂板、防止坍塌并保障作業(yè)安全。其通過液壓系統(tǒng)實現(xiàn)了較高的支撐力和靈活性。然而，現(xiàn)有液壓支架在實際應(yīng)用中仍存在一些技術(shù)瓶頸，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，傳統(tǒng)液壓支架通常采用多級液壓缸和復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致設(shè)備整體結(jié)構(gòu)繁瑣，在惡劣環(huán)境中，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)故障，影響生產(chǎn)效率。其次，現(xiàn)有液壓支架的穩(wěn)定性和耐久性往往難以滿足長期使用需求，影響使用壽命。此外，現(xiàn)有液壓支架在緩沖保護(hù)和密封防護(hù)方面也存在不足。傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)在承受突發(fā)載荷時，緩沖效果有限，容易導(dǎo)致支架結(jié)構(gòu)受損。針對上述問題，本領(lǐng)域亟需技術(shù)創(chuàng)新，以簡化結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性，從而提升支架的可靠性。與傳統(tǒng)液壓支架相比，采用兩級伸縮桿與小行程液壓缸組合的分級升降電動支架具有顯著優(yōu)勢：在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面，組合式分級升降立柱通過內(nèi)外螺紋嚙合的方式，連接強(qiáng)度高，能夠承受較大的軸向力和徑向力；在密封防護(hù)方面，安裝升降護(hù)殼可有效防止外部灰塵、沙粒等固體污染物進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部；在緩沖保護(hù)方面，當(dāng)立柱上升到小行程液壓缸接近頂梁時，小行程液壓缸的小行程升降實現(xiàn)為頂板提供初撐力與防沖功能，防止頂梁受到過大壓力，從而延長支架使用壽命。這種創(chuàng)新設(shè)計特別適用于復(fù)雜工況下的支撐需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種兩級伸縮機(jī)構(gòu)與小行程液壓缸組合分級升降電動支架。頂梁與組合式分級升降立柱之間采用電液驅(qū)動小行程液壓缸，在組合式分級升降立柱上升到頂梁剛接觸頂板時，電液驅(qū)動小行程液壓缸開始工作并確保立柱與頂梁之間的穩(wěn)定支撐。組合式分級升降立柱采用內(nèi)外螺紋相互旋合的方式，這種結(jié)構(gòu)能夠承受較大的軸向力和徑向力，連接強(qiáng)度高。此外旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸帶動主軸齒輪，主軸齒輪帶動伸縮驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，伸縮驅(qū)動齒輪套在一級升降筒體上從而帶動一級升降筒體進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)動力傳遞和扭矩的調(diào)節(jié)。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種兩級伸縮機(jī)構(gòu)與小行程液壓缸組合分級升降電動支架，包括頂梁、底座、組合式分級升降立柱（電液驅(qū)動小行程液壓缸、電機(jī)驅(qū)動兩級伸縮機(jī)構(gòu)）、驅(qū)動系統(tǒng)（電液驅(qū)動系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)）、電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體等。其特征在于：頂梁：用于支撐頂板，承受來自頂板的壓力；組合式分級升降立柱：電機(jī)驅(qū)動兩級伸縮機(jī)構(gòu)包括伸縮機(jī)構(gòu)螺母副筒體、一級升降筒體和二級升降桿體；電液驅(qū)動小行程液壓缸小行程液壓缸安裝在頂梁與二級升降桿體之間，用于支撐頂梁提供初撐力并在頂梁受到過大壓力時提供緩沖保護(hù)；所述的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)：由旋轉(zhuǎn)電機(jī)、主軸齒輪和伸縮驅(qū)動齒輪組成，伸縮驅(qū)動齒輪驅(qū)動一級升降筒體轉(zhuǎn)動實現(xiàn)動力傳遞，一級升降筒體和伸縮機(jī)構(gòu)螺母副筒體嚙合推動一級升降筒體和二級升降桿體上升，二級升降桿體和一級升降筒體嚙合推動二級升降桿體上升；一級升降筒體與殼體聯(lián)接軸承之間過盈配合并放置在從動齒輪下端，殼體聯(lián)接軸承與電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體連接且均隨著組合式分級升降立柱一同升降。底座：與螺旋立柱外筒通過球鉸連接，允許立柱多向擺動以適應(yīng)底板起伏。

3、所述的電液驅(qū)動小行程液壓缸中缸體下表面與組合式分級升降立柱中的二級升降桿體固定連接，推桿與頂梁通過銷軸連接，允許一定角度的擺動。液壓油箱與缸體通過液壓管路連接，傳遞液壓油，軟管布置靈活，適應(yīng)復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)。液壓系統(tǒng)可以在頂梁受到過大壓力時提供緩沖，防止支架損壞。

4、所述的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸與主軸齒輪通過鍵連接，主軸齒輪帶動兩個伸縮驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，伸縮驅(qū)動齒輪與一級升降筒體通過平鍵連接，實現(xiàn)力的傳遞。所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體通過法蘭連接。

