1、5 支架運(yùn)動(dòng)特性分析支架運(yùn)動(dòng)特性分析與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.4 4.4 單鉸接輕型放頂煤液壓支架機(jī)構(gòu)單鉸接輕型放頂煤液壓支架機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 單鉸接液壓支架的機(jī)構(gòu)主要是由底座、兩個(gè)前立柱、兩單鉸接液壓支架的機(jī)構(gòu)主要是由底座、兩個(gè)前立柱、兩個(gè)后立柱、頂梁、掩護(hù)梁組成。從機(jī)構(gòu)組成原理上講，可將個(gè)后立柱、頂梁、掩護(hù)梁組成。從機(jī)構(gòu)組成原理上講，可將其簡(jiǎn)化為由其簡(jiǎn)化為由5 5個(gè)桿、個(gè)桿、6 6個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副、個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副、2 2個(gè)移動(dòng)副構(gòu)成的平面機(jī)構(gòu)。個(gè)移動(dòng)副構(gòu)成的平面機(jī)構(gòu)。底座為機(jī)架，其上的底座為機(jī)架，其上的 f f、 b b、 1 1分別為底座與前主柱、后分別為底座與前主柱、后主柱、掩護(hù)梁的鉸接點(diǎn)

2、。主柱、掩護(hù)梁的鉸接點(diǎn)。OOO 圖中符號(hào)代表的意義為：圖中符號(hào)代表的意義為： S S2 2前、后立柱在底座上的鉸接點(diǎn)的水平距離；前、后立柱在底座上的鉸接點(diǎn)的水平距離； S S1 1后立柱在底座上的鉸接點(diǎn)與掩護(hù)梁與底座的鉸接后立柱在底座上的鉸接點(diǎn)與掩護(hù)梁與底座的鉸接點(diǎn)之間的水平距離；點(diǎn)之間的水平距離； h h1 1掩護(hù)梁與底座的鉸接點(diǎn)與到底座底面的垂直距離；掩護(hù)梁與底座的鉸接點(diǎn)與到底座底面的垂直距離；bf,dd前、后立柱在底座上的鉸接點(diǎn)相對(duì)底座底面的垂前、后立柱在底座上的鉸接點(diǎn)相對(duì)底座底面的垂直距離；直距離； 頂梁為連桿，其上的點(diǎn)頂梁為連桿，其上的點(diǎn)D D為前端點(diǎn)，為前端點(diǎn)，C C為與前立柱為與

3、前立柱的上鉸點(diǎn)，的上鉸點(diǎn)，A A為與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)。為與掩護(hù)梁的鉸點(diǎn)。 4 4頂梁與前立柱鉸點(diǎn)頂梁與前立柱鉸點(diǎn)C C到頂梁與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)到頂梁與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)A A之間的距離，即連桿之間的距離，即連桿4 4的長(zhǎng)度；的長(zhǎng)度； 連桿連桿4 4與水平面之間的夾角。與水平面之間的夾角。l4.4.14.4.1后立柱支撐在掩護(hù)梁上的單鉸接液壓支架后立柱支撐在掩護(hù)梁上的單鉸接液壓支架 如圖如圖4-274-27所示，掩護(hù)梁為擺桿，其上的點(diǎn)所示，掩護(hù)梁為擺桿，其上的點(diǎn)B B為與后立柱的為與后立柱的上鉸接點(diǎn)。上鉸接點(diǎn)。擺桿（掩護(hù)梁）擺桿（掩護(hù)梁）上上O O1 1A A的長(zhǎng)度；的長(zhǎng)度；擺桿擺桿O O1 1A A與水平與水平

