超静定液压支架超静定液压支架是中国矿业大学矿山机械研究所发明的一种结构简单、支护性能高的新型液压支架[1]。该液压支架的特点：顶梁和底座之间用八 根立柱支撑[2]。这样可以使底座的受力均衡，并且可以实现在同样的泵站压力下，用较小缸径的立柱作用在较大的工作阻力下，节省了制造的费用，但是平稳升架必须满足八根立柱与顶梁底座的相对位置，并且升起速度需要相同。
1常用同步方式
常用的同步方式有液压缸机械同步回路、流量控制同步回路以及容积控制同步回路，各有弊端。机械液压缸同步回路两缸载荷相差较大的工况下，出现卡死的情况[3]。流量控制回路在负载偏差较小的场合，不适合液压支架的工况。容积控制同步回路利用具有数个密封空间的同步元件向等数量的执行元件输送等体积的油液。同步缸回路主要的同步元件是同步缸[4]，它由两个或两个以上的具有相同活塞和活塞杆的密封缸体共用一个活塞杆而形成液压同步元件。同步缸同步回路结构简单，并且同步精度高[5]，但是由于同步缸必须大于执行件的容积，而且缸体的加工精度和密封性能决定了同步的精度。对于大采高的液压支架需要相当大的同步缸[6]，容易形成密封空间，造成补油困难。
2新型同步回路设计
如图2-1可以看出传统同步缸体积受到执行件体积的制约，再者供油无法循环回油箱，长期工作容易产生升温，导致一系列问题，严重影响液压缸同步可靠性[7]。为了解决这类问题，如图2-2新型同步控制回路能实现活塞左行时，液压油通过进油路进入进油腔，供油腔中的液压油等量地输送至执行元件的腔室，控制执行元件活塞杆伸出，当活塞右行时，进油腔接执行元件，供油腔接液压源，即进油腔和供油腔互换，该新型同步元件仍为执行元件供油。

图2-1同步缸工作原理

图2-2 新型同步缸工作原理
3液控往复式同步器工作过程
如图3左侧的同步缸和右侧液控同步缸组成，由C联轴器链接。活塞处于最右端时，5与6连通，5连接油箱，6为低压，6为先导控制油口与三个液控换向阀的先导控制油口连接，三个液控换向阀的阀芯在弹簧力的作用下处于左位，p与4和7接通，3和8封闭，高压油从4和7进入两密封单元右腔室，活塞左移，挤压密封单元的左腔室,由于2和9受单向阀封闭，所以液压油经过1和10流向1和2，执行元件供液，两密封单元活塞杆通过C连接，两活塞的运动完全相同，且活塞和活塞杆的尺寸完全相同，所以流过1和2油液体积完全相同。活塞左移一定位置，6与密封单元右腔连通，右腔中油液为高压油，6压力升高，与6连通的三个液控换向阀的先导控制油口压力升高，使液控换向阀的阀芯克服弹簧力处于右位，此时P与2和连通，此时1和10处于封闭状态，高压油经过2和9进入密封单元的左腔室，活塞右移，此时4与7口受两个单向阀封闭，液压油经3和8流向1和2，为执行元件供等量液压油，活塞右移至最右端时，5与6连通的液控换向阀的先导控制油口也压力下降至低压状态，液控换向阀的阀芯回到左位。
图3 往复式同步器
4 往复式同步器性能理论分析
若存在n个密封单元组成的n联往复式同步器且不考虑摩擦的状态下，同步器输出油口的压力就为输入油口压力与同步器个数的平均值，即：
（3-1）
式中：n为密封单元的个数；往复式同步器输入油口处的压力；往复式同步器活塞的有效作用面积； 往复式同步器n个输出油口处的压力；
则第i个密封单元输出油口处承受的外负载压力为：
（3-2）
根据式（3-2）可以看出外负载产生的压力越小，则第i个密封单元输出油口所能承受外负载压力就越大，最大承受的外负载为。
理论上输入油液体积与各油口输出油液体积之和相等，但液体是具有可压缩性，同体积液体在不同的液压力下，实际体积并不相同。通常使用体积弹性模量K即：（3-3）
式中：V 受压变形前，液体的体积；P 压力变化量；V油液体积变化量。
由式3-2，负载出现偏载时，往复式同步器输出油口处的压力将与输入油口处的压力产生差异，此压力差会使油液实际体积发生变化，则有：
（3-4）
式中: 第i个密封单元输出油口处的压力；第i个密封单元处输出油口处的流量；第i个密封单元输出油口处的流量，；往复式同步器输入油口处的流量。