支撑及支撑掩护式液压支架总体设计及主要部件设计完整版

支撑及支撑掩护式液压支架总体设计及主要部件设计完整版

摘要

在采煤工作面煤炭生产过程中，为了防止顶板冒落，维持一定的工作空间，保证工人安全和各项工作的正常运行，必须对顶板进行支护。而液压支架是以高压液体用为动力，由液压元件与金属构件组成支护控制顶板的设备，它能实现支撑、切顶、移架和推移输送机等一整套工序，实践表明液压支架具有支护性能好、强度高、移架速度快，安全可靠等优点。液压支架与可弯曲输送机和采煤炭机组成综合机械化采煤设备，它的应用对增加采煤工作面产量、提高劳动生产率，降低成本，减轻工人体力劳动和保证安全生产是不可缺少的有效措施。因此液压支架是技术上先进，经济上合理，安全上可靠、是实现采煤综合机械自动化不可缺少的主要设备。

我所做的设计是液压支架总体设计和主要部件设计，本设计首先对液压支架整体和零部件结构进行分析，对液压支架结构尺寸进行综合分析，再对液压支架进行受力分析和强度计算。重点是对液压支架顶梁的受力分析和计算；用计算机计算液压支架受力；对顶梁、掩护梁、立柱进行强度校核。通过设计对液压支架整体和主要部件有了清楚的认识，掌握了用CAD绘图的技巧。

关键词：液压支架；支护性能；采煤设备

Abstract

In the coal face Coal production in the coal face，In order to prevent the roof falling maintain a certain room to work，ensure the workers safety，and the normal operation of all the work, must be carried out on the roof support. But the stent is a high-pressure hydraulic fluid used as a driving force, the supporting the roof control equipment is composed of hydraulic components and metal structures, it can realize the support, cutting the top, and shift-over conveyor, and so on a set of processes, practice shows that the hydraulic support a good supporting performance, high-intensity, fast-shifting, the advantages of safe and reliable. Hydraulic support and flexible conveyor and coal-mining mechanization of integrated coal mining equipment its application by the coal face-production, raising labor productivity, lower costs, reduce manual workers and guarantee safe production is indispensable for effective measures. Therefore hydraulic support is technically advanced and economically rational, security, reliability, is to achieve comprehensive mining machinery automation indispensable for major equipment.

The topic of this design is The Overall Design for the Support and Support Cover Hydraulic Support And the Design for the Major Parts.In the design,first of all，I analysised overall of hydraulic support , structure and structure size of the parts.Then I analysised stress and calculated intensity. The most important was that I analysised and Calculated the force of Top beam; Calculated the foece of hydraulic support by Computer program; checked the intensity of top beam, beam cover and column. There was a clear understanding of the overall Hydraulic Support and the major parts through the design. Mastered the techniques of the use of AutoCAD.

Keywords : Hydraulic Support ; Supporting performance ;Mining equipment

第一章绪论

1.1液压支架的发展概况

1.1.1液压支架使用现状

液压支架的设计、制造和使用，从1854年英国研制成功了液压支架发展到现在基本成熟，它已经形成了能适应各种不同煤矿地质条件的各类液压支架，发展到一个完整的液压支架体系。从液压支架的设计来看，由过去的手工设计发展到全部计算机程序设计。总之，随着时代的发展和进步，液压支架设汁、制造和使用，将越来越完善、安全、可靠。

新型液压支架普遍具有微型电机或电磁铁驱动的电液控制阀，推移千斤顶装有位移传感器，采煤机装有红外线传感装置，立柱缸径超过400mm。为减少割煤时间，—般采用0.8-1m的截深。支架还采用屈服强度800-1000MPa的钢板，既有较高的强度、硬度和韧性，又具有良好的冷焊性能。随着长壁工作面长度的不断增加，为适应快速移架的需要，国外还广泛采用高压大流量乳化液泵站，其额定压力为40-50MPa，额定流量400-500L/min，可实现工作面成组或成排快速移架，移架速度达到6-8s／架。