4、面的夾角；面的夾角；鉸點(diǎn)鉸點(diǎn)O O1 1到后立到后立柱在掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)柱在掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)B B的長(zhǎng)度。的長(zhǎng)度。1l2lyx O lfHOfObb lbl4l2h1dal3f O1dfA B CS1S2dcdbacl1 圖圖4-27 4-27 后立柱支撐在掩護(hù)梁上的后立柱支撐在掩護(hù)梁上的單鉸接單鉸接支架機(jī)構(gòu)圖支架機(jī)構(gòu)圖1 1幾何關(guān)系幾何關(guān)系 (4-17) (4-17) ff2141coscoscoslSSll (4-18) (4-18) fff411sinsinsinldlhl (4-19) (4-19) 1bb2cos)cos(Slla (4-20) (4-20) bbb12sin)sin(dlh

5、la 在工程實(shí)際中，常用支架的高度在工程實(shí)際中，常用支架的高度H H 來(lái)表示支架各構(gòu)件的來(lái)表示支架各構(gòu)件的位置關(guān)系。位置關(guān)系。因?yàn)橐驗(yàn)?fffccsincosdldHsinsincos14cclldHbbb2sin)sin(dlla11ccsincoshldH 所以所以 (4-21)(4-21) )cos(1sinfccffddHl (4-22) (4-22) )cos(1sincc11dhHl由由(4-17)(4-17)式得式得 (4-23)(4-23)sinsin(1sin1f1ff4hdlll在在 中，有中，有 (4-24)(4-24)b1BOO)cos(2322322balllll式中

6、：式中： )arctg(1b1Sdh (4-25)(4-25)221142ccff)coscos()sin(SSllddHl (4-26)(4-26)sin(1sin2b1bbaldhl頂梁上頂梁上C C點(diǎn)的軌跡方程為：點(diǎn)的軌跡方程為： （4-274-27）ff21ccoslSSxfffcsinldy2 2運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系 對(duì)（對(duì)（4-174-17）式（）式（4-204-20）式求導(dǎo)，得方程組：）式求導(dǎo)，得方程組：（4-284-28） 0ddsinddcosddsinddsinfffff41tltltltl （4-294-29） 0ddcosddsinddcosddcosfffff41tl

7、tltltl （4-304-30） 0ddsincosdddd)sin(bbbbb2tltltla （4-314-31） 0ddcossindddd)cos(bbbbb2tltltla聯(lián)立上述方程構(gòu)成矩陣形式：聯(lián)立上述方程構(gòu)成矩陣形式：ttttllllllllllfbaadddddddd0cos0)cos(0sin0)sin(cos0coscossin0sinsinbb2bb2ff41ff41tltltltlddsinddcosddsinddcosbbbbffff解方程組，得：解方程組，得： dd)cos(dd)sin()sin()sin(1dd)(ctg1dd)sin()sin(dd)sin

8、(1dd)sin(1ddddddddffbf21ffbbbbb2f1ff4bb2fbtltlllltlltllltlltllttttaaaa (4-32)(4-32)令令 0ddt13cosSl (4-33)(4-33)sin()sin(ddddb2f1bfalltltl上式為滿足支架頂梁平行升、降、前后立柱的運(yùn)動(dòng)速度。上式為滿足支架頂梁平行升、降、前后立柱的運(yùn)動(dòng)速度。對(duì)（對(duì)（4-284-28）式（）式（4-314-31）式求導(dǎo)得：）式求導(dǎo)得： （4-344-34） 0ddsinddsinddsin12f2ff224221Ctltltl （4-354-35） 0ddcosddcosddcos2

9、2f2ff224221Ctltltl（4-364-36） 0ddsindd)sin(32b2bb222Ctltla（4-374-37） 0ddcosdd)cos(42b2bb222Ctltla解方程解方程 43212f22b22222bb2bb2ff41ff41dddddddd0cos0)cos(0sin0)sin(cos0coscossin0sinsinCCCCttttllllllllllaa（4-384-38）式中式中: :24212f2f1)dd(cos)dd(cosddcostltltlC2ffffff)dd(cosddddsin2tltlt24212f2f2)dd(sin)dd(si

