本发明涉及矿山机械领域，特别涉及一种超前液压支架自适应顶梁，适应于煤矿凹凸不平或有一定倾斜角度巷道顶板支护。

背景技术：

井工煤矿巷道顶板条件复杂，一般巷道沿工作面走向和工作面倾向方向都有一定倾角，目前超前支架的顶梁多设计为整体结构，顶梁与巷道顶板的接触性差，对顶板支护效果不理想，且顶梁由于受力不均，容易出现结构件损坏现象。因此要求顶梁在纵向和横向都有一定的摆动角，以适应顶梁变化能力。

发明专利（ZL 201410091739.8）公开了一种液压支架顶梁自适应调平方法及装置，该方法是在液压支架升柱过程中实时监测倾角传感器的数值并将结果反馈给系统的主控制器，主控制器根据顶梁倾角进行实时调整，在立柱达到初撑时开始通过调整平衡千斤顶来控制顶梁状态。该方法存在两个问题：⑴适应范围有限：主要适应于有平衡千斤顶的两柱掩护式液压支架，对于四柱支撑掩护式支架或没有平衡千斤顶结构的液压支架，则无法控制顶梁状态；⑵适应性不强：该方法主要是将顶梁调整到水平状态，当顶板凹凸不平或有一定倾斜角度，则顶梁与顶板不能密切接触，液压支架达不到理想支护状态。

技术实现要素：

本发明的目的是为煤矿井下巷道超前支架提供一种能够纵向和横向左右摆动的顶梁，让超前支架顶梁具有适应凹凸不平或有一定倾斜角度巷道顶板支护，提高超前支架适应能力。

技术方案：本发明在传统超前支架顶梁的柱帽纵向方向设置两个限位板，当顶梁纵向方向前后摆角超过设计摆角α时，限位板与立柱的柱头接触限位，让顶梁纵向摆动角不超过设计摆角α。

液压支架立柱上的柱顶孔采用锥形对称结构，柱顶销两端采用纺锤形结构，销轴和压块将柱顶销固定在柱帽的固定耳板上，当顶梁左右横向偏转角超过设计摆角β时，固定耳板与立柱的柱头接触限位，让顶梁横向摆动角不超过设计摆角β，顶梁在整个摆动过程中，柱顶销不受约束，避免顶梁摆动时柱顶销受力弯曲。

本发明专利解决了超前支架顶梁适应凹凸不平或有一定倾斜角度巷道顶板支护难题，通过顶梁与立柱的限位装置，让超前支架顶梁在纵向和横向两个方向都具有一定摆动能力，提高超前支架适应性，更好地维护巷道顶板。

本发明具有下述优点。

⑴整套装置主要有固定耳板、限位板、柱顶销、压块和销轴组成，结构简单。

(2)柱顶销两端设计为特殊的纺锤形结构，顶梁在横向摆动过程中，柱顶销自由运动，没有约束，避免顶梁摆动时柱顶销受力弯曲。

附图说明

图1是本发明的外形结构图。图中，1-顶梁，2-柱顶销，3-立柱。

图2是本发明的顶梁纵向布置方式。图中，1-1：柱帽，1-2：限位板，1-3：限位板，1-4：柱帽，1-5：固定耳板,1-6：销轴，1-7：压块，1-8：固定耳板，1-9：销轴，1-10：压块。

图3是本发明的立柱柱头结构。图中，3-1：柱头，3-2：柱顶销孔，3-3：缸体。

图4是本发明顶梁纵向上翘摆动示意。

图5是本发明顶梁纵向低头摆动示意。

图6是本发明顶梁横向向左摆动示意。

图7是本发明顶梁横向向右摆动示意。

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述。

如图1所示，一种超前液压支架自适应顶梁，包括顶梁（1）、柱顶销（2）、立柱（3），柱顶销（2）将立柱（3）和顶梁（1）连接在一起。

如图2所示，顶梁（1）上设有两个并排布置的柱帽（1-1）和柱帽（1-4），柱帽（1-1）上设有限位板（1-2），柱帽（1-4）上设有限位板（1-3），柱顶销（2）将顶梁（1）和立柱（3）连接在一起，柱顶销（2）通过销轴（1-6）、（1-9）和压块（1-7）、（1-10）进行约束。

如图3所示，柱头（3-1）的柱顶销孔（3-2）两端设计为锥形结构，顶梁（1）横向摆动时，柱顶销（2）自由运动，不受外力作用，避免顶梁（1）横向摆动时柱顶销（2）受力弯曲。

如图4所示，顶梁（1）上设有两个并排布置的柱帽（1-1）和柱帽（1-4），柱帽（1-1）上设有限位板（1-2），柱帽（1-4）上设有限位板（1-3），当顶梁（1）纵向方向上翘摆动角超过设计摆角α时，限位板（1-2）与立柱（1）的柱头（3-1）接触限位，让顶梁（1）纵向摆动角不超过α。

如图5所示，如图4所示，顶梁（1）上设有两个并排布置的柱帽（1-1）和柱帽（1-4），柱帽（1-1）上设有限位板（1-2），柱帽（1-4）上设有限位板（1-3），当顶梁（1）纵向方向低头摆动角超过设计摆角α时，限位板（1-3）与立柱（1）的柱头（3-1）接触限位，让顶梁（1）纵向摆动角不超过α。

如图6所示，立柱（3）上的柱顶孔（3-2）采用锥形对称结构，柱顶销（2）两端采用纺锤形结构，当顶梁（1）向左横向偏转角超过设计摆角β时，固定耳板（1-5）与立柱（3）的柱头（3-1）接触限位，让顶梁（1）横向摆动角不超过β，顶梁在整个摆动过程中，柱顶销（2）不受约束，避免柱顶销（2）受力弯曲。

如图7所示，立柱（3）上的柱顶孔（3-2）采用锥形对称结构，柱顶销（2）两端采用纺锤形结构，当顶梁（1）向右横向偏转角超过设计摆角β时，固定耳板（1-8）与立柱（3）的柱头（3-1）接触限位，让顶梁（1）横向摆动角不超过β，顶梁在整个摆动过程中，柱顶销（2）不受约束，避免柱顶销（2）受力弯曲。

上述实施例是对本发明的有效实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明的设计精神前提下，工程技术人员对本发明做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。