1.1.2液压支架的发展趋势

下面作简单介绍。

1)前连杆的油缸的液压支架

新产品在不断的改进和研制中，在掩护式和支撑掩护式液压支架中的四连杆机构，克服了顶板作用在支架上的水平力，但当水平力过大时，不能让压，为了安全起见，掩护梁和前、后连杆的强度计算中安全系数比其他构件增加20％。为了解决此间题。日前国外正在设计一种前连杆带油缸的液压支架，油缸为双作用单伸缩，上下腔都带安全阀，当顶板水平力大于额定值时，油缸让压，液压支架达到新的平衡，从而在设计时可降低安全系数，减轻了液压支架的重量。

2)沿顶板移架的液压支架

为适应破碎顶板下使用液压支架的需要，设计了一种不在底板上移架的液压支架，

即利用提起底座擦顶移架的液压支架，其底座与节式液压支架类似，为底靴式，质量较轻，架与架之间用液压千斤顶连接起来。

3)适用特种条件下的液压支架

(1)特厚煤层一次采全高液压支架。

(2)新型放顶煤液压支架。设计一种回采率高，夹矸少的放顶煤液压支架。

(3)水采支架。为适应水采工作面的支护需要，设计一种水采工作面液压支架。

(4)重型支架。为适应顶板压力特大的需要，还可将工作阻力设计成较大的液压支架。

(5)新型端头支架。为了加快综采速度和无人采煤工作面的需要，设计一种能适应井上操作，既安全又可靠的新型端头液压支架。

(6)大倾角工作面支架。为适应煤层倾角小于等于45 的工作面，设计一种新型的大倾角工作面支架。

4)液压支架结构设计的方向

（1）轻型化。对液压支架各部件进行受力分析和优化设计，使结构紧凑，使满足强度条件和配套的条件下，底座及顶梁尽量短些，使液压支架轻型化。

(2)标准化。为了减轻支架质量，降低成本，提高对煤层厚度变化和顶底板条件的适应性，使液压支架的危险性变小，对同一型号设计成系列化，适应不同煤层厚度的要求。

(3)材质强化。提高结构性钢材的强度，采用优质钢材，减轻液压支架的质量，设计时可先进行技术经济比较，再选用合理的材质。

(4)高压化。各种阀类的压力等级加高．相应的强度增高液压支架的质量减轻。

5)操作自动化。使阀和油缸的体积减小，能适应无人采煤工作面的需要，设计远程操作的新型全自动液压支架。

1.1.3我国液压支架的状况

我国液压支架经过30多年的发展，尽管取得了显著成绩，在双高矿井建设中出现过日产万吨其至班产超万吨的记录．但总体水个与世界先进采煤国家仍存在一定差距。在支架架型功能上我国与国外相差无儿，存些地方特别是特厚煤层用的放顶煤支架、铺网支架、两硬煤层的强力支架、端头支架还有独到之处．但国产液压支架技术含量偏低，

电液控制阀可靠性差，所用钢材的耐压能力一般为16MPa，最好的屈服极限才700MPa，液压系统压力在35MPa以下，流量在200L／min以内，供液管直径25—32mm，回液管直径25—50mm，最快移架速度为10—12s／架(井下实际应用有时在20s以上)，工作阻力更是相对较低。

我国科学工作者经过30多年的努力，液压支架的设计、制造水平在不断提高，特别是在缓倾斜中厚煤层的液压支架方面积累了相当丰富的经验，架型已基本趋于成熟、完善，在品种和质量方面与国际先进水平相比，差距越来越小。但在控制元件和控制系统方面，与先进国家的产品相比还有较大差距。所以，今后除应继续针对我国国情和煤层具体条件，开发一些新架型、新品种外，还应在设计支架控制系统和提高支架的工作可靠性方面下功夫。今后，我国的液压支架的设计将朝技术含量大、钢板强度高、移架速度快(6—8s／架)和电液控制阀的方向发展，对有破碎带和断层的工作面将加大支架的移架力，尽量采用整体可靠推杆和拾底座机构，并减少于斤顶的数量。另外，将普速采用额定压力为40MPa、额定流量为400L/mim的高压大流量乳化液泵站，以适应快速移架的需要；系统采用环形或双向供液，保证支架有足够的压力达到初撑力，保证支架接顶位置准确。两柱掩护式支架的比重将大大增加，缸的直径将增生360mm，端头支架、轻放多用途支架将被广泛使用。

