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1、煤礦新型液壓支架設(shè)計與應(yīng)用
摘要：基于當(dāng)前國內(nèi)普通液壓支架，大多結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，采高變化相對較小，實際適應(yīng)性相對較差，很難滿足實際使用需求的現(xiàn)狀。設(shè)計一種新型液壓支架，介紹其總體設(shè)計情況及具體運動情況，提出采用曲柄滑塊機構(gòu)與剪叉機構(gòu)相結(jié)合的新型結(jié)構(gòu)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的四連桿機構(gòu)。實際應(yīng)用情況表明該種新型液壓支架，不僅能更好地適應(yīng)作業(yè)現(xiàn)場采高變化，而且生產(chǎn)成本更低，其具有更好的適應(yīng)性與經(jīng)濟性，可為企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞：液壓支架；總體設(shè)計；運動過程；經(jīng)濟性
0引言
液壓支架屬于一重要的煤礦開采設(shè)備，其在煤礦日常開采作業(yè)中占有重要地位，液壓支架應(yīng)用狀況的好
2、壞將直接影響到綜采工作面的高產(chǎn)高效，而液壓支架要想更好的服務(wù)于煤礦開采工作，其對采高變化的適應(yīng)性必須強，而就當(dāng)前多數(shù)液壓支架的主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀而言，其大多為四連桿結(jié)構(gòu)，其立柱為雙伸縮結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)靈活性相對較差，在某種程度上很難適應(yīng)工作面采高變化。對此，筆者結(jié)合利用所學(xué)知識并結(jié)合實際工作經(jīng)驗，提出應(yīng)用曲柄滑塊機構(gòu)與更靈活的剪叉機構(gòu)相結(jié)合的新型機構(gòu)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)液壓支架的四連桿機構(gòu)，這樣的液壓支架會更靈活，能適應(yīng)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(wěn)定變化[1]，而且可使液壓支架能適應(yīng)更大的支護(hù)高度，取得更好的支護(hù)效果。
1新型液壓支架的總體設(shè)計
對于液壓支架而言，
3、其性能的好壞主要依據(jù)：梁端距變化量情況以及支架可達(dá)到的最高支護(hù)值與最低支護(hù)值之比這兩個指標(biāo)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(hù)情況，而液壓支架的可達(dá)到的最高支護(hù)值與最低支護(hù)值之比主要反映了液壓支架適應(yīng)采高的能力，通過把剪叉機構(gòu)與曲柄滑塊機構(gòu)進(jìn)行科學(xué)、合理的組合，借助該組合來取代當(dāng)前液壓支架傳統(tǒng)的四連桿機構(gòu)，這樣可顯著改善液壓支架在日常支護(hù)作業(yè)中的綜合支護(hù)性能，取得較好的支護(hù)效果[2]。（1）剪叉機構(gòu)當(dāng)讓兩根長度相同的桿鉸接于彼此中點時，這兩條桿同側(cè)端點連線會一致處于平行狀態(tài)，其不受兩桿件夾角變化影響。該剪叉機構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)簡單、剛度高、升降行程大，而且自備導(dǎo)向，支反力也相對較大
4、，實際支護(hù)操作也會更穩(wěn)定，更可靠。新型液壓支架的剪叉機構(gòu)也相對較簡單，其主要由連接桿機構(gòu)、斜梁機構(gòu)以及底座機構(gòu)等部件合理配合而成，在剪叉機構(gòu)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(gòu)就曲柄滑塊機構(gòu)來看，其主要有下列幾個優(yōu)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(dá)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(jìn)行遠(yuǎn)距離作業(yè)。④可借助連桿實現(xiàn)一些復(fù)雜運動軌跡。在實際生產(chǎn)中，斜梁，滑座、連接桿、底座以及立柱等部件按照某種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行有機組合，便可構(gòu)成新型液壓支架的曲柄滑塊結(jié)構(gòu)，更好的服務(wù)于液壓支架的支護(hù)作業(yè)[4]。
5、（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計就新型液壓支架結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀而言，頂梁、掩護(hù)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(jié)構(gòu)件，它們的相互組合便構(gòu)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(jié)構(gòu)與普通液壓支架的頂梁結(jié)構(gòu)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(hù)梁上端鉸接于頂梁后部的鉸接孔，下端進(jìn)一步鉸接于滑座的后鉸接孔，掩護(hù)梁上端鉸接于頂梁后部的鉸接孔，掩護(hù)梁下端鉸接于滑座后鉸接孔，讓滑塊在底座后部滑道內(nèi)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(gòu)簡圖與外形圖，圖中AB的長度等于
6、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(yè)過程中，液壓油從立柱下腔進(jìn)入，在液壓油的推動下立柱會逐步伸長，在伸長的過程中，經(jīng)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(jìn)行相應(yīng)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(fā)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(fā)生右移。因掩護(hù)梁結(jié)構(gòu)，斜梁結(jié)構(gòu)，頂梁結(jié)構(gòu)以及滑座結(jié)構(gòu)等，它們四者彼此配合構(gòu)成的總體結(jié)構(gòu)屬于一種平行四邊形結(jié)構(gòu)，
7、這樣頂梁在日常工作時便可一直處于水平狀態(tài)[6]。與ZY2800-07-16型液壓支架相比，假設(shè)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(jīng)仔細(xì)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(chǎn)中的日常支護(hù)高度變化需求，并且新型液壓支架立柱的行程遠(yuǎn)小于普通支架立柱的行程[7]。表1為傳統(tǒng)的普通液壓支架支架高度變化后對應(yīng)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(yīng)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(jīng)綜合觀察表1-2、
8、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(chǎn)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(jié)束語
由于受液壓支架結(jié)構(gòu)及實際生產(chǎn)工藝的影響，傳統(tǒng)液壓支架與新型液壓支架相比，適應(yīng)工作現(xiàn)場采高變化的能力相對較差，在實際支護(hù)作業(yè)中，時常無法滿足采高變化相對較大的煤層的支護(hù)需求，而就該種新型液壓支架來看，因其應(yīng)用的是復(fù)合結(jié)構(gòu)，這樣支架便可具有更大的調(diào)高范圍，但該種新型液壓支架在實際應(yīng)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(tài)，這樣便很難適應(yīng)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
9、此種新型液壓支架的大幅推廣與應(yīng)用?；谠摲N新型液壓支架還處于初期研發(fā)應(yīng)用階段，在未來仍需進(jìn)一步改進(jìn)完善，只有這樣才能使該種新型液壓支架的應(yīng)用范圍更廣，才能為企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟效益。
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煤礦新型液壓支架設(shè)計與應(yīng)用
