[实用新型]一种波纹式恒阻吸能装置

说明书

本实用新型公开了一种波纹式恒阻吸能装置，其为多面壳体结构，壳体上设有闭合折纹线，包括内凹和外凸圆弧折纹线，内凹圆弧折纹线与外凸圆弧折纹线在闭合折纹线上呈交替设置，位于壳体外侧面的所有外凸圆弧折纹线的外接圆直径大于壳体上端面和下端面的外接圆直径；外凸圆弧折纹线的上下两侧位置分别设有一上圆弧凸面和下圆弧凸面，内凹圆弧折纹线的上下两侧位置分别设有一上圆弧凹面和下圆弧凹面，上圆弧凸面与上圆弧凹面之间、下圆弧凸面与下圆弧凹面之间分别通过圆弧过渡连接，使壳体的上端面和下端面呈圆形的波纹结构；本实用新型将吸能装置整体壳体设为近似圆形结构，壳体表面上类似波纹结构，稳定性强，局部屈曲出现较晚，初始支撑力大。

技术领域

本实用新型属于采矿安全技术领域，具体涉及一种波纹式恒阻吸能装置。

背景技术

冲击地压造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡，已成为岩石地下工程和岩石力学领域的世界性难题。开采过程中，应采取积极主动的预防措施和强有力的支护措施，以确保工作作业安全。

目前地下开采及支护领域多采用液压支架进行支护，然而由于冲击地压发生的时间短、强度高、释放能量大的特点，传统的吸能装置未来得及让位或出现突降的问题，使得支柱出现破坏、立柱折损及支护结构失效的问题，导致支护结构无法起到的吸能消能的作用，使得作业安全无法得到保障。

中国专利文献CN 202596748 U中公开了一种矿用快速吸能防冲让位支护构件，其具有折纹形状的筒状结构，如图1所示，整个挤压变形过程所形成的位移和轴向承载力之间的关系曲线如图2所示。

a阶段：防冲构件基本无变形承载能力基本呈线性增加；

b阶段：防冲构件的上内凹面8开始向内收缩，承载能力快速下降，压缩位移快速增加，上外凸面10逐渐弯曲折叠；承载能力短暂下降(弯曲折叠抵抗)；

c阶段：外凸折纹线30轻微向外侧扩张。同时上外凸面10开始弯曲，上内凹面8产生轴向折叠，承载能力出现提高。至结束时，径向扩张至最大；

d阶段：下内凹面9和下外凸面20同上外凸面10和上内凹面8一致，出现相互挤压至一定程度后，承载能力开始出现降低，最终完全压扁；

e阶段：下端部分再次重复c阶段，下内凹面9和下外凸面20进行折叠。

整个防冲让位构件在逐渐挤压变形的过程中，轴向承载力波动较大，不利于保护支架，支护结构整体很容易出现失效问题。

实用新型内容

针对现有矿用吸能装置在冲击地压超过其极限荷载后，荷载下降较快，不容易保持等问题，提出一种初始支撑力较大，且在压缩变形过程中提供接近恒定支撑力的一种波纹式恒阻吸能装置，进而保护支架。同时，吸能装置在压缩变形时具有一定的行程，在冲击地压发生时起到让位作用，最大限度的保护支架及立柱，保证结构的整体性。

所采用的技术方案如下：

一种波纹式恒阻吸能装置，其由钢板围接而成的多面壳体结构，所述壳体上设有一个首尾相连的闭合折纹线，所述闭合折纹线包括内凹圆弧折纹线和外凸圆弧折纹线，所述内凹圆弧折纹线与所述外凸圆弧折纹线在所述闭合折纹线上呈交替设置，位于所述壳体外侧面的所有外凸圆弧折纹线的外接圆直径大于所述壳体上端面边线和下端面边线的外接圆直径；所述外凸圆弧折纹线的上下两侧位置分别设有一上圆弧凸面和下圆弧凸面，所述上圆弧凸面和下圆弧凸面分别延伸至所述壳体的上端面和下端面，所述内凹圆弧折纹线的上下两侧位置分别设有一上圆弧凹面和下圆弧凹面，所述上圆弧凹面和下圆弧凹面分别延伸至所述壳体的上端面和下端面，所述上圆弧凸面与所述上圆弧凹面之间、所述下圆弧凸面与所述下圆弧凹面之间分别通过圆弧过渡连接，使所述壳体的上端面和下端面呈圆形的波纹结构。

所述内凹圆弧折纹线所对应的圆心角α与所述外凸圆弧折纹线所对应的圆心角β相等。