第34卷第01期2013年01月
煤矿机械
Coal Mine Machinery
Vol.34No.01Jan. 2013
问题探讨
二柱掩护式液压支架受力分析及优化
姚贵英1，杜小勇1，李秋生1，郑菁桦
2
（1. 河北工程大学，河北邯郸056038；2. 河北工业大学机械学院，天津300401）
摘要：通过对二柱掩护式液压支架工作原理进行分析，建立了运动学和力学数学模型，得到
支架在降架过程中的运动和力学特性；结合支架数学模型，对四连杆机构和平衡千斤顶安装定位进行优化，从而提高了支架的支护效率并改善了支架对顶板的适应性，对液压支架设计工作有一定的参考价值。
关键词：二柱掩护式液压支架；运动分析；受力分析；优化设计中图分类号：TD355
文献标志码：A
文章编号：1003－0794（2013）01－0100－03
Mechanical Analysis and Optimization Design of Shield Hydraulic
Support
YAO Gui-ying 1，DU Xiao-yong 1，LI Qiu-sheng 1，ZHENG Qing-hua 2
（1. Hebei University of Engineering ，Handan 056038, China ；2. Mechanical College ，Hebei University of Technology ，
Tianjin 300401，China ）
Abstract ：Based on the analysis of working principle of shield hydraulic support of two column, the author established mathematical model of motion and mechanical, then got the characteristics of motion and mechanical of hydraulic support. Through the optimization design of mechanism of four bar linkage and jack of balance, we increased the support efficiency and improved the adaptability of hydraulic support and roof coal. It has some reference value to design of hydraulic support .
Key words ：shield hydraulic support of two column; motion analysis; mechanical analysis; optimization design 0
前言
液压支架受力分析和顶梁运动轨迹分析是进行优化设计的基础，而二柱掩护式液压支架所具有的四连杆机构和平衡千斤顶在提高其工作性能的
30201000
30201000
同时也给支架运动学分析和力学分析增加了难度，本文从四连杆机构运动原理和平衡千斤顶力学原理出发，建立了液压支架数学模型并进行了求解分析，并在此基础上对液压支架进行了优化设计。的有效性。
参考文献：
0.5
1.0
1.5t /s
2.0
2.5
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
X L */c m
X L /c m
0.5
1.0
1.5t /s
2.0
2.5
［1］周渊深. 交直流调速系统与MATLAB 仿真［M ］. 北京：中国电力
出版社,2007.
［2］葛宝明. 永磁同步电机磁阻转矩的有效利用及其预测控制系统［J ］.
电工技术学报，2000（3）：6－10.
（a ）位置环输入
30201000X L /c m
（b ）工程设计法的位置环输出
0.51.0
1.5t /s
2.02.5
［3］周渊深. 感应电动机交-交变频调速系统的内模控制技术［M ］. 北
京：电子工业出版社,2005.
［4］舒志兵. 现代伺服运动控制系统［M ］. 哈尔滨：黑龙江人民出版
社,2004.
［5］周渊深，姜建国. 异步电动机的动态解耦控制［J ］. 中小型电机，
（c ）内模控制法的位置环输出
图8位置环输入、输出信号波形
4结语
针对数控设备伺服控制存在的问题，提出了
2001（2）：22－26.
［6］舒志兵, 刘峻泉, 林锦国，等. 闭环伺服系统的数学模型研究［J ］.
系统仿真学报, 2002, 14（12）：1611-1613.
作者简介：蔡振伟（1961-），河南孟津人，高级工程师，河南工业贸易职业技术学院机电实训中心主任，中国职业技术教育学会教学工作委员会机电专业分会委员，主要研究方向为机电一体化、自动控制技术；公开发表论文10数篇，主编和参编教材数部，电话：
双内模控制的位置速度双闭环伺服控制系统。速度环采用内模控制可克服被控对象参数变化对系统性能的影响；内模控制法设计的位置环输出性能比工程设计方法设计的系统性能更优；本文提出的内模控制器设计方法丰富了数控伺服控制系统的设计方法。计算机仿真实验证明了设计结果
0371-60987761，电子信箱：[email protected].