10、nddsintltltlC2ffffff)dd(sinddddcos2tltlt2bbb222b2b3)dd(cos)dd)(cos(ddcostltltlCa222b2b4)dd)(sin(ddsintltlCa2bbbbbb)dd(sinddddcos2tltlt解得：解得： （4-394-39）dddd2sin)dd(dd1ddbbb2bb2b2222ttltltlAlt22)dd(11tA)dd(dd11dd2b2b2b22b2ttllAAtdddd)sin(cos2)dd(1bbb22btlttlAla（4-404-40）)dd(dd)sin()cos(dd2ff2f2f1f2f2t

11、ltllt22f)dd)(sin(11)cos()sin(1tAtltltlldddd2)dd()sin(ff12f142bb2b2f2)dd(dd)sin()sin(tltlAldddd2sinbbbttl （4-414-41）)dd(dd)sin(1dd2ff2f2f422tltllt)dd()dd()sin()cos(2241ffttll2bb2b2f42f1)dd(dd)sin()sin(tltlAlll)dd(1dddd2sin222bbbtAlttl（4-42）（4-42）（4-42）（4-42）（4-42）（4-42）（4-42）（4-424-42） 式中：式中： 。 )sin(

12、baA如果前后立柱的升降是勻速的，即：如果前后立柱的升降是勻速的，即： ，0dd2f2tl0dd2b2tl 則有：則有： （4-434-43）22bbb2b2b22)dd(11dddd)2sin()dd(ddtAttltAlltdddd)sin(cos2)dd(ddbbb2b22b2tlttAllta2b2)dd(1tAA（4-444-44）2ff1ff2f2)dd()sin()cos(ddtllt22f)dd)(sin(11)cos()sin(1tAtltltlldddd1)dd()sin(ff12f14dddd2sin)dd()sin()sin(bbb2bf2bttltAll（4-454-

13、45） )dd()dd()sin()cos()dd()sin(dd2241ff2ff4f22ttlltllt2bbf42f1)dd()sin()sin(tlAlll)dd(1dddd2sin222bbbtAlttl (4-46)(4-46)4.4.2 4.4.2 后立柱支撐在頂梁上的單鉸接液壓支架后立柱支撐在頂梁上的單鉸接液壓支架 如圖如圖4-284-28所示，掩護(hù)梁為擺桿，頂梁上的點(diǎn)所示，掩護(hù)梁為擺桿，頂梁上的點(diǎn)B B為與后立柱的為與后立柱的上鉸點(diǎn)；為掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)上鉸點(diǎn)；為掩護(hù)梁上鉸點(diǎn)A A到頂梁與后立柱鉸點(diǎn)到頂梁與后立柱鉸點(diǎn)B B的長(zhǎng)度，其的長(zhǎng)度，其余符號(hào)同前。余符號(hào)同前。對(duì)于后立柱支撐在

14、頂梁上的單鉸接液壓支架，對(duì)于后立柱支撐在頂梁上的單鉸接液壓支架，可以推倒出相應(yīng)的幾何及運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系公式：可以推倒出相應(yīng)的幾何及運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系公式：yx O lfHOfObb lbl4l2h1l3f O1dfA B CS1S2dbl10圖圖4-28 4-28 后立柱支撐在后立柱支撐在頂梁上的頂梁上的單鉸接支架機(jī)單鉸接支架機(jī)構(gòu)圖構(gòu)圖 （4-474-47） 1bb21coscoscosSlll （4-484-48） 21ff41coscoscosSSlll （4-494-49） bbb211sinsinsindllhl （4-504-50） fff411sinsinsindllhlfffcsincosdl

15、dHbbb24csinsin)(cosdllld11sinhlda（4-514-51） 令令 sin110lhHsinsin2bbblld（4-524-52）sinsin4ffflldsinsin2bbb20lldlHsinsin4fff40lldlH4fff2bbb420sinsin)11(lldlldllHb4f2240ff2bb4)(sinsindldlllHllll由由 ff42210211coscos)(llShHlSbb2210211coscos)(llhHlS（4-534-53）（4-544-54）（4-554-55）（4-564-56）消去消去 得：得：)(coscos2121

