液压支架连杆机构的设计

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液压支架连杆机构的设计 湘潭工学院 机械工程系 湖南 湘潭
摘 要 对液压支架连杆机构各构件的几何关系及设计方法等进行了研究 指出支架连杆机构的设计应
使支架有较大的调高范围 并有利于提高支撑力和支撑效率 平面连杆机构的瞬心应尽量靠近顶梁平面 以
减少支撑力的波动 侧向力应指向采空区 以增加支架的稳定性 且支架的重量较轻
关键词 液压支架 连杆机构 几何关系 设计方法
中图分类号 文献标识码
前 言
在我国 煤层赋存条件很复杂 导致了采煤工
艺的多样性 如放顶煤采煤法 分层开采法及薄煤
层开采法等 这些开采方法对支架的要求很高 不
只反映在强度要求上 还要满足结构上的需要
现代掩护式和支撑式液压支架多用前 后连杆
把掩护梁或连杆梁与底座相连结 加上顶梁和立柱
等构成-个平面连杆机构 它要求 支架有较
大的调高范围 并有利于提高支撑力和支撑效率
平面连杆机构的瞬心应尽量靠近顶梁平面 以
减少支撑力的波动 掩护梁上堆积的矸石不宜
过多 以避免把支架压死 造成移架困难 侧
向力应指向采空区 增加支架的稳定性 减小底座
前缘对底板的比压 支架重量轻 因此 正确
设计液压支架连杆机构各构件的尺寸具有重要的
意义
几何关系的建立
以目前国内使用最广泛的四柱支撑掩护式液
压支架为例 图 为其简化模型 该类型支架主要
由顶梁 掩护梁 前连杆 后连杆 底座及前 后
立柱等组成 假设 分别为掩护梁 后立柱
前立柱的长度 分别为后排及前排立柱的倾
角 为前 后连杆的夹角 点为掩护梁的瞬时
运动中心 为掩护梁瞬时运动中心 点的位置
角 点 分别为后连杆 前连杆 顶梁与
掩护梁的铰接点 其它参数及符号如图 所示 支
架在任意工作位置时 掩护梁端点 的坐标为


式中 分别为后连杆和掩护梁的倾角
式 中消去 并令



可得





图 液压支架连杆机构示意图
底座 后连杆 前连杆 掩护梁
顶梁 后立柱 前立柱
收稿日期