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掩护式液压支架四连杆机构的优化设计 陈亮亮 (淮南矿业(集团)有限公司安装工程分公司) 摘要 ：液压支架是综合机械化采煤的关键设备，对于提高采煤效 3．4 e’点 的运 动轨 率，降低成本，改善作业环境，减少笨重的体力劳动具有举足轻重的 迹呈近似双 曲线 ，支架 由 作用。液压支架四连杆作为液压支架的重要部件，其参数选择对支架 高到低双 纽线运动轨迹 性能有决定性影响。而参数采用优化计算方法来设计液压支架连杆 的最大宽度 e70mm 最 机构参数，选择最优化结果，以便克服设计人员根据经验设计带来的 好在 3Omm 以下。 缺陷和不足。本文以一种经济型掩护式液压支架四连杆设计为例 ，详 3。5 支架在 最高位 细叙述 了液压支架四连杆机构的优化设计方法。 关键词：液压支架 四连杆机构 优化设计 置 时 的 tqe 值 应 小于 1四连杆机构的作用 0．35，在优化设计 中，对 支架升降时顶梁 的运动轨迹是由四连杆机构决定 的，掩 护 式 支架 最 好 小 于 即由顶梁与掩护梁交点 E的轨迹所决定。根据机构运动学 0．16，对于支撑掩护式支 架最好小于 0．2。 图1 四杆机构的几何特征图 分析 ，E点的运动轨迹一般为一条 S型的双纽线。 2四连杆机构定位尺寸和极限参数的确定 四杆机构各部尺寸的计算 在设计 四连杆机构时，要根据四连杆机构的几何特性 四杆机构各部参数如 图2所示，图中的H 为支架在 来确定。其 四连杆机构的几何特性如下 ： 最高位置时的计算高度。令 o2a=A；ab=B；bc=C；cd=D； 2．1支架从最高高度降到最低 高度时 ，项梁端点运动 一 o2d=E；___=G； =F； =s； =L； =I =I； 轨迹的最大宽度 e最好小于 3Omm 以下。 u ae 2．2掩护梁上铰点到顶梁顶面之距离 H和后连杆下 tge=s = U． 铰点至底座底面之距 Y。。对于经济型液压支架此处取 H=100mm，Y。一般根据支架最小高度确定 ，薄煤层支架 3．5．1后连杆与掩护梁长度的确定 取 Y0=150～250mm． 当支架在最高位置时的H 值确定后，掩护梁长度 G 2．3 支架最大和最小高度 时掩护梁与水平夹角 A 为 ：G：一 Hi 和 An1。一般掩护式支架取A ≤52。～62。。 而 2．4掩护梁与后连杆长度 比的确定 ：对两柱掩护式支 后连杆长度 A=IG 前后连杆上铰点之距为：B=IG 架一般为0．9～1．2，对四柱支撑掩护式支架一般为 1．2～ 前连杆上铰点至掩护梁上铰点之距为：F=G—B 1．8。掩护梁与前后连杆铰点间的距离可根据支架高度及 从 以上各式，可 连杆销子直径确定 ，一般取 300～500mm，前后连杆问夹 求 出多组后连杆和 角越大 ，连杆力越小。 掩护梁的尺寸。为了 2．5分析可知 ，为使支架受力合理和工作可靠 ，在 设 简化计算，对各变量 计 四连机构时 曲线运动轨迹应尽量使支架的工作段要取 规定相应 的步长如 曲线向前突的一段，所以当掩护梁和后连杆长度已知后，下 ：P 的 步 长 为 在设计 时只要把掩护梁和后连杆简化