5、旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動主軸齒輪從而帶伸縮驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，伸縮驅(qū)動齒輪帶動一級升降筒體旋轉(zhuǎn)，一級升降筒體外螺紋與伸縮機(jī)構(gòu)螺母副筒體內(nèi)螺紋嚙合，帶動二級升降桿體和一級升降筒體上升，實現(xiàn)一級伸縮；一級升降筒體與二級升降桿體嚙合，帶動二級升降桿體上升，實現(xiàn)二級伸縮；所述的電機(jī)驅(qū)動兩級伸縮機(jī)構(gòu)中伸縮機(jī)構(gòu)螺母副筒體與底座通過球鉸連接，允許立柱多向擺動。

6、支架的組合式分級升降立柱在電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動下逐漸上升，并接近頂梁時，電液驅(qū)動小行程液壓缸開始工作，在此過程中，液壓系統(tǒng)持續(xù)提供穩(wěn)定的液壓力，確保立柱能夠均勻、平穩(wěn)地支撐頂梁，避免因受力不均或突然接觸導(dǎo)致的沖擊或損壞。當(dāng)伸縮桿剛好支撐頂板后，液壓系統(tǒng)進(jìn)入保壓狀態(tài)，維持恒定的支撐力，從而確保頂梁的穩(wěn)定性和作業(yè)安全。同時電液驅(qū)動小行程液壓缸可以在頂梁受到過大壓力時提供緩沖，延長支架使用壽命。適用于復(fù)雜工況下的支撐需求。

7、電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體通過殼體聯(lián)接軸承與一級升降筒體相連接，殼體聯(lián)接軸承將運動傳遞至電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體，使電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體隨組合式分級升降立柱同步升降。電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)包括主軸齒輪、伸縮驅(qū)動齒輪、殼體聯(lián)接軸承。電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體在移動過程中保護(hù)內(nèi)部機(jī)構(gòu)免受灰塵和外部干擾，同時殼體聯(lián)接軸承確保升降過程平穩(wěn)可靠。

8、本發(fā)明的優(yōu)點：

9、1、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定：采用內(nèi)外螺紋嚙合的方式，連接強(qiáng)度高，能夠承受較大的軸向力和徑向力；

10、2、緩沖保護(hù)：液壓系統(tǒng)在頂梁受到過大壓力時提供緩沖，延長支架使用壽命；

11、3、密封防護(hù)：電液驅(qū)動部分保護(hù)殼體和電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體可以防止外部灰塵、沙粒等固體污染物進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。

技術(shù)特征：

1.一種兩級伸縮機(jī)構(gòu)與小行程液壓缸組合分級升降電動支架包括頂梁（1）、電機(jī)驅(qū)動兩級伸縮機(jī)構(gòu)（2）、小型液壓泵站（3）、電液驅(qū)動小行程液壓缸（4）、底座（5）、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)（6）、電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體（7）、殼體聯(lián)接軸承（8）組成；組合式分級升降立柱包括電機(jī)驅(qū)動兩級伸縮機(jī)構(gòu)（2）和電液驅(qū)動小行程液壓缸（3）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1，頂梁（1）與電機(jī)驅(qū)動兩級伸縮機(jī)構(gòu)（2）之間裝有電液驅(qū)動小行程液壓缸（4），電液驅(qū)動小行程液壓缸（4）包括推桿（41）和缸體（42），其中推桿（41）與頂梁（1）之間的連接方式為鉸接；電液驅(qū)動小行程液壓缸的缸體下端（42）與二級升降桿體（22）固定連接，所述的二級升降桿體外螺紋（221）與一級升降筒體內(nèi)螺紋（211）嚙合推動二級升降桿體（22）上升；所述的一級升降筒體外螺紋（212）與伸縮機(jī)構(gòu)螺母副筒體內(nèi)螺紋（231）相互旋合，推動二級升降桿體（22）和一級升降筒體（21）一同沿軸向移動；所述的伸縮機(jī)構(gòu)螺母副筒體(23)與底座（4）下端通過球鉸連接；電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)（6）為電機(jī)驅(qū)動兩級伸縮機(jī)構(gòu)（2）的動力來源，旋轉(zhuǎn)電機(jī)（51）的輸出軸與主軸齒輪（52）固定連接，所述的主軸齒輪（62）帶動兩個伸縮驅(qū)動齒輪（63），所述的兩個伸縮驅(qū)動齒輪（63）在主軸齒輪(62)的驅(qū)動下同向轉(zhuǎn)動；所述的伸縮驅(qū)動齒輪(63)與一級升降筒體（21）連接；所述的一級升降筒體（21）與殼體聯(lián)接軸承（8）連接且安裝在伸縮驅(qū)動齒輪的下端，所述的殼體聯(lián)接軸承（8）與電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體（7）之間連接；電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體（7）跟隨立柱一同升降。

