液压支架四连杆
机构的运动分析及优化设计
摘要：利用
SolidWorks 实现了液压支架二维模型的建立，分析了四连杆机构的运动规律，得
到了顶梁前端准确的运动轨迹，并且对四连杆机构进行了优化设计，为液压支架的设计制作提供了
方法和经验。
关键词：液压支架；四连杆机构；优化设计
0 引言
液压支架不仅可以维护顶板和工作空间，而且能够推动工作面移动，是煤矿综采工作面的核
心设备。现在普遍采用四连杆机构作为顶梁的稳定机构，经过长期的实践使用，取得了巨大的经济
效益，彻底解决了支撑式液压支架稳定性差的问题。
四连杆机构是液压支架最重要的连接部件，它控制顶梁沿近似双纽线的轨迹运动，大大缩小
梁端距的变化量，提高了顶板管理性能。其次，它能使液压支架承受较大的水平力，提高了液压支
架整体的稳定性。
1 液压支架二维模型的绘制
由于
AutoCAD、CAXA 等二维制图软件绘制的图形之间不能实现联动，因此，选择使用比较
广泛的三维制图软件
SolidWorks 绘制液压支架简图。SolidWorks
“ ”
中的 块 命令可以将单个或多个
草图实体生成块，然后通过定义每个块的几何关系就能设计出机械装置和连杆机构的二维模型。
运行
SolidWorks 程序，打开一张草图，绘制底座轮廓图，精确定位前后连杆的铰接点和柱窝
“
”
的中心点。然后，选择 制作块 命令，将所绘制的草图定义成单一块，这样草图实体之间的运动被
冻结，和
AutoCAD
“
中块的状态相同。这时， 块
1-1”
显示在左侧
FeatureManager 设计树中的草
图
1 下。按照上述方法，分别绘制前连杆、后连杆、掩护梁、活塞杆、活塞筒和顶梁的轮廓图并定义成
块。在
FeatureManager 设计树中分别右键单击生成的块
“
，然后选择
”
保存块 ，输入各自的名称，
保存起来。
“
”
再新建一个零件窗口，选择 插入块 命令，依次插入底座、前连杆、后连杆、掩护梁、活塞杆、活
“
”
塞筒和顶梁的块文件。然后选择 添加几何关系 命令，将各零部件约束到相应位置，如图
1。
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