[其他]一种新型的液压支架四连杆传力机构

说明书

本实用新型涉及煤矿综合机械化支护技术的改进与提高。

目前国内外液压支架，广泛采用四连杆架型结构，由于架型稳定立柱受力条件好，它较之垛式与节式支架取得了较好支护效果。但从适应煤矿顶板的自然变化，改善对顶板的有效控制和支架自身部件的受力方面分析，机构设计并不完善。目前四连杆机构，不考虑配合间隙与受力后的弹性变形，它是一种刚性传力结构，它不能主动的适应顶底板沿倾斜方向的起伏变化，使支架某些部件经常处在偏载，承受扭曲工况下工作，不仅恶化了受力条件，导致顶梁不能均匀的接顶，也有害于顶板的控制，其次支护过程中四连杆机构始终沿自身的双纽线轨迹而运动，常导致顶梁与顶板间的相对滑动。这种相对运动，不仅会加速顶板的破碎，而支架为克服顶板与顶梁间的摩擦力，不得不加大自身结构的强度，导致机构笨重的恶果。因此合理的支架设计结构，应既能适应于顶底板的变化，保证顶梁与底座能均匀的接触承载，也能使支架能主动的适应顶板的自然下沉，保持顶梁与顶板间的同步运动。现中等采高的5000千牛阻力支架，重达10～13吨，国际上最大的支架重量已达25～30吨，这不仅给加工制造带来困难，也给生产使用管理中的装卸、搬运带来难题。现国际上也正对此开展研究，寻求改进的技术途径。

目前国际上正采取的第一个技术途径是采用液压连杆取代刚性连杆，以求克服顶梁与顶板间的相对滑动，保持同步性能。据1986年西德赫姆夏特产品介绍，已采用每个可承受2000千牛的拉、压力两个液压前连杆，用于G550－22／60型三伸缩掩护支架的设计。西德与国内也还分别作了单液压前连杆，双液压前连杆和双前后液压连杆的模型和样机试验。这种方法，有的只能解决上述一个问题，有的结构、控制方式都显得复杂，加力的补偿点选择也不合理，难于被实际采用。第二个技术途径是采取刚性四连杆，顶梁耳座水平长孔加液压缸单向或双向位移补偿结构，这种方法，补偿点选择比液压缸连杆结构要合理。如英国F·S·W公司（Fletcher    Sutcliffe    Wild    Limited）1981年曾采用了顶梁中间单耳座水平长孔单向液压缸位移补偿结构。1986年波兰煤炭科学研究院曾提出顶梁两侧双耳座水平长孔双向位移液压缸补偿结构的设想。这种方式也只能克服相对滑动问题，并控制方法上增加了复杂性。因此都有一定的局限性。采用本实用新型可有效的克服现机构中存在的缺点，提高支架对顶底板变化的适应性能，消除支护过程中构件的刚性传力，保持顶梁与顶板间的同步运动，达到改善支架构件自身受力，降低支架重量的目的。

本实用新型的目的，在于保持现四连杆架型的优点基础上，克服现机构中存在的顶梁与顶板间的相对滑动和支架在倾斜方向顶梁对四连杆的刚性传力二个不合理的设计，以提高支架对顶板的支护性能，改善支架部件的受力条件，达到降低支架重量、降低造价、提高支架的综合经济效果。在保持现有支架技术参数不变条件下，可望减轻重量1／5～1／4，其经济效果是很明显的。

本实用新型技术内容是：支撑掩护式支架仍采用刚性四连杆机构来保持架型的稳定性，而顶梁与掩护梁间采用带水平长孔的十字头铰接，并借助水平液压缸进行位移补偿校正的新型结构。

采用刚性四连杆来保持支架的整体稳定性，结构比较可靠，已被实际所公认，尤其对高阻力、高煤层支架，更显其优点。本技术借助带水平长孔的十字头实现顶梁与掩护梁间的铰接，这就解决了顶梁与掩护梁间刚性传力的缺点，允许顶梁适应顶板的变化相对于掩护梁左右偏转，偏转角度可依据不同的地质条件来确定。四连杆支护过程中仍按自己固有的双纽线轨迹运动，其水平的位移量由十字头的水平长孔来补偿，移架中由液压缸来校正，具体结构与工作原理参看附图1、图2及图3。