型掩护式支架设计摘要取。.四连杆机构的设计四连杆机构的作用与缺点．梁端护顶鉴于四连杆机构可使托梁铰接点呈双纽线运动，故可选定双纽线的近似直线部分作为托梁铰接点适应采高的变化范围。这样可使托梁铰接点运动时与煤壁接近于保持等距，当梁端距处于允许值范围之内时，借此可以保证梁端顶板维护良好。．挡矸鉴于组成四连杆机构的掩护梁既是连接件，又是承载件，为了承受采空区内破碎岩石所赋予的载荷，掩护梁般做成整体箱形结构，具有定强度。由于它处在隔离采空区的位置，故可以起到良好的挡矸作用。．抵抗水平力观测表明综采面给予支架的外载，不但有垂直于煤层顶板的分力，而且还有沿岩层层面指向采空区方向或指向煤壁方向的分力，这个水平推力由液压支架的四连杆机构承受，从而避免了立柱因承受水平分力而造成立柱弯曲变形。．提高支架稳定性鉴于四连杆机构将液压支架连成个重量较大的整体，在支架承载阶段，其稳定程度较高。四连杆机构在具有以上诸作用的同时，也有些缺点。首先，支架在工作过程当中，四连杆机构必须承受很大的内力，从而导致支架结构尺寸的加大和重量的增加其次，由于四连杆机构对顶板产生个水平力又称水平支撑力，因此对支架的工作性能将产生不良影响。四连杆几何特征支架在最高位置时即弧度即弧度支架在最低位置时，保证。后连杆与掩护梁的比值，掩护式支架为支撑掩护式为。前后连杆上绞点之距与掩护梁的比值为。点的运动轨迹呈近似双纽线，支架由高到低双纽线运动轨迹的最大宽度以下。支架在最高位置时的应小于.，在优化设计中，对支撑掩护式支架最好应小于.。.四连杆机构各部尺寸的确定四连杆机构各部参数如图.所示，图中的为支架在最高位置时的计算高度。令图.四连杆机构参数图四连杆的作用四连杆机构是现代液压支架主要的稳定机构，其主要作用是保证支架纵向和横向的稳定性承受和传递载荷以及保持液压支架的整体刚度等。对于四连杆的选择形式，大多数都是采用前整体后单的形式，这样可以增加尾部的空间。具有四连杆机构的液压支架从问世以来，经过长期的实践考验，显示出巨大优越性，并从根本上克服了支撑式支架稳定性和力学持性的缺陷，成为液压支架技术发展史上的个重要里程碑。现代掩护式和支撑掩护式支架都用前后连杆把掩护梁和底座连结在起，这样组成的双摇杆四连杆机构可使支架升降时保持比较稳定的梁端距，即要求掩护梁和顶梁的铰接点的运动轨迹近似为条直线，故称底座前连杆后连杆和掩护梁组成的机构为近似直线机构，从而得到个近似相等的端面距，以提高管理顶板性能，使支架能承受较大的水平力。液压支架升降时，顶梁的运动轨迹是由四连杆机构决定的，既有顶梁与掩护梁的铰点的轨迹所决定，其轨迹如图.所示图.升降柱运动轨迹支架四连杆机构的运动轨迹支架在最大高度和最小高度范围内运动时，点的运动轨迹呈种形式双向摆动段单向向后摆动段和单向向前摆动段和段。选择不同的四连杆参数．可以使点轨迹处于上述种曲线段。支架工作时，受到顶板载荷的作用，有下缩趋势。当点轨迹处于段时，顶梁相对于顶板有向煤壁移动的趋势，顶板对顶粱的摩擦力指向采空区侧。当点轨迹处于段时，顶梁相对于顶板有向采空区移动的趋势，此时顶板对顶梁的摩擦力指向煤壁。当顶板运动趋势超过支架运动趋势时，顶梁与顶板间的摩擦力方向将取决于顶板的运动趋势。从顶板管理方面分析，顶梁向煤壁方向移动比顶梁向采空区方向移动有利。前者对于保持粱端顶板处于挤压状态有利，而后者容易导致顶板产生离层或断裂，造成顶板断裂线前移或梁端冒型掩护式支架设计摘要的液体压力逐渐升高，支架对顶板的支撑力也随之增大，呈现增阻状态，这过程为支架的承载增阻阶段。