煤矿液压支架的受力分析

煤矿液压支架的受力分析

郭耀龙

鄂尔多斯市巨鼎煤机制造有限责任公司内蒙古自治区鄂尔多斯017000

摘要：随着时代的发展，液压支架工作已经成为煤矿开采中的重要组成部分。在有关设备的配合检测下，对液压结构设计和受力情况进行分析，就可以精确得到最适合于煤矿开采情况的液压支架结构参数。并且在实际生产中，有关部门还可以进行煤矿开采工作的协调，通过对液压结构设计和受力分析的有关参数配合，在最大限度中降低煤矿液压的比例，并结合支架构造的受力情况进行分析，得到良好的比例数据。

关键词：煤矿液压支架；受力研究

1煤矿液压支架的概念及认识

在煤矿机械的开采中，煤矿液压支架是通过立柱、底座、顶梁等结构组合而成的整体，并经过钢板结构进行拼接。在主体水平面的构造上具有较为平缓的倾斜度，在顶部结构中可以采用总体顶煤开采的形式来进行开采工作，适合倾斜度较小的煤矿开采工作中，有利于水平综合面的上煤矿开采。我们大致能够从煤矿液压的总体结构发现，煤矿液压支架主要是煤矿总体结构的整体构造，在煤矿的开采中起着关键作用。更加能够承担顶部煤矿结构的隔离，对原煤能起到很好的隔离效果，从整体上推动煤矿工作面的改造以及相关位置的传送，有利于配套设备机械能效的发挥。在采煤机械效率的提升中，明显比计划中的煤矿开采有很大差距，对于煤矿和设备运输的传送来说会大幅度降低机械运输性能的调动，从根本上减少工作人员的工作量，能够在一定范围中实现智能自动化管理，为人们的生命安全做出必要保证。

2煤矿液压支架的结构

上面已对煤矿液压支架的概念和认识做了阐述，下面对它的结构做一说明。如果按其组成部分，即其结构为其概念的话，那么我们可以这样说：煤矿液压支架是一种以液压为动力，由液压缸和液压阀等液压元件和其他金属构件组成的一种支护设备。如果按照概念意义来说，液压支架是由以下几个部分组成：承载构件、执行元件、控制、操纵元件和辅助装置。下面笔者对每个组成部分做一一概述。承载构件：顶梁、掩护梁等。顶梁与顶板直接接触，承受顶板上作业面岩石的压力；掩护梁，阻挡冒落的岩石进入工作面，并承受其压力，从而承受顶板水平推力的部件；底座与底板接触，传递并承受顶板压力。控制、操纵元件：操纵阀、隔离阀等各种油缸的控制阀。操纵阀是用来操纵支架各种动作的阀，是液压支架的指挥元件。执行元件：各种千斤顶和立柱。立柱是支撑在顶梁和底座之间或者间接承受顶板负载的油缸，是液压支架主要的动力习性元件，它的结构强度和形式决定了支架的支撑力大小和支撑范围。辅助装置：除了以上三种构件，剩下的都是辅助装置。包括推移装置、复制装置、护帮装置、防倒（滑）装置、喷雾照明等等。但不管怎么来说，煤矿液压支架是用来控制采煤工作面矿山压力的结构物。采面矿压以外载的形式作用在液压支架上。在液压支架和采面围岩相互作用的力学系统中，若液压支架的各支承件合力与顶板作用在液压支架上的外载合力正好同一直线，则该液压支架对此采面围岩十分适应。

3煤矿液压支架的受力分析

从煤矿液压支架的控制结构来看，我们可以发现整体结构的设计方向，通过受力情况进行分析。液压支架结构在整体上具有一定的优势，在支架的最大和最小高度处都能够维持一定范围的空间输出范围承载。并在连续结构的基础上，前连杆掩护结构进行对应坐标的受力分析。为更加形象地表示出后连杆的位置坐标，应该结合四连杆的机构进行分析，在平面坐标系中，我们大致可以发现液压支架的平面结构和图形方法，在四连杆机构下的对应支架设计中，应该结合不同支架结构参数进行对比分析，在相同的阻力下承受同等的压力，结合千斤顶的平衡作用，对相同状态下的程序进行对比，承受相同的底座压力后就可以进行选取。在CAD软件中对整体煤矿液压支架结构进行模拟，协调数据参数和整体结构之间的联系，在相同的液压结构中进行模拟，控制同等程序之间的支架构造，并结合自动模拟的参数对顶梁分数模拟进行分析，才能够达到最好的效果。在设计方案中与同等的设计方案相互协调，进行液压结构的有效控制，在液压浮点范围的基础上进行连续坐标结构的相互协调，改变有效的数据参数，就能够更加形象生动的展示出支架结构的平面结构，并通过有效的数据来改变顶梁的分数，进行支架结构参数的分析，并通过有效的分数设计来标识连杆坐标，协调不同的支架参数得到适应煤矿开采的液压结构设计数据。在同等的煤矿液压数据下，可以按照支架的最高空间承载范围中进行系统结构参数的改变，并对比其他工程设计参数得到更好的液压支架结构数据。

图3正常工位时液压支架受力分析

改变原有液压支架结构的限制，在支架参数结构上进行适应，通过顶梁结构的输出范围，改变原有的数据参数，以连续的液压结构设计参数进行对应结构设计的分析。在支架的承受范围内改变支架结构的设计方式，并和煤矿开采工艺相适应，达到最优化的生产。

4煤矿液压支架的未来发展

从煤矿液压数据对比进行分析，我国煤矿开采机械设备中存在很大的竞争，同比于煤矿行业在20世纪能源结构中占据的比例，大致可以推断出大型开采设备在未来的煤矿能源开采中所发挥的重要作用，在能源结构中起到的效果以及达到的生产规模。从我国煤矿开采中机械化设备的进程来看，大致可以分析出煤矿机械设备的生产规模将会越来越大，最终达到社会生产中的比例。总的来讲，我国机械化设备的推广范围将会非常广泛，逐渐成为煤矿能源开采中关键的组成部分。在煤矿液压支架的构造中，相对于传统的设备生产来讲，机械生产设备具有更加广泛的能源基础，并且在机械生产设备运行的基础上，能够对煤矿开采生产进行更好的调节，进行生产协调的有效控制，尽量减少机械设备的生产损耗，在对应的设备损耗下进行关键部位的控制，在液压支架的协调下配合设备检测范围进行煤矿液压支架工作的调节。

5结语

这样来看，我国煤机成套的竞争才刚刚开始，装备成套化的发展前景十分广阔。通过政策调整和市场导向，国内煤炭生产逐步朝高产、高效、安全方向发展，煤矿技术设备正在向重型化、大型化、强力化、大功率和机电一体化发展，市场需求不断增加。由此可见煤矿液压支架增长率将越来越大，高端化已成为液压支架行业的发展方向。

参考文献：

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