16、4bb4ff2SSlSlllll2102142)()(hHlll （4-574-57）由由（4-544-54）和（）和（4-574-57）式）式消去消去 得：得：b)(cos2212ff22f222b24SSlllllll210212414)()(hHlllSl4bf2024ff2)(sin2lddlHllll221021241421224bf2024)()()()(hHlllSlSSllddlHll（4-584-58）由由（4-544-54）和（）和（4-574-57）式）式消去消去 得：得： f)(cos2212bb42b242f22SSlllllll)()(210212414hHlllS

17、l)(sin24bf2024bb4lddlHllll24bf2024)(lddlHll2210212414212)()()(hHlllSlSSl(4-59)(4-59)令：令： 2102124142121)()()(hHlllSlSSl4bf20242)(lddlHll(4-60)(4-60)并令：并令： ， （4-614-61）22211sin22212cos則：則：)cossinsin(cos2ff2221f2ll22212f222b24llll2221f222212f222b24f2)sin(llllllarcf)2sin(22214222212f222b24llllll(4-62)(4

18、-62)同理：同理：)coscossin(sin2bb2221b4ll22212b242f22llll2221b42f2222212b24b2)cos(llllllarcb)2cos(2221b42f2222212b24llllll(4-63)(4-63)由由（4-474-47）和（）和（4-484-48）式）式得：得：)coscos(1cosbb2ff24lSlll(4-64)(4-64)由由（4-494-49）和（）和（4-504-50）式）式得：得：)coscos(cos1cos2bbff2421bb1SlllllSll(4-65)(4-65)對(duì)對(duì)（4-474-47）式（）式（4-504

19、-50）式求導(dǎo)得：）式求導(dǎo)得：0ddsinddcosddsinddsinbbbb21tltltltlb(4-66)(4-66)0ddsinddcosddsinddsinfbfff41tltltltl(4-67)(4-67)0ddcosddsinddcosddcosbbbbb21tltltltl(4-68)(4-68)0ddcosddsinddcosddcosfffff41tltltltl(4-69)(4-69)將（將（4-664-66）（）（4-694-69）式組成矩陣：）式組成矩陣： ttttllllllllllllddddddddcos0coscos0coscoscossin0sinsin

20、0sinsinsinfbff41bb21ff41bb21tltltltlddsinddsinddcosddcosffbbffbb(4-70)(4-70) 解解（4-704-70）式）式得頂梁、掩護(hù)梁、前、后立柱角速度與前、得頂梁、掩護(hù)梁、前、后立柱角速度與前、后立柱升降速度之間的關(guān)系公式：后立柱升降速度之間的關(guān)系公式：)cos()cos(sinsinfb4fb1llF)cos()cos(fb2l)cos(sin)cos(sinsinb2b4bll)cos(sin)cos(sinsinf2f4fllsinsin)(24ll (4-71)(4-71)tlFltddsin)cos(sincosddf

21、bbf1ddsin)cos(sincosbffbtl(4-72)(4-72)tllFtddcossin)cos(sin1ddbbff4ddcossin)cos(sinffbb2tll(4-73)(4-73)bbbf2b1bsin)cos()cos(cosddlFlltbbbsin)cos()cos(tlddsin)cos(sin)cos(fbb)cos(sin)cos(cosffb4blsin)cos(b4l)cos(sin)cos(ffb2ltllddsin)cos(bb2(4-74)(4-74)bbf4ff1fsin)cos()cos(cosddlFlltbbf2f4sin)cos()co

22、s(sin)cos(ll)cos(sincosddsin)cos(fb4ff2ltlldd)cos(sinbftl(4-75)(4-75)令令 ，0ddt0得頂梁水平上升接觸頂煤的條件：得頂梁水平上升接觸頂煤的條件：sin)cos(sincossin)cos(coscosddddffbbbfbftltl(4-76) (4-76) 11cossinsincosxaeyae平面連桿機(jī)構(gòu)連桿軌跡曲線方程平面連桿機(jī)構(gòu)連桿軌跡曲線方程 如圖2.1所示，建立平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程。設(shè)在坐標(biāo)系中，連桿上M點(diǎn)的坐標(biāo)方程為22cossinsincosxdcfycf由四邊形由四邊形DCML可得可得 圖圖2.1連桿結(jié)

