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摘要：基于當前國內普通液壓支架，大多結構較復雜，采高變化相對較小，實際適應性相對較差，很難滿足實際使用需求的現狀。設計一種新型液壓支架，介紹其總體設計情況及具體運動情況，提出采用曲柄滑塊機構與剪叉機構相結合的新型結構來代替傳統的四連桿機構。實際應用情況表明該種新型液壓支架，不僅能更好地適應作業現場采高變化，而且生產成本更低，其具有更好的適應性與經濟性，可為企業創造更多經濟效益。
關鍵詞：液壓支架；總體設計；運動過程；經濟性
0引言
液壓支架屬于一重要的煤礦開采設備，其在煤礦日常開采作業中占有重要地位，液壓支架應用狀況的好壞將直接影響到綜采工作面的高產高效，而液壓支架要想更好的服務于煤礦開采工作，其對采高變化的適應性必須強，而就當前多數液壓支架的主體結構現狀而言，其大多為四連桿結構，其立柱為雙伸縮結構，該種結構靈活性相對較差，在某種程度上很難適應工作面采高變化。對此，筆者結合利用所學知識并結合實際工作經驗，提出應用曲柄滑塊機構與更靈活的剪叉機構相結合的新型機構來代替傳統液壓支架的四連桿機構，這樣的液壓支架會更靈活，能適應更大范圍的工作面采高變化，不但可確保液壓支架梁端距穩定變化[1]，而且可使液壓支架能適應更大的支護高度，取得更好的支護效果。
1新型液壓支架的總體設計
對于液壓支架而言，其性能的好壞主要依據：梁端距變化量情況以及支架可達到的最高支護值與最低支護值之比這兩個指標來反映。其中梁端距變化量主要反映的是支架頂梁對頂板的支護情況，而液壓支架的可達到的最高支護值與最低支護值之比主要反映了液壓支架適應采高的能力，通過把剪叉機構與曲柄滑塊機構進行科學、合理的組合，借助該組合來取代當前液壓支架傳統的四連桿機構，這樣可顯著改善液壓支架在日常支護作業中的綜合支護性能，取得較好的支護效果[2]。（1）剪叉機構當讓兩根長度相同的桿鉸接于彼此中點時，這兩條桿同側端點連線會一致處于平行狀態，其不受兩桿件夾角變化影響。該剪叉機構不僅結構簡單、剛度高、升降行程大，而且自備導向，支反力也相對較大，實際支護操作也會更穩定，更可靠。新型液壓支架的剪叉機構也相對較簡單，其主要由連接桿機構、斜梁機構以及底座機構等部件合理配合而成，在剪叉機構中連接桿的實際長度與一半的斜梁長度相等，連接桿并鉸接于斜梁中點。（2）曲柄滑塊機構就曲柄滑塊機構來看，其主要有下列幾個優點：①接觸低副，壓強小，易潤滑，磨損小，運行壽命長，可傳遞較大動力。②易加工，可達到較高的加工精度且實際加工成本低。③桿可相對較長，可進行遠距離作業。④可借助連桿實現一些復雜運動軌跡。在實際生產中，斜梁，滑座、連接桿、底座以及立柱等部件按照某種結構形式進行有機組合，便可構成新型液壓支架的曲柄滑塊結構，更好的服務于液壓支架的支護作業[4]。（3）結構設計就新型液壓支架結構現狀而言，頂梁、掩護梁、斜梁以及底座、連接桿、滑座、立柱等這些都為新型液壓支架的主要結構件，它們的相互組合便構成了新型液壓支架，其具體組合情況如圖1所示。對于新型液壓支架而言，其頂梁結構與普通液壓支架的頂梁結構相類似；斜梁上端鉸接于頂梁的中后部鉸接孔，斜梁下端鉸接于滑塊前鉸接孔；該新型液壓支架的掩護梁上端鉸接于頂梁后部的鉸接孔，下端進一步鉸接于滑座的后鉸接孔，掩護梁上端鉸接于頂梁后部的鉸接孔，掩護梁下端鉸接于滑座后鉸接孔，讓滑塊在底座后部滑道內滑動，連接桿下端與底座前端相鉸接，連接桿上端鉸接于斜梁中心。如圖2所示為新型液壓支架機構簡圖與外形圖，圖中AB的長度等于DC的長度，AD的長度等于BC的長度，EF的長度為AD長度的一半[5]。
2新型液壓支架運動過程
支架在作業過程中，液壓油從立柱下腔進入，在液壓油的推動下立柱會逐步伸長，在伸長的過程中，經立柱與斜梁相互推動，立柱運動后，立柱便會帶動斜梁、支撐桿與頂梁進行相應的剪叉運動，隨剪叉運動時間的增長，液壓支架通常會逐步上升。因支撐梁底部與底座前端相鉸接，這樣支架在實施剪叉運動時，頂梁前端點便不會發生豎直方向上的偏移，梁端距易長期保持固定值。與此同時，在斜梁的作用下滑座會發生右移。因掩護梁結構，斜梁結構，頂梁結構以及滑座結構等，它們四者彼此配合構成的總體結構屬于一種平行四邊形結構，這樣頂梁在日常工作時便可一直處于水平狀態[6]。與ZY2800-07-16型液壓支架相比，假設液壓支架的AB長度與DC長度相等都為600mm，支架的AD長度與BC長度相等都為1600mm，EF的長度為800mm，經仔細觀察支架高度變化后，兩支架立柱的實際長度變化情況可知：新型液壓支架立柱行程在100mm的情況下，便可滿足液壓支架在實際生產中的日常支護高度變化需求，并且新型液壓支架立柱的行程遠小于普通支架立柱的行程[7]。表1為傳統的普通液壓支架支架高度變化后對應的支架立柱長度的變化情況表，表2為液壓支架支架高度變化后對應的支架立柱長度的變化情況表。它們的對比情況如圖3所示。經綜合觀察表1—2、圖3可知，通過用單伸縮立柱代替雙伸縮立柱制成的新型液壓支架，在大幅降低支架生產成本的同時，還可大幅提升支架的實際可支撐高度范圍，會增強液壓支架的適用性。
3結束語
由于受液壓支架結構及實際生產工藝的影響，傳統液壓支架與新型液壓支架相比，適應工作現場采高變化的能力相對較差，在實際支護作業中，時常無法滿足采高變化相對較大的煤層的支護需求，而就該種新型液壓支架來看，因其應用的是復合結構，這樣支架便可具有更大的調高范圍，但該種新型液壓支架在實際應用過程中也存在較明顯的缺點，如在支架運動時，頂梁一致處于水平狀態，這樣便很難適應頂板的高低變化，對采煤工作面頂板的要求較高，這也限制了此種新型液壓支架的大幅推廣與應用?；谠摲N新型液壓支架還處于初期研發應用階段，在未來仍需進一步改進完善，只有這樣才能使該種新型液壓支架的應用范圍更廣，才能為企業創造更多經濟效益。
參考文獻：
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作者:王雪龍 秦飛龍 單位:大同煤礦集團有限責任公司馬脊梁礦