3.根據(jù)權(quán)利要求1，頂梁（1）與二級升降桿體（22）之間連接電液驅(qū)動小行程液壓缸，以實現(xiàn)對頂梁（1）的支撐功能；當(dāng)頂梁（1）受到過大壓力沖擊時，電液驅(qū)動小行程液壓缸（3）可起到緩沖作用，防止支架損壞。兩個立柱頂端中間位置放置小型液壓泵站（4），電動液壓泵（41）放置在電液驅(qū)動部分保護(hù)殼體（42）上端為系統(tǒng)供油。電液驅(qū)動小行程液壓缸（3）的缸體（32）與液壓管路（43）連接，用于傳遞液壓油。液壓管路（43）的柔性設(shè)計使其能夠靈活布置，適應(yīng)復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1中電機(jī)驅(qū)動兩級伸縮機(jī)構(gòu)（2）包括二級升降桿體（22），一級升降筒體（21），伸縮機(jī)構(gòu)螺母副筒體（23）；三者采用由內(nèi)至外的層級布置方式，其中二級升降桿體（22）與一級升降筒體(21)通過螺紋嚙合，所述的一級升降筒體外螺紋（212）與伸縮機(jī)構(gòu)螺母副筒體內(nèi)螺紋（231）嚙合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種兩級伸縮機(jī)構(gòu)與小行程液壓缸組合分級升降電動支架，其中旋轉(zhuǎn)電機(jī)（61）帶動主軸齒輪（62）轉(zhuǎn)動，所述的主軸齒輪（62）同時帶動兩個伸縮驅(qū)動齒輪（63）轉(zhuǎn)動；所述的伸縮驅(qū)動齒輪（63）固定安裝于一級升降筒體（21）上端并與二級升降桿體（22）保持相鄰布置，伸縮驅(qū)動齒輪（63）進(jìn)一步帶動一級升降筒體（21）旋轉(zhuǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求二中所述的一級升降筒體（21）由電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)（6）中伸縮驅(qū)動齒輪（63）帶動轉(zhuǎn)動，所述的一級升降筒體外螺紋（212）與伸縮機(jī)構(gòu)螺母副筒體內(nèi)螺紋（231）嚙合，帶動二級升降桿體（22）和一級升降筒體（21）上升從而實現(xiàn)一級伸縮；一級升降筒體內(nèi)螺紋（212）與二級升降桿體外螺紋（22）嚙合帶動二級升降桿體（22）上升實現(xiàn)二級伸縮；所述的螺紋的牙側(cè)完全接觸形成穩(wěn)定的連接，螺紋嚙合可以提供較強(qiáng)的連接強(qiáng)度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種兩級伸縮機(jī)構(gòu)與小行程液壓缸組合分級升降電動支架，所述的電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體（7）內(nèi)部設(shè)有主軸齒輪（62）、伸縮驅(qū)動齒輪（63）以及殼體聯(lián)接軸承（8）；旋轉(zhuǎn)電機(jī)（61）的動力輸出軸穿過電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體（7），其末端連接主軸齒輪（62），而旋轉(zhuǎn)電機(jī)（61）本體安裝在電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體外部，所述的電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體（7）與殼體聯(lián)接軸承（8）連接，所述殼體聯(lián)接軸承（8）套在一級升降筒體（21）上且安裝在伸縮驅(qū)動齒輪下端，并隨雙一級升降筒體(21)軸向移動，實現(xiàn)升降運動。

8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種兩級伸縮機(jī)構(gòu)與小行程液壓缸組合分級升降電動支架，其特征在于，所述底座（5）與外缸筒底部（23）之間通過球鉸連接，電機(jī)驅(qū)動兩級伸縮機(jī)構(gòu)（2）的伸縮機(jī)構(gòu)螺母副筒體（23）底部設(shè)計為球形，底座上與立柱接觸的部分設(shè)計相應(yīng)的球形凹槽，這種連接允許立柱在一定范圍內(nèi)多向擺動，適應(yīng)底板起伏。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種兩級伸縮機(jī)構(gòu)與小行程液壓缸組合分級升降電動支架。該支架包括頂梁、底座、組合式分級升降立柱、驅(qū)動系統(tǒng)。組合式分級升降立柱由上端的電液驅(qū)動小行程液壓缸和下端的電機(jī)驅(qū)動兩級伸縮機(jī)構(gòu)組成。電機(jī)驅(qū)動兩級伸縮機(jī)構(gòu)由伸縮機(jī)構(gòu)螺母副筒體、一級升降筒體、二級升降桿體組成；驅(qū)動系統(tǒng)由電液驅(qū)動與電機(jī)驅(qū)動兩部分組成。電液驅(qū)動部分包括電動液壓泵、小型液壓泵站、液壓管路、電液驅(qū)動部分保護(hù)殼體；電機(jī)驅(qū)動部分包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、主軸齒輪和兩個伸縮驅(qū)動齒輪、電機(jī)驅(qū)動部分保護(hù)殼體、殼體聯(lián)接軸承組成。本發(fā)明通過驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動組合式分級升降立柱實現(xiàn)頂梁的分級升降，能夠有效避免傳統(tǒng)液壓支架泄露問題，提升支架支護(hù)效率與支護(hù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：陳洪月,鐘貞,毛君,謝苗,陳洪巖,王鑫,劉治翔,楊新未,白楊溪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15