责任编辑：卢盛春收稿日期：2012－09－27
100
第34卷第01期2013年01月
煤矿机械
Coal Mine Machinery
Vol.34No.01Jan. 2013
问题探讨
二柱掩护式液压支架受力分析及优化
姚贵英1，杜小勇1，李秋生1，郑菁桦
2
（1. 河北工程大学，河北邯郸056038；2. 河北工业大学机械学院，天津300401）
摘要：通过对二柱掩护式液压支架工作原理进行分析，建立了运动学和力学数学模型，得到
支架在降架过程中的运动和力学特性；结合支架数学模型，对四连杆机构和平衡千斤顶安装定位进行优化，从而提高了支架的支护效率并改善了支架对顶板的适应性，对液压支架设计工作有一定的参考价值。
关键词：二柱掩护式液压支架；运动分析；受力分析；优化设计中图分类号：TD355
文献标志码：A
文章编号：1003－0794（2013）01－0100－03
Mechanical Analysis and Optimization Design of Shield Hydraulic
Support
YAO Gui-ying 1，DU Xiao-yong 1，LI Qiu-sheng 1，ZHENG Qing-hua 2
（1. Hebei University of Engineering ，Handan 056038, China ；2. Mechanical College ，Hebei University of Technology ，
Tianjin 300401，China ）
Abstract ：Based on the analysis of working principle of shield hydraulic support of two column, the author established mathematical model of motion and mechanical, then got the characteristics of motion and mechanical of hydraulic support. Through the optimization design of mechanism of four bar linkage and jack of balance, we increased the support efficiency and improved the adaptability of hydraulic support and roof coal. It has some reference value to design of hydraulic support .
Key words ：shield hydraulic support of two column; motion analysis; mechanical analysis; optimization design 0
前言
液压支架受力分析和顶梁运动轨迹分析是进行优化设计的基础，而二柱掩护式液压支架所具有的四连杆机构和平衡千斤顶在提高其工作性能的
30201000
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同时也给支架运动学分析和力学分析增加了难度，本文从四连杆机构运动原理和平衡千斤顶力学原理出发，建立了液压支架数学模型并进行了求解分析，并在此基础上对液压支架进行了优化设计。的有效性。
参考文献：
0.5
1.0
1.5t /s
2.0
2.5
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X L /c m
0.5
1.0
1.5t /s
2.0
2.5
［1］周渊深. 交直流调速系统与MATLAB 仿真［M ］. 北京：中国电力
出版社,2007.
［2］葛宝明. 永磁同步电机磁阻转矩的有效利用及其预测控制系统［J ］.
电工技术学报，2000（3）：6－10.
（a ）位置环输入
30201000X L /c m
（b ）工程设计法的位置环输出
0.51.0
1.5t /s
2.02.5
［3］周渊深. 感应电动机交-交变频调速系统的内模控制技术［M ］. 北
京：电子工业出版社,2005.
［4］舒志兵. 现代伺服运动控制系统［M ］. 哈尔滨：黑龙江人民出版
社,2004.
［5］周渊深，姜建国. 异步电动机的动态解耦控制［J ］. 中小型电机，
（c ）内模控制法的位置环输出
图8位置环输入、输出信号波形
4结语
针对数控设备伺服控制存在的问题，提出了
2001（2）：22－26.
［6］舒志兵, 刘峻泉, 林锦国，等. 闭环伺服系统的数学模型研究［J ］.
系统仿真学报, 2002, 14（12）：1611-1613.
作者简介：蔡振伟（1961-），河南孟津人，高级工程师，河南工业贸易职业技术学院机电实训中心主任，中国职业技术教育学会教学工作委员会机电专业分会委员，主要研究方向为机电一体化、自动控制技术；公开发表论文10数篇，主编和参编教材数部，电话：
双内模控制的位置速度双闭环伺服控制系统。速度环采用内模控制可克服被控对象参数变化对系统性能的影响；内模控制法设计的位置环输出性能比工程设计方法设计的系统性能更优；本文提出的内模控制器设计方法丰富了数控伺服控制系统的设计方法。计算机仿真实验证明了设计结果
0371-60987761，电子信箱：[email protected].
责任编辑：卢盛春收稿日期：2012－09－27
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