1.2液压支架的分类

液压支架在采煤工作面的位置来划分，液压支架分端头液压支架和中间液压支架。端头液体支架简称端头支架，专门安装在每个采煤工作面的两端。中间液压支架是安装在除工作面两端以外的采煤工作面上所有位置的支架。中间液压支架按其结构形式与顶板相互作用的原理来划分，可分为3种基本类型，即：支撑式、掩护式、和支撑掩护式液压支架。支撑式液压支架又有垛式和节式之分。掩护式液压支架又有插腿式和非插腿式之分．支撑掩护式液压支架又有四柱支在顶梁上和两柱支在顶梁上，一柱或两柱支在掩护梁上之分。

1)支撑式液压支架

支撑式液压支架有垛式和节式两种。

垛式支架的作用好像一堆木垛，所以叫它为垛式支架。垛式支架一般具有很长的顶梁。立柱的支撑力通过顶梁完全用于支撑顶板。垛式支架支撑力大．切顶性能好，稳定

性较好．工作空间比较大，容易满足通风的要求。垛式支架由于顶梁较宽又长，移架时顶板暴露的面积较大，在直接顶比较破碎的顶板条件下使用很困难。所以垛式支架仅适用于顶板较坚硬和稳定的煤层。

节式支架由前后立柱、顶梁、底座组成一个框节。一架节式支架一般由两个框节组成，也有的由三节或更多的框节组成，所以叫它为节式支架。由于节式支架立杆的支撑力也是完全用于支撑顶板，所以它也属于支撑式支架。它与垛式支架相比，结构比较灵巧，质量较轻。移架时顶板暴露的面积较小，对顶底板的适应性较好，但是它的稳定性很差(容易倒架)。从现在支架发展情况来看，基本被淘汰。

2)掩护式液压支架

掩护式支架没有支撑部件即顶梁，只有掩护部件，立柱的承载能力完全用以承受掩护梁上的载荷(冒落的矸石)。所以称为掩护式支架。掩护式支架适于顶板特软、特破碎的煤层。

3)支撑掩护液压式支架

支撑掩护式液压支架的顶梁很长（与垛式支架的顶梁相似)，掩护梁很短，四根立柱组成垛式结构。这类支架对顶板的控制主要是立柱通过顶梁来支撑顶板，掩护梁只隔绝支架后面冒落的酐石，所以称为支撑掩护式液压支架，实质上它是加强挡矸装置的垛式支架。

1.3液压支架的工作原理

1.3.1 液压支架的用途

在采煤工作面的煤炭生产过程中，为了防止顶板冒落，维持一定空间，保证工人安全和各项作业正常进行，必须对顶板进行支护。而液压支架是以高压液体作为动力，由液压元件与金属构件组成的支护和控制顶板的设备，它能实现支撑、切顶、移架和推移输送机等一整套工序。实践表明，液压支架具有支护性能好、强度大、移架速度快、安全可靠等优点。液压支架与可弯曲输送机和采煤机织成综合机械化采煤设备，它的应用对增加采煤作面产量、提高劳动生产率、降低成本、减轻工人的体力劳动和保证安全生产是不可缺少的有效措施。因此，液压支架是技术上先进、经济上合理、安全上可靠的实现采煤综合机械化和自动化不可缺少的主要设备。

