第2期 钱卫香等：液压支架含拐点直线导路机构综合与分析 .235· 接影响.归纳起来，目前支架初值确定有三种方法： AA0×AJA=PA2 (4) 一是根据经验类比现行支架参数，二是修正解析 即PA是AA0与AJA线段的比例中项，且A0、JA 法8，三是将四杆机构假想成曲柄滑块机构采用图 点始终位于A点同侧.方程(4)反映了拐点圆与瞬 解设计法).上述方法存在的主要问题是掩护梁“三 心P、动点A及曲率中心A0间的关系，由这一几 点一线”的假设与实际机构存在偏差，参数调整及 何特性可得到拐点圆. 设计过程不直观，无预测和前瞻性.本文将Euler-- 如图2所示四连杆机构AABB0,作连杆AB Savary理论灵活运用到支架设计中，提出液压支架 与机架AoB0的绝对瞬心P,根据儿何关系式AAo× 直线导路机构综合的一种工程实用的解析方法，并 AJA=PA2及BB×BJB=PB2求取拐点JA、JB, 融合可视优化的思想，实现机构性能及寻优过程的 过P、JA和JB作拐点圆.在拐点圆上任取连杆 可视化，为优化设计提供具有“先天优势”的机构 点C均可得到一段通过该点的近似直线段的连杆 初始值 曲线，该点速度方向垂直于PC线. 1 Euler-Savary方程与拐点圆 如图1所示，设动瞬心线Cm沿定瞬心线C C 作纯滚动，瞬时接触点为P(称为极点或瞬心)，动 平面内任意动点A运动轨迹的曲率中心为A0,根 拐圆 据欧拉萨伐里(Euler--Savary)方程有10-iu 11 PA PAo sina--” (1) UP 式中，Q表示动点A所在的极射线PA与极切线Pt 月品 间的夹角；w表示动平面相对于定平面的瞬时转动 图2拐点圆作图方法 角速度：vP为极点P的速度：A及Ao位于P点 Fig.2 Graphic method of the inflection circle 之上时，PA及PA0取正值，反之取负值.等式右 2液压支架综合方法 边(-w/P)表示一个与动点A几何性质无关的瞬 时不变量，故可令D=-vP/w,则式(1)写为12 图3所示为一支顶式掩护支架，主要由底座1、 11 1 前连杆2、后连杆3、掩护梁4、顶梁（包括前梁9和 PA PAo=Dsina (2) 后梁6)、立柱7、平衡千斤顶5和前梁千斤顶8组 成，其中底座1、前连杆2、后连杆3和掩护梁4构 成四连杆机构，通过液压驱动控制立柱7伸缩实现 液压支架的升降，由平衡千斤顶5调节顶梁与顶板 接触面积，由前梁千斤顶8调节前粱角度.升降架 过程中，为改善支架控制顶板的能力和支架的受力 状况，顶梁端点与煤壁间距离需保持基本恒定，因 P 极切线t 顶梁作平动，顶梁端点的运动轨迹和掩护梁与顶梁 图1平面上各点位的几何关系 铰接点的运动轨迹相同，则由底座、前后连杆和掩 Fig.1 Geometric relationship of points on the plane 护梁构成的四连杆机构为一直线导路机构. 当轨迹点的曲率中心A0趋向于无穷远时，则 有 PA Dsina (3) 式(3)表示动平面上所有作直线运动的动点均位于 以D为直径的圆（称为拐点圆）上，且该圆与极切 线Pt相切，在拐点圆上选取工作点即可得到一段 1一底座：2一前连杆；3一后连杆：4掩护梁： 直线轨迹. 5-平衡千斤顶；6一后梁：7-立柱；8-—前梁千斤顶；9一前梁 直线PA交拐点圆于JA点，将PA0=PA+ 图3液压支架结构 AA0,PJA=PA+A.JA代入式(2)，则 Fig.3 Structure of the hydraulic support