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华北科技学院毕业设计（论文）
图3-3 掩护式液压支架在破碎不稳定顶板条件下的受力情况
2）掩护式液压支架在中等稳定以上顶板的受力情况。掩护式液压支架由于立柱少，且呈倾斜布置，支撑力较小，切顶性较差，受力情况如图3-4所示
直接顶冒落时，冒落岩石分别作用在顶梁上和掩护梁上。
周期来压时，由于顶梁后部顶板不能充分切断，基本顶压力将由整个支架和采空区垮落岩石承担或者有可能在切顶时，基本顶直接压在掩护梁上，这就使掩护梁上载荷剧增，迫使顶梁支撑力减小，使支架难以承受顶板的压力和控制顶板的冒落。所以，此种支架不能在中等稳定以上顶板下工作。
图3-4 掩护式液压支架在中等稳定以上顶板的受力情况
3．支撑掩护式液压支架支撑力分布与承载的关系及适用范围
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液压支架立柱的设计分析
图3-5支撑掩护式液压支架支撑力分布
支撑掩护式液压支架是为了改善支撑式液压支架和掩护式液压支架的性能和对顶 的适应性而设计的，主体部分接近垛式，支架后部有四连杆机构和掩护梁，增强了支架的支撑力和承载能力。所以此种支架介于以上两种支架之间，增强了适用范围，适用于顶板较坚硬 、顶板压力较大顶板破碎的各种煤层，其受力状况如图3-5所示。
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第四章 液压支架的各部件结构
4.1 液压支架的顶梁 4.1.1 顶梁的结构形式
1．支撑式液压支架的顶梁结构
支撑式液压支架顶梁结构形式如图4-1所示。如图a所示为整体刚性顶梁。顶梁为一整体，刚性大，承载能力较好，但对顶板适应性差。
图4-1支撑式液压支架的顶梁类型 1-前梁；2-后梁；3-尾梁；4-前梁千斤顶；5-前梁伸缩千斤顶 2 如图b，c所示为铰接式顶梁，由前梁和后梁组成，分别由前、后排立柱支撑。其中，b为全铰式，它能适应支架顶梁上方前后顶板的变化，但当顶板出现凹坑时，顶梁易成人字形，影响支撑效果和切顶性能。半饺式顶梁如图c所示，它克服了全铰式的缺点，当中部顶板出现凸起时，使前、后梁向上翘；当顶板出现凹坑时，由于铰接点下部有平整碰头阻止，支架顶梁仍保持平整位置。
如图d所示为刚性顶梁带铰接式前梁，顶梁由前、后梁铰接，在铰接前梁处安装有前梁千斤顶，用来支撑靠近煤壁处的顶板，同时还可以使前梁上下摆角适应顶板起伏变化和增加顶梁前端的支撑能力。
为了使冒落的顶板矸石滑向采空区，保护挡矸帘，还可以增设尾梁，如图e所示。 如图f所示为不带伸缩前梁的刚性顶梁，伸缩千斤顶式顶梁伸缩，由于前梁可以及时伸出支护暴露的顶板，从而允许固定顶梁减小长度，也可以用前梁千斤顶和伸缩千斤
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液压支架立柱的设计分析
顶配合使用，使前梁既可以伸缩，也可以上下摆动。
2．掩护式液压支架的顶梁结构
掩护式液压支架的顶梁结构型式如图4-2所示
如图a所示为平衡顶梁顶梁较短，与其下部的的掩护梁铰接。因为它能在顶板凹凸变化时自取平衡，所以叫平衡式顶梁，顶梁铰接点前、后侧面的比例接近于2：1（按载荷分布近似三角形设计）。这种顶梁后部和掩护梁形成三角区，易被冒落矸石堵住，影响支护效果。为此，在顶梁后部加设挡矸板。ZYZ型掩护式液压支架就采用此种结构。
如图b所示为潜入式顶梁，顶梁后端为扇形结构，掩护梁可潜入扇形结构内，消除三角区。
如图c所示为铰接式顶梁，顶梁为整体结构，顶梁后端直接与掩护梁铰接，取消三角区，立柱直接支撑在顶梁上。平衡千斤顶调节顶梁的接触面积。
图4-2 掩护式液压支架定量的类型 1-顶梁；2-前梁；3-后梁；4-掩护梁；5-立柱；6限位千斤顶；7前梁千斤顶
8-平衡千斤顶 如图d所示为带前梁的铰接式顶梁，由前梁千斤顶调节前梁角度，可以提高前梁前端的支撑能力，改善前梁前端的支控效果。
如图e所示为带伸缩前梁的铰接式顶梁，可及时支护顶板，减少顶板的暴露时间 铰接式顶梁加伸缩和摆动前梁，为如图d、e所示两种型式的结合型，由前梁千斤顶调节前梁角度，并在前梁内加伸缩前探梁。
3．支撑掩护式液压支架的顶梁结构
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