23、構(gòu)構(gòu)軌跡曲線連桿結(jié)構(gòu)構(gòu)軌跡曲線（2-1） （2-2）2222112222222 ( sincos)()2 ()sincosxyeae xydxyfcfdxy將前兩式平方相加消去將前兩式平方相加消去，后兩式平方相加消去，后兩式平方相加消去，可分別得到，可分別得到12222UVW的關(guān)系，消去上述兩式中的的關(guān)系，消去上述兩式中的1 1 2 2，即可得連桿上，即可得連桿上M點(diǎn)的位置方程點(diǎn)的位置方程 （2-4）根據(jù)根據(jù)22222222222222222()cossin ()()()sincos ()()2sin ()cot Ufxdyxyeaex xdyfcVfxdyxyeaey xdyfcWefx x

24、dydy該式即為連桿曲線方程。式中該式即為連桿曲線方程。式中（2-5）0 x y0 xy0000cossinsincosxgxyyhxy 0000()cos()sin)()cos()sin)xxgyhyyhgx將將坐標(biāo)系進(jìn)行坐標(biāo)系進(jìn)行坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換 （2-6） （2-7）將上式表示為將上式表示為x和和y 關(guān)于關(guān)于xy 的函數(shù)的函數(shù)將將x 和和 y 的函數(shù)帶入至式（的函數(shù)帶入至式（2-52-5）得）得000200002220002000()cos()sin)cos()cos()sin)sin ()cos()sin)()cos()sin)()cos()sin)()cos()sin

25、)()cosUfxgyhdyhgxxgyhyhgxeae xgyhxgyhdyh222000020000222000()sin)(28)()cos()sin)sin()cos()sin) cos ()cos()sin)()cos()sin)()cos()sin)(gxfcVfxgyhdyhgxxgyhyhgxeae yhgxx20002220000200000)cos()sin)()cos()sin)(29)2sin ()cos()sin)()cos()sin)()cos()sin)()cos()sin)cot (2 10)gyhdyhgxfcWefxgyhxgyhdyhgxdyhgx0( ,

26、 , , , , , , ,)0F x y a c d e f g h 將將U,V,W 帶入至式（帶入至式（2-42-4）中，從而得到）中，從而得到xoy 坐標(biāo)系中坐標(biāo)系中點(diǎn)點(diǎn)M的連桿曲線方程的連桿曲線方程 顯然方程（顯然方程（2-112-11）十分復(fù)雜，如果通過(guò)解析法求取連桿上）十分復(fù)雜，如果通過(guò)解析法求取連桿上點(diǎn)點(diǎn)M的坐標(biāo)的坐標(biāo)x , y的直接數(shù)學(xué)表達(dá)式，目前還做不到，這就使得連桿上點(diǎn)的直接數(shù)學(xué)表達(dá)式，目前還做不到，這就使得連桿上點(diǎn)的軌跡曲線優(yōu)化問(wèn)題變得復(fù)雜而又困難。因此需要聯(lián)系滿足連桿機(jī)的軌跡曲線優(yōu)化問(wèn)題變得復(fù)雜而又困難。因此需要聯(lián)系滿足連桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)條件，對(duì)連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)方程進(jìn)行深入分析

27、，提出科學(xué)可行構(gòu)的參數(shù)條件，對(duì)連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)方程進(jìn)行深入分析，提出科學(xué)可行的求解方法，然后編寫(xiě)算法程序，借助計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)方程進(jìn)行求解。的求解方法，然后編寫(xiě)算法程序，借助計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)方程進(jìn)行求解。（2-112-11）min( )( )01,2,( )01,2,nuvf xxRh xupngxvq2.32.3連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化程序算法的選擇連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化程序算法的選擇2.3.12.3.1外罰函數(shù)法外罰函數(shù)法對(duì)于一般的約束優(yōu)化問(wèn)題，其數(shù)學(xué)模型的一般表達(dá)四為對(duì)于一般的約束優(yōu)化問(wèn)題，其數(shù)學(xué)模型的一般表達(dá)四為 （2-122-12）( )f x( )uh x( )vxg式中：式中：目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù) 等式約束變量等