1.3.2液压支架的动作原理及它的特性曲线形式

液压支架在工作过程中，必须具备升、降、推、移4个基本动作，这些动作是利用泵站供给的高压乳化液通过工作性质不同的几个液压缸来完成的。其工作原理如图1.1所示。

图1.1 液压支架工作原理

1—输送机； 2—推移千斤顶；3—立柱；

4—安全阀； 5—液控单向阀；6—操纵阀

(1)升柱。当需要支架上升支护顶板时，高压乳化液进入立柱的活塞腔。另一腔回液，推动活塞上升，使与活塞扦相连接的顶梁紧密接触顶板。

(2)降柱。当需要降柱时，高压液进入立柱的活塞杆腔，另一腔回液，迫使活塞扦下降，于是顶梁脱离顶板。

(3)支架和输送机前移。支架和输送机的前移，都是由底座上的推移千斤顶来完成的。当需要支架前移时，先降柱卸载，然后高压液进入推移千斤顶的活塞杆腔，另一腔回液，以输送机为支点，缸体前移，把整个支架拉向煤壁；当需要推输送机时，支架支撑顶板后，高压液进入推移千斤顶的活塞腔，另一腔回液，以支架为支点，使活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。支架的支撑力与时间的曲线，称为支架的工作特性曲线，如图1.2所示。

图 1.2 支架的工作特性曲线

t

0—初撑阶段；t

1

—增阻阶段；t

2

—横阻阶段；

P

1

—初撑力；P

2

—工作阻力

当支架立柱工作时，其支撑力随时间的变化过程可分为3个阶段：支架在升柱时，高压液进入立柱下腔，立柱升起使顶梁接触顶板，立柱下腔压力增加，当增加到泵站工作压力时，泵站自动卸载，支架的液控单向阀关闭，立柱下腔压力达到初撑力，此阶段为初撑阶段

t；支架初撑后，随顶板下沉，立柱下腔压力增加，直至增加到支架

的安全阀调正压力；立柱下腔压力达到工作阻力．此阶段为增阻阶段

1

t随着顶板压力继续增加，立柱下腔压力超过支架的安全阀调正压力，安全阀打开而溢流，立柱下缩，使顶板压力减小，立柱下腔压力降低，当低于安全阀压力调整值后，安全阀停止溢流，这样在安全阀调正压力的限制下，压力曲线随时间呈波浪形变化，此阶段为恒阻阶段2

t。

1.4设计目的与设计要求

1.4.1 液压支架的设计目的

采用综合机械化采煤方法是大幅度增加煤炭产量、提高经济效益的必由之路。了满足对煤炭日益增长的需要，必须大量生产综合机械化采煤设备，迅速增加综合机械化采煤工作面(简称综采工作面)。而每个综采工作面平均需要安装150台液压支架，可见对液压支架的需要量是很大的。由于不同采煤工作面的顶底板条件、煤层厚度、煤层倾角、煤层的物理机械性质等的不同，对液压支架的要求也不同。为了有效地支护和控制顶板，必须设计出不同类型和不同结构尺寸的液压支架。因此．液压支架的设计工作是很重要的。由于液压支架的类型很多．因此其设计工作量也是很大的。由此可见，研制和开发新型液压支架是必不可少的一个环节。

1.4.2 设计时对液压支架的基本要求

(1)为了满足采煤工艺及地质条件的要求，液压支架要有足够的初撑力和工作阻力．以便有效地控制顶板，保证合理的下沉量。

(2)液压支架要有足够的推溜力和移架力。椎溜力一般为100kN；移架力按煤层厚度而定，薄煤层一般为100-150kN，中厚煤层一般为150-250kN，厚煤层一般

300-400kN。

(3)防矸性能要好。

(4)排矸性能要好。

(5)要求液压支架能保证采煤工作面有足够的通风断面，从而保证人员呼吸稀释有害气体等安全方面的要求。

(6)为了操作和生产的需要，要有足够宽的人行道。

(7)调高范围要大，照明和通信方便。

(8)支架的稳定性要好，底座最大比压要小于规定值。

(9)要求支架有足够的刚度，能够承受一定的不均匀载荷

(10)在满足强度条件下，尽可能减轻支架重量。

(11)要易于拆卸，结构要简单。

(12)液压元件要可靠。

第2章液压支架的结构

2.1液压支架的整体结构

1）支撑式液压支架的结构及液压系统

支撑式液压支架的结构由前探梁、后梁、前梁短柱、立柱、挡矸帘、操纵阀、控制阀、复位千斤顶、推移千斤顶、底座箱等组成。液压系统由泵站、立柱、千斤顶、前梁短柱、操纵阀、控制阀和管路等组成。泵站供给的高压液体经主进液管通向各架的操纵阀。各架的回液经主回液管返回泵站。

