四连杆机构对超前支架受力影响规律分析.pdfVIP

2015年第 2期 煤 炭 科 技 No．2 2015 COALSCIENCE TECHNOLOGY MAGAZINE 35 文章编号 ：1008—3731(2015)02—0035—04 四连杆机构对超前支架受力影响规律分析 刘 贺，秦 健，夏明生，唐 治 (平顶 山煤矿机械有限公司 ，河南 平顶山 467001) 摘 要 ：为得出四连杆机构对超前支架受力影响规律 ，对巷道超前支架采用四连杆机构理论分 析其受力影响，得 出：增加下连杆下铰点到底座底面的距离，会使瞬心点向下，导致附加力增 大．不利于支架受力。增加斜梁上铰点到顶梁顶面的距离 ，瞬心点不变，附加力减小 ，有利于支 架受力 还得 出了四连杆机构与巷道超前支架立柱位置及工作 阻力大小对支架附加力影响规 律：改变上连杆的角度和长度来改变上、下连杆在斜梁上的铰点距与斜梁长度比值对支架附加 力影响规律 ：改变下连杆的角度和长度来改变上 、下连杆在斜梁上的铰点距与斜梁长度 比值对 支架附加力影响规律。研究结果为巷道超前支架设计提供参考。 关键词 ：四连杆机构 ：超前支架；理论分析 ；支架受力 中图分类号 ：TD355．41 文献标志码 ：B 随着煤炭产量 的增加和煤矿机械化水平 的提 文中力的单位均为 N，倾角或夹角单位均为度 。 高 ．综采工作面的装备水平得到了很大程度 的提高 ， 但存在超前支护与工作面的装备水平不匹配 ．支护 强度低、支护速度慢、劳动强度大、成本高和安全性 差等问题rI_。近年来 ，天地科技股份有限公司、郑州 煤机厂 、沈阳天安矿山机械科技有限公司、煤炭科学 研究总院太原研究院、中煤北京煤矿机械有限责任 公司、郑州四维机电设备制造有限公司等研制了超 图 1 顶梁分离体受力分析 前液压支架 ．与综采工作面的装备配合使用有效解 取 R =o，得 决了支护强度低 、支护速度慢 、劳动强度大等问题 ， = +PbsinOz-P~sinOl (1) 提高了煤矿机械化水平E5]。四连杆机构是超前支架 取 =0，得 的关键部件 ．其主要作用是使支架能够承受较大的 水平力．增强支架的稳定性 。四连杆机构的优劣决定 = 一 PusinOz-P,sinO1 (2) 式 中，Pa、Pb分别为左右立柱工作阻力 ，。、 分别为 了支架顶梁的运动轨迹和上 、下连杆 、斜梁等的受力 左右立柱倾角 ， 为支架工作阻力 ， 、 分别为顶 情况 ．还决定 了支架轮廓尺寸大小及工作性能 坨]。 梁与斜梁铰点的水平分力和垂直分力 ，为顶板与 四连杆机构的存在．使支架在承载过程中承受附加力， 顶梁之间的摩擦系数 附加力越小 ．对支架受力越有利。超前支架 中的四连 取斜梁为分离体进行受力分析 。如图2所示 ． 杆机构与其他支架中的四连杆机构对支架影响不 、 分别为上 、下连杆对斜梁的作用力 。 同．所 以．对四连杆机构对超前支架受力影响进行分 析。 1 附加力对支架受力影响分析 支架实际受载情况复杂．为简化计算和安全考 虑 ．把支架简化为平面杆系结构．按照集 中载荷进行 分析．取顶梁为分离体进行受力分析 (如图 1所示)。 图2 斜梁分离体受