28、式約束變量 不等式約束變量不等式約束變量 這時(shí)的問(wèn)題是一個(gè)非線性規(guī)劃問(wèn)題。求解非線性約束優(yōu)化問(wèn)這時(shí)的問(wèn)題是一個(gè)非線性規(guī)劃問(wèn)題。求解非線性約束優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)值解法可以分為兩類。一類通過(guò)把原問(wèn)題化為一系列無(wú)約束題的數(shù)值解法可以分為兩類。一類通過(guò)把原問(wèn)題化為一系列無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題的方式來(lái)求解；另一類通過(guò)在可行域內(nèi)逐步改善設(shè)計(jì)點(diǎn)的優(yōu)化問(wèn)題的方式來(lái)求解；另一類通過(guò)在可行域內(nèi)逐步改善設(shè)計(jì)點(diǎn)的方式來(lái)求解。前一類有懲罰函數(shù)法、增廣乘子法等，統(tǒng)稱為間接解方式來(lái)求解。前一類有懲罰函數(shù)法、增廣乘子法等，統(tǒng)稱為間接解法。后一類有隨機(jī)方向法，復(fù)合形法，廣義簡(jiǎn)約梯度法等，統(tǒng)稱為法。后一類有隨機(jī)方向法，復(fù)合形法，廣義簡(jiǎn)約梯度法

29、等，統(tǒng)稱為直接解法。直接解法。 而對(duì)于一些有效的無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題的解法，可以設(shè)法把約束而對(duì)于一些有效的無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題的解法，可以設(shè)法把約束優(yōu)化的原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題，從而利用已有的求解無(wú)約束優(yōu)化的原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題，從而利用已有的求解無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題的算法來(lái)求解原有的約束優(yōu)化問(wèn)題。比如，對(duì)于等式優(yōu)化優(yōu)化問(wèn)題的算法來(lái)求解原有的約束優(yōu)化問(wèn)題。比如，對(duì)于等式優(yōu)化問(wèn)題。問(wèn)題。 大采高液壓支架運(yùn)動(dòng)學(xué)分析大采高液壓支架運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 大采高液壓支架在井下的實(shí)際工作情況非常復(fù)雜。不僅頂板大采高液壓支架在井下的實(shí)際工作情況非常復(fù)雜。不僅頂板的壓力大小和作用位置在變化，而且支架頂梁和頂板的接觸情況都的壓力

30、大小和作用位置在變化，而且支架頂梁和頂板的接觸情況都在隨時(shí)間和地點(diǎn)不斷變化。通過(guò)對(duì)大采高支架進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，研在隨時(shí)間和地點(diǎn)不斷變化。通過(guò)對(duì)大采高支架進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，研究液壓支架在不同位置、狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化，對(duì)分析支架受力究液壓支架在不同位置、狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化，對(duì)分析支架受力及應(yīng)力，評(píng)價(jià)支架在工作中對(duì)可能出現(xiàn)的各種外載荷的支護(hù)能力十及應(yīng)力，評(píng)價(jià)支架在工作中對(duì)可能出現(xiàn)的各種外載荷的支護(hù)能力十分重要。分重要。2.1 2.1 支架四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析支架四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析2.1.1 2.1.1 支架頂梁端運(yùn)動(dòng)軌跡支架頂梁端運(yùn)動(dòng)軌跡 四連桿機(jī)構(gòu)液壓支架各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)軌跡與四連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)有四連桿

