支架机构形式的比较分析.doc

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1、支架机构形式的比较分析液压支架主耍的机构形式有三种，即垛式支架，四连杆机构液压支架，和单摆杆机构液压支架。现分別介绍儿种形式液压支架的特点。垛式液压支架的特点垛式液压支架式支撑式液压支架的一种。支撑式液圧支架是在一个底座上放置儿根立柱支撑顶梁，并通过顶梁支撑顶板这样简单的结构-基础上发展起來的。垛式支架的优点是：垂直支撑的立柱数量多，支架的丁•作阻力大；多数立柱位于支架后部，切顶性能好，工作空间大，易满足通风和行人的耍求，重量轻，价格便宜。具缺点是：顶梁较长，移架时空顶面积较大；同一•段顶梁受到的垂直支撑的次数较多，不利于顶板的管理，挡歼帘的强度低，顶板碎肝还可以从架间落入工作空

2、间，防时能力弱。所以垛式支架应在直接顶稳定或坚硬的煤层中使用。由此可见，垛式液压支架虽然有很多的优点，但却存在它的弊端，并不是我们理想的架型。四连杆机构液压支架这种液圧支架是冃前使用最多的液圧支架。不论是支撑式还是掩护式液压支架都一般都用到了这种机构。四连杆机构使顶板对顶梁的水平载荷由掩护梁传递给两个连杆，立柱不承受横向力，因此不易产生弯曲现象。因此，要求连杆要有足够的强度。四连杆机构主耍有两种形式，一种是前后连杆都为单连杆；另一种是后连杆为整体铸造件或焊接件，前连杆为左右分置的单连杆铸钢件或焊接件，这样可增大支架的有效利用空间。四连杆机构液压支架的机构简图如图所示：图2.1四连

3、杆式液压支架机构简图这种机构使支架在升降的过程中，顶梁前端的轨迹为一条双纽线。双纽线支架的两个连杆虽然增加了支架结构的稳定性，但也因要抵抗顶板的水平运动大大增加了对支架承载机构件的作用力，结构使构件断面增大，重量增加。而掩护式和支撑掩护式支架的进一步发展方向Z—是寻求减轻支架重量的途径。因此，这种机构虽然广泛使用，但仍旧不是我们理想的一种架型。单摆杆机构液压支架这种支架是由四连杆机构液压支架演化而成的一种支架机构形式。它用一个单摆杆机构代替了传统的四连杆机构，从而使支架在升降的过程中顶梁前端的轨迹由双扭线变成了一条圆弧线。我们可以通过增加摆杆长度的方法来使轨迹更加接近垂直直线。但

4、是与四连杆机构类似，不论我们怎样进行优化设计，仍旧无法使顶梁前端的轨迹真正变成一条垂直直线。也就无法去除顶梁所受的横向摩擦力。由以上的分析可知，传统的机构形式总是存在其弊端，我们努力寻求一种机是，真正使支架升降时顶梁前端的轨迹成为了一条垂直直线，使支架不再受到顶板摩擦力的作用。改善了支架的受力状况，减小可承载件的断而而积，从而减轻了支架的重量。这种分体顶梁柔性液压支架的机构示意图如上图所示。通过上述分析知，这儿种架型形式都不是我们理想的选择，我们要求的机构形式是顶梁上下运动时的轨迹为变化的。因此我们通过各种架型形式的演化，研究了这种分体顶梁柔性液圧支架。这种架型的特点是：采用多梁

5、滑块机构和柔性导杆机构，克服了单摆杆机构和四连杆机构支架在支护高度发生变化时，由于内力大而造成的支架易损坏的潜在因索，真正成为支架升降导向，并承担支架外部的纵向水平力。该架型稳定性好，重量轻，工作面过人空间大，结构紧凑，支护强度大。所以，在理论上分析可以得出，滑块机构和柔性导杆机构是对分体顶梁液压支架的一个很好的演化形式。支架高度支架的高度由工作而的厚度及地质条件的变化等因素决定，考虑通风、运输、行人的耍求以及一定的富余系数，确定支架的最低高度Hrnin=1.6m,最高支护高度〃唤=2.4m。支架伸缩比支架的伸缩比是指最大和最小支架高度Z比值，即：=如£=空=1.5%L6支架间距

6、所谓支架间距，就是相邻两支架中心线间的距离。确定支架中心距时，应考虑到下列儿个方面的因索：（1）顶板允许暴露的面积。（2）运输机溜槽的长度。支架中心距一般等于工作面一节溜槽长度，以便配套。冃前国内外液压支架中心距大部分采用1.5m。大采高支架为提高稳定性中心距可采用1.75m,轻型支架中心距可采用1.25m；（3）支架的稳定性。一般支架中心距大，支架稳定性好。分体顶梁柔性液圧支架是适用于中小地下工作面，属轻型支架，因此确定中心距为乞=1.25/no支架宽度支架宽度是指顶梁的最小和最大宽度。宽度的确定应考虑支架的运输、安装和调架要求。支架顶梁般装有活动侧护板，侧护板行程一•般为17

7、0〜200mmo当支架中心距为1.5m时，最小宽度一般取1400-1430mm,最大宽度一般取1570〜1600mmo当支架中心距为1.75m时,最小宽度一般取1650〜1680mm,最大宽度一般取1850〜1880mmo当支架中心距为1.25m时，如果顶梁带有活动侧护板,则最小宽度取1150〜1180mm.最大宽度取1320-1350mm；如果顶梁不带活动侧护板，则宽度一般取1150-1200mmr261o分体顶梁柔性液压支架的顶梁釆用三个相互独立的小面积窄梁，为了提高支架的稳