液压系统的主要部分是控制阀和操纵阀。控制阀装在立柱和前梁短柱的活塞控制液路上。操纵阀为二位二通阀的组合体，控制前梁升降、前柱升降、后柱升降和移架推溜等8个动作。

2）掩护式液压支架的结构及液压系统。

掩护式液压支架的结构由前梁、主梁、掩护梁、侧护板、底座、前后连杆、前梁干斤顶、立柱、操纵阀、控制阀等组成。液压系统采用本架控制，有2种供液压力，立柱、平衡千斤顶、前梁千斤顶的活塞腔用高压，其余的活塞腔用低压。在操纵阀上加一个配液阀，通过单向阀可使在升柱时高低压同时供液，使升柱速度加快，初撑力增大，有效地防止顶板离层。

3）支撑掩护式液压支架的结构及液压系统

支撑掩护式液压支架的结构由前梁、顶梁、掩护梁、底座、推移千斤顶、立柱等组成。液压系统的特点是在前梁千斤顶的承载腔液路上采用大流量安全阀。升架时前梁千斤顶先推出，前梁端部先接触顶板，在支架继续升起直到顶梁撑紧顶板时，前梁被迫下降，使前梁千斤顶收缩，在此过程中，大流量安全阀过载而大量溢流，从而使前梁千斤

顶达到最大工作阻力。这样，前梁对顶板的支撑力能较快地达到额定值，从而可以有效地支控工作面前端的顶板，防止离层。

2.2液压支架各部件的结构

2.2.1顶梁的结构

1）支撑式液压支架的顶梁结构

支撑式液压支架顶梁结构型式如图2.1所示。如图2.1a所示为整体刚性顶梁，顶梁为一整体，刚性大．承载能力较好，但对顶板的适应性差。如图2.1b、c所示为铰接式顶梁，由前梁和后梁铰接而成，分别由前、后排立柱支承。其中，如图2.27b所示为全铰式，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。半铰式顶梁如图2.1c所示，它克服了全铰式的缺点，当顶梁中部顶板出现凸起时，使前、后梁向上翘；当顶板出现凹坑时，由于饺接点下部有平整碰头阻止，支架顶梁仍保持平整位置。如图2.1d所示为刚性顶梁带饺接式前梁，顶梁由前、后梁饺接有前梁千斤顶4，用来支撑靠近煤壁处的顶板，同时还可以使前梁上、变化和增加顶梁前端的支撑能力。在铰接前梁l处安装下摆角适应顶板起伏为了使冒落的顶板矸石滑向采空区，保护档矸帘，还可以增设尾梁3，如图2.1e所示。如图2.1f所示为不带伸缩前梁的刚性顶梁，伸缩千斤顶5使前梁1伸缩，由于前梁可以及时伸出支护刚暴露的顶板，从而允许固定顶梁减小长度，也可以使前梁千斤顶和伸缩千斤顶配合使用，使前梁既可以伸缩，也可以上下摆动。

图2.1支撑式液压支架顶梁的结构型式1-前梁2-后梁3-尾梁4-前梁千斤顶5-后梁伸缩

千斤顶

2）掩护式液压支架的顶梁结构

掩护式液压支架顶梁结构型式如图2.2所示。如图2.2a所示为平衡式顶梁。顶梁1较短，与其下部的掩护梁4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、后侧面的比例近似为2：l(按载荷分布近似为三角形设计)。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。如图2.2b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2.2c所示为铰接式顶梁，顶梁1为整体结构，顶梁后端直接与掩护梁4铰接，取消了三角区，立柱直接支撑在顶梁上。用平衡千斤顶8调节顶梁与顶板的接触面积。如图2.2d所示为带前梁的铰接式顶梁，由前梁千斤顶7调节前梁角度，可提高前梁前端的支撑能力，改善前梁前端的支控效果。如图2.2e所示为带伸缩前梁的铰接式顶梁，可及时支护顶板，减少顶梁的暴露时间。铰接式顶梁加伸缩和摆动前梁，为如图2.2d、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。

