式中支架立柱的工作阻力，支架立柱的倾角，支架支护阻力，顶板和顶梁之间的摩擦系数，顶梁和掩护梁铰点水平力，顶梁和掩护梁铰点垂直分力。由上式有将该式变成通式为立柱向后倾时，立柱的工作阻力取瞬心点在顶梁和掩护梁铰点水平线以下的取摩擦力向后取。反之都取。将上通式分解如下式中支架立柱工作阻力的垂直分力，支架承受的附加力。。由可见当时，附加力与立柱倾角和摩擦力有关。立柱倾角对附加力的影响图立柱后倾的顶梁分离受力分析.当瞬心在下立柱后倾时，由受力分析可看出,当瞬心在下时，立柱向后倾，附加力为正，立柱前倾，附加力为负。当瞬心在上时，结论正好相反。摩擦力对附加力的影响图顶梁前端双纽线轨迹.如图所示，当支架由高到低顶梁前端的运动轨迹由向点运动时，瞬心点在下，值为正，且由大到小，直到为在这段内，当支架在承受让压过程中，顶梁有向前运动的趋势，从而使顶板给顶梁的摩擦力方向向后，摩擦力为正，附加力为正。当支架由高到低顶梁前端运动轨迹由向点运动时，瞬心点在上，值为负其绝对值由小变大到点为最大，再由点向点由大到小直到点为在这段内，当支架在承载让压过程中，顶梁有向后运动的趋势，从而使顶板给顶梁的摩擦力方向向前，摩擦力为负，附加力为正。由以上分析可知摩擦力引起的附加力都为正，附加力的大小与角的正负无关，与角的大小有关，角大附加力就大，反之则小。结论通过以上立柱倾角和摩擦力对附加力影响的分析，得出如下结论值的大小对附加力影响很大，值大，支架承受的附加力大，对支架受力不利。所以在优化四连杆机构时，尽可能使值小些。为此，可以令支架由高到低时，顶梁前端运动轨迹近似直线为目标函数，从而可以使角变小，值和附加力都变小。而且顶梁前端点运动轨迹的变化宽度也可以较小，有利支控顶板。值方向与摩擦力引起的附加力无关，而与立柱倾角引起的附加力有关，在立柱前倾时当瞬心点在下时，值为正，附加力为负当瞬心点在上时，值为负，附加力为正。所以在优化时，为减少附加力，尽可能使支架的工作段，在段。掩护梁上铰点至顶梁顶面之距和后连杆下铰点至底座底面之距对支架受力的影响增加掩护梁上铰点至顶梁面之距和后连杆下铰点至底座底面之距，都可以使角减小，附加力减小，反之，角增加，附加力也增加。后连杆与掩护梁长度比值对支架受力的影响图四连杆示意图.当夹角和的比值不变，改变或不变延长后连杆长度等方法，来增加的比值，可以使角减小，附加力减小，对支架受力有利当改变角使的比值增加，对角变化不大，所以适当增加的比值，可以减少掩护梁长度和对支架受力有利。在掩护式支架和支撑掩护式支架中，后连杆和掩护梁长度的比值，关系到掩护梁的长度，对支架的重量和受力有着直接的影响，所以在设计时，应尽量在满足支架工作需要情况下，缩短掩护梁长度，减轻支架重量，减少支架受力。前后连杆上铰点与掩护梁长度比值对支架受力影响改变的比值，对角影响很大，如果这个比值适当，可使角减小，值减小，附加力减小，掩护梁和前后连杆受力也减小。的比值般在之间比较合适。.四连杆机构的几何作图法掩护梁和后连杆长度的确定用解析法来确定掩护梁和后连杆的长度，如图所示。图掩护梁和后连杆计算图.设掩护梁长度后连杆长度其中支架最高位置时，掩护梁与顶梁夹角度支架最低位置时，掩护梁与顶梁夹角度支架最高位置时，后连杆与底平面夹角度支架最低位置时，后连杆与底平面夹角度按四连杆机构的几何特征要求，选定，由于支架型式不同，对于掩护式支支架,般的比值按以下范围来取,取.。支架在最高位置时有因此掩护梁长度为.后连杆长度为.取整得几何作图法作图过程用几何作图法确定四连杆机构的各部尺寸，具体作法如图所示。具体作图步骤如下确定后连杆下铰点点的位置，使它比底座面略高过点作与底座面平行的水平线线。过点作与线的夹角为的斜线。在此斜线截取线段，长度等于,点为支架在最高位置时后连杆与掩护梁的铰点。过点作与线有交角的斜线，以点为圆心，以点为半径作弧交些斜线点此点为掩护梁与顶梁的铰点。过点作线的平行线，则线与线的距离为，为液压支架的最高位置时的计算高度。以点为圆心，以.长度为半径作弧，在掩护梁上交点,为前连杆上铰点的位置。过点作与线夹角为的斜线。在此斜线上截取线段〞.〞的长度等于，〞点为支架降到最低位置时，掩护梁与后连杆的铰点。过〞点作与线有交角的斜线，以〞点为圆心，以为半径作弧交些斜线点〞，此点为支架在最低位置时，顶梁与掩护梁的铰点。以〞为圆心以.长度为半径作弧，在掩护梁上交点〞，为支架在最低位置时前连杆上铰点的位置。取〞线之间点〞为液压支架降到此高度时掩护梁与顶梁铰点。以为圆心，为半径圆弧。以〞点为圆心，掩护梁长ˊ为半径作弧，交前圆弧上点ˊ，以点为液压支架降到中间位置时，掩护梁与后连杆的铰点。以ˊ连线，并以ˊ点为圆心，长为半径作弧，交〞上点ˊ点。则，ˊ,〞三点为液压支架在三个位置时，前连杆上铰点。由，ˊ,〞三点确定的圆心，为前连杆下铰点位置。