恒阻阶段随着顶板压力的进步增加，立柱下腔的液体压力越来越高，当升高到安全阀的调定压力时，安全阀打开溢流，立柱下缩，液体压力随之降低。当降到安全阀的调定压力时，安全阀关闭。随着顶板的继续下沉，安全阀重复这过程。由于安全阀的作用，支架的支撑力维持在恒定数值上，这是支架的恒阻阶段。此时，支架对顶板的支撑力成为工作阻力，它是由支架安全阀的调定压力决定的。对于掩护式和支撑掩护式支架，其初撑力和工作阻力的计算还要考虑到立柱倾角的影响因素。图.支架的工作特性曲线由上可知，支架工作时，其支撑力与时间的关系，可用支架工作特性曲线表示，如图所示，曲线上的分别表示支架的初撑增阻和恒阻阶段的时间。上述工作过程表明支架在达到额定工作阻力以前具有增阻性，以保证支架对顶板有效的支撑作用当支架达到额定工作阻力以后，支架能随顶板的下沉而下缩，即具有可缩性和恒阻性，支架的工作特性决定于立柱液控单向阀安全阀和操纵阀的性能和密封的好坏。所以这些元件是支架的关键液压元件通常液控单向阀和安全阀组合在起，称为控制阀。支架的工作阻力是支架的个重要参数，它表示支架支撑力的大小。但是，由于支架的顶梁长短和间距大小不同，所以并不能完全反映支架对顶板的支撑能力。因此，通常单位支护面积顶板上所受支架工作阻力值的大小，即支护强度来表示支架的支护性能。即式.式中支架的支护面积，.液压支架的类型和结构液压支架按其对顶板的支护方式和结构特点的不同，分为支撑式掩护式和支撑掩护式三种基本架型。支撑式支架支撑式支架是出现最早的种架型，按其结构和动作方式的不同，支撑式支架又分为垛式支架和节式支架两种结构型式。垛式支架每架为整体，与输送机联接并互为支点整体前移。节式支架由个框节组成，移架时，各节之间互为支点交替前移，输送机用与支架相连的推移千斤顶推移。节式支架由于稳定性差，现已基本淘汰。支撑式支架的结构特点是顶梁较长，其长度多在左右而且立柱多，般根，且垂直支撑支架后部设复位装置和挡矸装置。以平衡水平推力和防止矸石窜入支架的工作空间内。支撑式支架的支护性能是支撑力大，且作用点在支架后部，故切顶性能好对顶板重复支撑的次数多，容易把本来完整的顶板压碎抗水平载荷的能力差，稳定性差护矸能力差，矸石易窜入工作空间支架的工作空间和通风断面大。由上可知，支撑式支架适用于直接顶稳定老顶有明显或强烈周期来压，且水平力小的条件。掩护式支架掩护式支架的结构特点是有个较宽的掩护梁以挡住采空区的矸石进入作业空间，其掩护梁的上端与顶梁铰接，下端通过前后连杆与底座连接。底座前后连杆和掩护梁形成四连杆机构，以保持稳定的梁端距和承受水平推力。立柱的支撑力间接作用于顶梁或直接作用于顶梁上。掩护式支架的立柱较少，除少数掩护式支架根立柱外，般都是排根立柱。这种支架的立柱都为倾斜布置，以增加支架的调高范围，支架的两侧有活动侧护板，可以把架间密封。通常顶梁较短，般为.左右。掩护式支架的支护性能是支撑力较小，切顶性能差，但由于顶梁短，支撑力集中在靠近煤壁的顶板上，所以支护强度较大且均匀，掩护性好，能承受较大的水平推力，对顶板反复支撑的次数少，能带压移架。但由于顶梁短，立柱倾斜布置，故作业空间和通风断面小。由上可知，掩护式支架适用于顶板不稳定和中等稳定老顶周期来压不明显瓦斯含量少的破碎顶板条件。支撑掩护式支架支撑掩护式支架是在吸收了支撑式和掩护式两种支架优点的基础上发展起来的种支架。因此，它兼有支撑式和掩护式支架的结构特点和性能，可适用于各种顶底板条件。支撑掩护式支架的顶梁由前梁与主梁构成，四根立柱支撑在顶梁和立柱之间，掩护梁的上端与顶梁铰接，下端用连杆与底座相连。这种支架的优点是