图2.2掩护式液压支架顶梁结构型式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3）支撑掩护式液压支架的顶梁结构

由于支撑掩护式液压支架的结构型式使支撑式和掩护式液压支架的结合，所以支撑掩护式液压支架的顶梁结构可以采用前述诸种型式，但应当根据顶板条件来选取。

2.2.3 四连杆机构的结构

四连杆机构有两种结构型式。

如图2.3所示为前、后连杆是单杆式的结构型式。

如图2.4所示为前连杆是单杆、后连杆是整体式的结构型式。前连杆又分为刚性前连杆和伸缩前连杆，伸缩前连杆用油缸来代替。后连杆有直线型和圆弧型，圆弧形有利于矸石下滑。有的支架在后连杆上加侧护板．在后连杆上安装一个侧推千斤顶和两个导向筒。

图2.3 前、后连杆是单杆式的结构型式

图2.4 前连杆是单杆、后连杆是整体式的结构

型式

2.2.4侧护板的结构型式

顶梁和掩护梁的侧护板有两种。一种是—侧固定另—侧活动的侧护板。在设计时，根据左右工作面来确定左侧或右侧为活动侧护板。一般沿倾斜方向的上方为固定侧护板．下方为活动侧护板。活动侧护板通过弹簧筒和侧推千斤顶与梁体连接，以保证活动侧护板与邻架的固定侧护板靠紧。但当改换工作面开采方向时，活动侧护板便位于倾斜方向的上方，给调架、防倒等带来不便，所以很少采用。另一种是两侧皆为活动侧护板。利于防倒和调架。

侧护板的结构型式如图2.5所示。通常有两种类型。

一种是侧护板在顶梁的外侧。这种类型的侧护板又有3种型式，如图2.5a所示，顶梁上无顶板，侧护板易被冒落矸石压住，影响侧护板的伸缩；如图2.5b、c所示，在顶梁上加设顶板，克服了以上的缺点，但支架承受偏载时，侧护板装置受力很大。另—种是铰接式侧护板，如图2.5d所示。它克服了以上两种侧护板的缺点，但由于架间侧护板造成三角带容易填入碎矸，影响了架间密封效果。

图2.5侧护板的结构型式

2.2.5底座的结构型式

底座的结构型式如图2.6所示，通常有3种类型。

（1）整体式。整体式底座是用钢板焊接成的箱式结构，整体性强，稳定性好．强度高不易变形，与底扳接触面积大，比压小。如图2.6a所示的底座用于支撑式液压支架，箱体高度大，便于安装复位装置。如图2.6b所示的底座高度低，占用空间小，一般用于掩护式或支撑掩护式液压支架。

(2)对分式。为使底座在一定范围内适应底扳起伏不平的变化，通常把底座制成前、后或左、右对分式。如图2.6c、d所示为前、后两个底座箱的对分式，两者通过销轴与弹簧钢板铰接而成。如图2.6e所示为左、右两个底座箱的对分式，两者用弹簧钢板和销轴等连接。

(3)底靴式。底靴式底座的特点是每根立柱支承在一个底靴上，立柱之间用弹簧钢板连接，立柱与底靴之间用销轴连接，如图2.6f所示。它的结构简单，动作灵活，对底板的不平整适应性强。但刚性差，与底板接触面积小，稳定性差，一般用于节式支架上。各种型式的底座前端都制成滑橇形，以减小支架的移架阻力。同时底座后部重量大于前部，避免移架时啃底。底座与立柱之间连接处用铸钢球面柱窝接触．以免因立柱偏斜受偏载，并用限位板和销轴限位，防止立柱脱出柱窝。在整体式底座后部中间去掉一块钢板，减少底座后部与底板的接触面积，增加底座后部比压，同时有利于排矸。

