小型梁液压支架的研究

摘要：分析了国内几种常用液压支架的特点，研究设计了一种新型液压支架架型―无尾梁液压支架，阐述了无尾梁液压支架的结构特点，指明了无尾梁液压支架的应用前景。

关键词：液压支架；无尾梁液压支架；结构特点；应用前景

液压支架具有支护性能好、强度高、安全可靠等优点，它的广泛应用，极大地提高了生产效率、降低了成本、保证了生产安全。因此液压支架是现代化煤矿不可或缺的重要支护设备。

1 目前国内常用液压支架的主要形式

1.1四连杆液压支架

四连杆液压支架是目前使用最多的架型，不论是支撑式还是掩护式液压支架一般都用到了四连杆机构。这种机构使顶板对顶梁的水平载荷由掩护梁传递给两个连杆，立柱不承受横向力，故要求连杆要有足够的强度。四连杆机构主要有两种结构形式，一种是前后连杆均为整体单连杆；另一种是后连杆为整体铸造件或焊接件，前连杆为左右分置的单连杆铸钢件或焊接件，这样可增大支架的有效利用空间。该机构使液压支架在升降过程中，顶梁前端的轨迹为一条双纽线。双纽线支架的两个连杆虽然增加了支架结构的稳定性，但也因为要抵抗顶板的纵向水平力而大大增加了对支架承载机构件的作用力，使构件断面增大，重量增加，不利于掩护式和支撑掩护式支架在减轻支架重量方面的进一步发展。

1.2单摆杆液压支架

单摆杆液压支架是在四连杆液压支架基础上简化而成的一种支架机构形式。它用一个单摆杆机构代替了传统的四连杆机构，从而使支架在升降的过程中顶梁前端的轨迹由双扭线变成了一条圆弧线。受支架结构尺寸限制，无论如何设计，顶梁前端轨迹的前后摆动量都不会明显减小，也就无法去除因支架升降、顶梁前后错动而承受的纵向摩擦力。

1.3简易支架

四连杆液压支架和单摆杆液压支架一般均有完整的顶梁、掩护梁和底座，可统称为整体液压支架。而滑移顶梁支架、悬移顶梁支架等支架一般不设底座，顶梁比较窄，靠左右顶梁的相互错动实现移架，这类支架可称之为简易支架。由于其体积小、重量轻、适应性强，在一些中小煤矿有所应用。但这类支架邻架之间没有有效连接，在使用时，存在头重脚轻，插底严重，自身稳定性差，移架和调架困难等问题，特别是当一个支架发生倒架，很更容易引发邻架倒架，形成连锁反应。

2 无尾梁液压支架的结构和特点

为了克服上述现有技术的缺陷，研究设计一种介于整体液压支架和简易液压支架之间的主要由一个整体底座、多个顶梁组成的无尾梁液压支架。

2.1 无尾梁液压支架的结构

无尾梁液压支架主要由整体底座、多个顶梁、立柱、梁间连接块、导杆、挡矸板、推杆和推移油缸等组成（见图1、图2）。

在一个整体底座的后部横向设置多个导路线垂直于底座底面的导向套，底座上方并列分布多个窄型顶梁，每个顶梁的侧面设有铅垂方向的T型导向槽，工字型梁间连接块与T型导向槽配合将相邻梁连成一体，并形成梁间连接装置，此装置可保证各顶梁在支架纵向平面内的相互错动和偏转，可提高顶梁对顶板的适应能力；前立柱、后立柱通过球铰、销轴分别与底座和各顶梁连接，前立柱、后立柱保持一定前倾状态，保证顶梁有一定抵抗向后水平力的能力；挡矸板用销轴挂接于顶梁的尾部，用于保护导杆并防止采空区矸石涌入；导杆布置在后立柱之后，上端用销轴或十字节与顶梁铰接，下部伸入到底座的导向套内，形成垂直导向装置，该装置起抵抗水平载荷、升降导向、保持架型和挡矸防涌作用；推移油缸和推杆设置在左右立柱之间，用于推溜移架。

图1无尾梁液压支架外形图

图2无尾梁液压支架顶梁连接装置处的剖面图

2.2无尾梁液压支架的特点

（1）一个支架采用多个既相互联系又可以相互错动和偏转的窄型顶梁，使顶梁对顶板的适应能力有了很大程度的提高，能更好地维护顶板；

（2） 多个顶梁通过导杆与整体底座相连接，使支架的整体性和自身稳定性得以保证，避免了简易支架插底、倒架和移架困难的问题，移架速度可与整体支架相一致；

（3） 各窄型顶梁结构简单、重量轻、加工方便、便于装运。

（4） 垂直导向装置设置在支架后部，兼有抵抗水平载荷、升降导向、保持架型和挡矸防涌功能，省去了尾梁，减轻了重量。

3 结语

该支架既有整体液压支架结构简单、操作方便、强度高、稳定性好、移架速度快的特点，又具有简易支架重量轻、适应性强、使用灵活、便于装、拆、运作业的特点，为中、小工作面支护提供了一个很好的选择，尤其适于煤矿地下薄煤层开采工作面支护。

参考文献：

[1] 丁绍南.采煤工作面液压支架设计[M].北京：世界图书出版公司，1991.

[2] 姚贵英，董润滋，李秋生，尹冬晨.几种典型简易支架的对比分析[J].矿山机械，2007（12）.

[3] 王国法.液压支架技术[M].北京：煤炭工业出版社，1999.8

[4] 李秋生，崔汉涛等.浅谈我国中小煤矿支护设备[J].煤矿机械.2007.3：29～30