液壓支架主要零部件的設計研究

摘要：液壓支架根據其結構特點和與圍巖性質的效應關系一般分為三類，即支撐、掩護和支撐掩護，文中分析的液壓支架主要零部件的設計以及相關設計要求，這一研究對于的掩護式液壓支架的推廣具有一定的意義。

關鍵詞：液壓支架 主頂梁 掩護梁

一、主要部件的設計

（一） 設計要求

主要部件設計的要求如下：四連桿機構進行優化設計是必要的，它可以使支架梁端距離變化小，支架受力平衡點最佳，結構上不僅滿足工作空間的要求，而且能夠支撐足夠的縱向、橫向力及轉矩；前梁無論是伸縮式或是挑梁式，都能及時支護頂板，前梁由前梁千斤頂控制，可上、下擺動，與頂板保持良好的接觸，維護工作面上方頂板，伸縮梁靠伸縮千斤頂和前梁作相對滑移.用以及時支護新暴露的頂板；頂梁是主要的支撐在承受工作面頂板壓力的組件。它可以隨時調整與頂板的接觸及征服頂板壓力，保證支架的正?？臻g。頂梁配備側護板、活動側裝有千斤頂和彈簧，以防支撐架間泄漏煤矸石和規范支架間距，如果四連桿機構和頂梁鉸接，要有可靠的鉸鏈做支持。掩護梁，它用于承受部分煤、矸載荷，防止其竄入支架中間影響與輸送機的工作空間，保證支架、后輸送機正常運行，根據不同的支架類型，掩護梁有伸縮插板式和在下端鉸接伸縮尾梁式，它裝有側護板.作用與頂梁側護板相同，掩護梁受扭力和橫向載荷力大，這是非常重要的部件，它作用的基礎是支持頂板下的壓力和側向力并將壓力傳送到底板上，這一過程需要足夠的強度和剛度，并應滿足底板比壓力在許可范圍內，確保支架總體穩定性的關鍵是在支架底部鉸接四連桿機構，在其底部中間鑲有變動裝置、側設置滯后輸送機千斤頂和推移桿；推移裝置，此機構關系到支架能否正常推移，由千斤頂和推移桿組成，推移桿結構有長推桿或是由兩部分短推移桿組成；尾梁，作為四連桿機構和掩護梁鉸鏈的支架后部，在掩護梁下鉸接一個可旋轉的擴展板尾梁來貯存煤，并且保證了煤的高度和維護的工作空間，使用插板把大塊煤壓成小塊的碎煤。尾梁配備側護板，功能和頂梁，掩護梁的側護性質一樣。液壓控制系統及立柱、千斤頂，液壓系統由各液壓元件、管路系統組成，它有立柱、千斤頂組合來完成支架的各種性能要求，并達到設計技術參數。

（二）主頂梁設計

頂梁部分設計是設計過程的主要部分，它與掩護梁相鉸接，立柱支撐著下面，上面則直接接觸工作面頂板，制成盒體形狀，它的設計結構不僅僅要滿足一定的硬度和強度，還要努力適應梁頂部的平整性、防止局部應力過大造成損傷。頂梁在頂板壓力組件中是主要的支撐件，承載著切頂的功能。一般來說，之前和之后的斷面部分是最危險的部分，部分安全系數，它可以多次反復頂煤的支持作用，以儲藏煤。頂梁上配備側板，一邊是設置側推千斤頂和彈簧，避免架與架之間漏煤和廢石和規范支持間距。頂梁結構可以使用鋼板焊接而成的盒形狀。主要有四根主立筋，為加強構件的剛度，在上下蓋板之間焊有加強肋，構成封閉式棋盤型。在頂梁上板下焊接鋼柱窩，柱窩有兩個孔，通過銷軸把支柱和頂梁聯系起來；頂梁前有銷孔，通過銷軸和前梁在銷孔連接；頂梁后端也存在銷孔， 銷孔連接方式是與銷軸相連接的。頂梁腹部前端還焊有耳座用來安裝前梁千斤頂。

（三）掩護梁設計

掩護梁底部與連桿的前后是連在一起的，底端與尾梁也是相鉸接的，但也配備了尾梁千斤項連接耳座位置。用于承受部分煤、矸載荷，防止其竄入后輸送機的工作空間，保證支架、后輸送機正常運行。掩護梁的最重要的部分是受扭力和橫向載荷力的作用的，并且作用力是十分強大。掩護梁做成箱體結構，尾部有伸縮插板式和在下端鉸接一伸縮尾梁式，它裝有側護板.作用與頂梁側護板相同。側護板的橫向寬度，要稍大于移架步距，這樣移架時能與不動的鄰架間保持封閉。

（四）底座

底座為整體式剛性底座，四連桿機構鉸接在底座后部，在兩內主筋中間形成的較高的鉸點位置，這主要是為了形成足夠的后工作空間，在不影響人行通道的基礎上，前、后連桿鉸接點應盡量前移。在兩內主筋間下部布置有推拉裝置。有四個球面柱窩與立柱缸底相連，在底座側面靠前位置設有拉后輸送機千斤頂的可拆裝固定耳座。該底座整體性強，穩定性好，比壓小。

（五）立柱

立柱的結構可如下圖1所示，分為單作用、活塞式、雙伸縮的類型。其主要組成部件是缸體8、活柱6、7、導向套11、12等。下端焊接球形缸底1的缸體8是由無縫隙鋼管再制造而成的.可以看出，鉆有孔并焊有管接頭的是立柱下腔（活塞下部空腔）的液口5。上端裝有導向套11、12的缸體，它為活柱6的上下往復運動提供了方向。為了避免缸體外部的煤塵等臟物隨活柱下縮而進入缸內，在導向套的上端安裝防塵圈14成為必要條件，在導向套上配置蕾形密封圈13和O形圈阻止了液體從立柱上腔（活塞上部環形空間）向外泄漏的可能。缸體的立柱上腔的液口9、15是處于鉆有螺紋孔并焊有管接頭上部的，它直接與上腔相通。

圖1 立柱裝配圖

二、小結

本文簡述了液壓支架主要零部件的設計，實際的系統設計還應聯系液壓傳動、機械制圖等內容，特別是控制系統方面進行全面考慮，盡管文中研究比較片面，但由于對設計要求和主要零部件分析較為詳細，在實際當中由于當中還是具有一定的參考價值。

參考文獻：

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