图2.6底座的结构型式

2.2.6顶梁和掩护梁侧护板上的侧推千斤顶和弹簧筒的组成

顶梁侧护板由中间两个侧护千斤顶和外侧两个弹簧筒组成；掩护梁侧护板由中间一个侧推千斤顶和外侧两个弹簧筒组成，如图2.7所示。

图2.7 侧护板

2.2.7防倒防滑装置的结构

当工作面倾角大于15°时，必须考虑液压支架的防倒、防滑问题。支架的防倒防滑措施很多，除了采煤工艺措施（伪斜）、移架顺序、及支架本身的稳定性之外，需要附加一些防倒防滑装置。

当倾角小于25°时，多在工作面下排头支架上安设有效的防倒防滑装置；而倾角大于25°时，除了在排头支架采用防倒防滑装置以外，还要根据倾角的大小、支架型式等因素。在液压支架上也要安设防倒防滑装置。

（1）防倒装置有斜拉式和平拉式两种。斜拉式是由斜拉式千斤顶和圆环链组成。千斤顶的一端与需要防倒防滑的支架的顶梁相连，千斤顶另一端与上方的支架底座前下部相连，靠千斤顶的拉力起防倒作用。这种斜拉式防倒装置多用于掩护式和支撑掩护式支架工作面的排头支架。

（2）防滑装置有兜角式、底调式和底推式几种型式。

兜角式防滑装置的防滑千斤顶安装在排头支架的底座下侧，同千斤顶相连的圆环链通过导链筒与第三架底座后部的铰接座相连。当排头架降架后，收缩防滑千斤顶，即可将排头架底座后部往倾斜上方调整。

底调式防滑装置是将相邻支架的底座通过十字连接头与底调千斤顶相连，利用千斤

顶的推拉力防止底座下滑，并可调整架间距离。

底推式防滑装置一般安设在底座的后下侧，由底推千斤顶和推杆组成，同邻架底座不连接，支架降架后，推出防滑千斤顶，顶往下方支架的底座，便可将本架底座上调，由于推底座的后部，效果较好，得到广泛应用，大多用于工作面支架。所以选用底推式防滑装置。

2.2.8掩护梁和底座的连接型式

掩护梁与底座的连接，经历了一个发展过程。起初，掩护梁与底座用单铰点连接，这时，立柱伸缩，顶梁铰接点的轨迹为圆弧形；顶梁端部距煤壁的距离，通常称为梁端距，变动甚大，过大的梁端距，会使近煤缝处的顶板冒落，影响安全生产，过小的梁端距，易发生采煤机割顶梁的事故。因此，必须控制梁端距的变化。为解决此问题，先后采用了伸缩掩护梁、伸缩顶梁、改变掩护粱与底座的铰接点位置和四连杆机构。实践证明，用四连杆机构的连接方式优点较多，故为现代掩护式液压支架和支撑掩护式液压支架所广泛采用。

2.2.9立柱的结构

立柱是支架的承压构件，它长期处于高压受力状态，它除应具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，还必须有足够的抗压、抗弯强度，良好的密封性能，结构要简单，并能适应支架的工作要求。

立柱由缸体、活塞、缸口和活塞杆等组成。缸体是立柱的承压部件，一般用27SiMn 无缝钢管制成。缸体内表面是活塞的密封表面，所以要求很高的加工精度，一般用镗滚压复合加工缸体内表面；活塞是立柱的关键元件，对它的主要要求是保证密封性能良好，运动表面能承受外力的冲击。活柱和活塞杆是立柱传递机械力的重要零件，它要能承受压力和弯曲等载荷作用，必须耐磨和耐腐蚀，可用27SiMn无缝钢管或45号钢制成。活

H/f，表面粗糙为0.4-0.2。为了防止在矿井条件下柱和活塞杆与导向套的配合精度为

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表面生锈和腐蚀，表面要镀铬，并要注意保护，防止外部硬伤。缸口是缸体与活柱或活塞杆接触的部位，它装有密封圈、导向套和缸盖等主要零件。缸盖和缸体相连接，保证环形腔密封和承压。导向套为活柱和活塞杆导向。导向套与活塞杆表面既要紧密接触又要动作灵活，同时要承受活塞杆形成的横向载荷。导向套的材料通常为聚甲醛或铜合金。