31、機(jī)構(gòu)液壓支架各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)軌跡與四連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，當(dāng)支架由高到低變化時(shí)，如果頂梁作平移運(yùn)動(dòng)，則頂梁前端的關(guān)，當(dāng)支架由高到低變化時(shí)，如果頂梁作平移運(yùn)動(dòng)，則頂梁前端的運(yùn)動(dòng)軌跡由四連桿機(jī)構(gòu)決定，即由頂梁與掩護(hù)梁的鉸接點(diǎn)的軌跡運(yùn)動(dòng)軌跡由四連桿機(jī)構(gòu)決定，即由頂梁與掩護(hù)梁的鉸接點(diǎn)的軌跡近似雙紐線所決定。近似雙紐線所決定。 選擇不同的四連桿參數(shù)，可以使頂梁的運(yùn)動(dòng)軌跡處于近似雙紐選擇不同的四連桿參數(shù)，可以使頂梁的運(yùn)動(dòng)軌跡處于近似雙紐線的不同區(qū)段。支架在實(shí)際工作時(shí)，受到頂板載荷的作用，具有向線的不同區(qū)段。支架在實(shí)際工作時(shí)，受到頂板載荷的作用，具有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，當(dāng)頂梁相對(duì)頂板有向煤壁的移動(dòng)趨勢(shì)，頂板對(duì)頂梁下的運(yùn)

32、動(dòng)趨勢(shì)，當(dāng)頂梁相對(duì)頂板有向煤壁的移動(dòng)趨勢(shì)，頂板對(duì)頂梁的摩擦力方向指向采空區(qū)；當(dāng)頂梁相對(duì)頂板有向采空區(qū)的移動(dòng)趨勢(shì)，的摩擦力方向指向采空區(qū)；當(dāng)頂梁相對(duì)頂板有向采空區(qū)的移動(dòng)趨勢(shì)，頂板對(duì)頂梁的摩擦力方向指向煤壁。當(dāng)頂板運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)超過(guò)支架運(yùn)動(dòng)頂板對(duì)頂梁的摩擦力方向指向煤壁。當(dāng)頂板運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)超過(guò)支架運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，頂板對(duì)頂梁的摩擦力方向取決于頂板的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。趨勢(shì)時(shí)，頂板對(duì)頂梁的摩擦力方向取決于頂板的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。 從頂板管理角度來(lái)講，頂梁向煤壁方向移動(dòng)要比頂梁向采空從頂板管理角度來(lái)講，頂梁向煤壁方向移動(dòng)要比頂梁向采空區(qū)方向移動(dòng)有利。頂梁向煤壁方向移動(dòng)使梁端頂板處于擠壓的有利區(qū)方向移動(dòng)有利。頂梁向煤壁方向移動(dòng)使梁端頂板

33、處于擠壓的有利狀態(tài)，而頂梁向采空區(qū)方向移動(dòng)可導(dǎo)致頂板產(chǎn)生離層或斷裂，從而狀態(tài)，而頂梁向采空區(qū)方向移動(dòng)可導(dǎo)致頂板產(chǎn)生離層或斷裂，從而造成頂梁前端冒頂或頂板斷裂線前移。造成頂梁前端冒頂或頂板斷裂線前移。2.1.22.1.2支架的機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)參數(shù)支架的機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)參數(shù) 在理想情況下，液壓支架工作中頂梁的頂面與底座的底面是在理想情況下，液壓支架工作中頂梁的頂面與底座的底面是平行的，平行的，DBT-Schitd.2550/5500DBT-Schitd.2550/5500大采高液壓支架的結(jié)構(gòu)示意圖如圖大采高液壓支架的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.12.1所示。該支架的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)參數(shù)如圖所示。該支架的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)參數(shù)如圖2.22.2所示。所示。 圖圖2.1 液壓支架結(jié)構(gòu)示意圖液壓支架結(jié)構(gòu)示意圖 圖圖2.2 液壓支架四桿機(jī)構(gòu)圖液壓支架四桿機(jī)構(gòu)圖 當(dāng)支架在最小高度至最大高度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，四連桿機(jī)構(gòu)各桿件當(dāng)支架在最小高度至最大高度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，四連桿機(jī)構(gòu)各桿件的尺寸參數(shù)滿足下列方程的