过点线作垂线，交点，则线段和为液压支架四连杆机构。按以上初步求出的四连杆机构的几何尺寸，再用几何作图法画出液压支架掩护梁与顶梁铰点ˊ的运动轨迹，只要逐步变化四连杆机构的几何尺寸，便可以画出不同的曲线，再按四连杆机构的几何特征进行校核，最终选出较优的四连杆机构尺寸。图液压支架四连杆机构的几何作图法.结论后连杆长度掩护梁长度前连杆长度前后连杆下铰点底座投影距离前连杆下铰点高度.四连杆机构的计算机设计法目标函数的确定根据附加力对液压支架受力影响的分析，为减少附加力，必须使有较小值。同时，为有效地支控顶板，要求支架由高到低变化时，顶梁前端点与煤壁距离的变化要小。而支架在高度时的角，恰好是顶梁前端点的双纽线轨迹上的切线与顶梁垂线间的夹角。所以，只要令支架由高到低变化时，顶梁前端点运动轨迹似成直线为目标函数，这两项要求都能满足。四连杆机构的几何特征四连杆机构的几何特征如下图所示。支架在最高位置时弧度弧度。后连杆与掩护梁的比值，掩护式支架为.前后连杆上铰点之距与掩护梁的比值为.点的运动轨迹呈近似双纽线，支架由高到低双纽线运动的最大宽度最好在以下。支架在最高位置时的的值应小于.，在优化设计中，对掩护式支架最好应小于.。图四连杆机构几何特征图.四连杆机构各部尺寸的计算后连杆与掩护梁长度的确定当支架在最高位置时的值确定后，掩护梁长度为后连杆长度为前,后连杆上铰点之距为前连杆上铰点至掩护梁之矩为对各变量规定相应的步长的步长为.弧度的步长为.弧度的步长为.弧度的步长为.弧度后连杆下铰点至坐标原点之距前连杆长度及角度的确定为使顶梁上铰点的运动轨迹最大宽度和角尽量小,我们将支架在最高和最低以及后连杆与掩护梁成度角时顶梁上铰点的坐标定在条垂直的直线上。下面分别为此点对应的前连杆与掩护梁的铰点，为前连杆下铰点点坐标点坐标其中，.由几何关系求出。点坐标其中点坐标其中，前连杆下铰点的高度和前，后连杆下铰点在底座上的投影距离四连杆机构的优选前，后连杆的比值范围。前连杆的高度。的长度.。.。其中为掩护梁在顶点速度瞬心的坐标，通过几何关系可求出求掩护梁上铰点轨迹坐标其中，为后连杆与底座夹角，为掩护梁与顶梁夹角。语言程序编制程序框图图程序框图.源程序输入,.设,.计算,计算,点坐标.计算计算点坐标.计算,,输入值及结果.,,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,,.,,.,,.,,.,,.,,.,,.,,.,,.,,.,,.,,.,,.,,.,,.,,.,,.,,.,.结论.值掩护梁与顶梁铰点至瞬心和底座平面夹角为支架在最高位置时，后连杆与底座平面夹角.后连杆长度.前后连杆上铰点之距.前连杆长度.前后连杆上铰点至掩护梁上铰点之距.前连杆上铰点至掩护梁上铰点之距.掩护梁长度支架在最高位置时，顶梁与掩护梁夹角.支架在最高位置时，前连杆与底座平面夹角.顶梁前端运动轨迹的最大宽度前面所用的两种方法求出的四连杆机构的数值相近，由于计算机算法的精确度较高，故所选数据，均用计算机算法中所得的。．掩护式液压支架部件设计.顶梁顶梁是与顶板直接接触的构件，除满足定的刚度和强度要求以外，还要保证支护顶板的需要。顶梁的作用及用途顶梁作用是支护顶板定面积的直接承载部件，并为立柱掩护梁护顶装置等提供必要的连接点。用途.用于支撑维护控顶区的顶板。.承受顶板的压力。.将顶板载荷通过立柱掩护梁前后连杆经底座传到底板。顶梁的结构型式的确定图铰接式顶梁.选择铰接式顶梁，顶梁为整体结构，顶梁后端直接与掩护梁铰接，取消了三角区，立柱直接支撑在顶梁上，用平衡千斤顶调节顶梁与顶板的接触面积。型掩护式支架就采用此种结构。对顶梁长度的影响支架工作方式对支架顶梁长度的影响支架工作方式对支架顶梁长度的影响很大，从液压支架的工作原理可以看出，先移架后推溜方式又称及时支护方式要求顶梁有较大长度先推溜后移架方式又称滞后支护方式要求顶梁长度较短。这是因为采用先移架后推溜的工作方式，支架要超前输送机个步距，以便采煤机过后，支架能及时前移，支控新暴露的顶板，做到及时支护。因此，先移架后推溜时顶梁长度要比先推溜后移架时的顶梁长度要长个步距，般为。配套尺寸对顶梁长度的影响设备配套尺寸与支架顶梁长度有直接关系。为了防止当采煤机向支架内倾斜时，采煤机滚筒不截割顶梁，同时考虑到采煤机截割时，不定把煤壁截割成垂直平面，所

（图纸） 底座.dwg

（其他） 目录.doc

（图纸） 四连杆机构后连杆.dwg

（图纸） 四连杆机构前连杆.dwg

（图纸） 推移框架.dwg

（图纸） 推移千斤顶.dwg

（图纸） 推移千斤顶轴.dwg

（图纸） 液压系统图.dwg

（其他） 液压支架掩护梁及四连杆机构设计说明书.doc

（其他） 摘要.doc

（图纸） 总装图.dwg