ZY4800/06/16.5型液壓支架力學(xué)分析

南寧 舒啟林 齊偉明

摘 要：文章通過對(duì)ZY4800/06/16.5型液壓支架在鐵法礦區(qū)小青煤礦的應(yīng)用，介紹該支架的結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)，更為重要的是根據(jù)其現(xiàn)場(chǎng)工礦條件，對(duì)支架進(jìn)行力學(xué)分析，驗(yàn)證液壓支架結(jié)構(gòu)的合理性。

關(guān)鍵詞：液壓支架；結(jié)構(gòu)；力學(xué)分析

中圖分類號(hào)：TD355 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）09-0190-03

Abstract： Through the application of ZY4800/06/16.5 hydraulic support in Xiaoqing Coal Mine of Tiefa mining area， the structure and technical parameters of the support are introduced. The mechanical analysis of the support is carried out to verify the feasibility of the structure of the hydraulic support.

Keywords： hydraulic support； structure； mechanical analysis

引言

鐵法礦區(qū)薄煤層資源豐富，儲(chǔ)量占總量的24.3%，隨著鐵法礦區(qū)中厚及厚煤層資源日益枯竭，薄煤層的開采對(duì)于鐵法能源公司整合煤炭資源，提高開采利用率有著十分重要的意義。自2014年開始，小青礦開始瞄準(zhǔn)1米以下極薄煤層開采的難題，經(jīng)過3個(gè)月的技術(shù)攻關(guān)，在平均采高0.9米的極薄煤層開始試驗(yàn)獲得成功，填補(bǔ)國內(nèi)1米以下極薄煤層高效安全開采的技術(shù)空白。

為適合1米以下極薄煤層刨煤機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的需要，為降低液壓支架支護(hù)高度，保證頂板支護(hù)強(qiáng)度，小青礦采用有效支撐高度為1650毫米，最小支護(hù)高度為600毫米，伸縮比大，能夠適應(yīng)極薄煤層煤厚變化的ZY4800/06/16.5型液壓支架確保符合頂板支護(hù)要求。

1 液壓支架技術(shù)參數(shù)

支架型號(hào)：ZY4800/06/16.5型掩護(hù)式液壓支架

支架高度：最低高度600mm

最高高度1684mm

工作阻力：4800kN

初撐力：3344kN

平均支護(hù)強(qiáng)度：0.5～0.66MPa

對(duì)底板比壓：平均1.3MPa

支架中心距：1500mm

支架寬度：1440～1600mm

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：MT 312-2000

推移千斤頂行程：334+343mm

推移步距：600mm

推溜力/拉架力：158/293kN

操縱方式：電液控制

額定供液壓力：31.5MPa

2 液壓支架的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

液壓支架主要由金屬構(gòu)件，液壓系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)組成。如圖1。

液壓支架的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

（1）支架采用整體頂梁，支架頂梁前部按照等強(qiáng)原則采用高強(qiáng)鋼板多層疊焊實(shí)芯結(jié)構(gòu)。

（2）頂梁和掩護(hù)梁均帶單側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板。

（3）推移裝置結(jié)構(gòu)推移千斤頂正裝，液壓系統(tǒng)差動(dòng)連接，保持DBT公司原設(shè)計(jì)型式。

（4）底座仍采用左右對(duì)稱分體型式，中間不封底。

（5）為減小支架前端比壓，底座前端盡量向前延伸。

（6）在支架前端設(shè)置安全行人通道，滿足支架設(shè)計(jì)規(guī)范安全性要求。

（7）支架采用先移架后推溜的及時(shí)支護(hù)工作方式。

3 液壓支架力學(xué)分析

頂梁的受力分析：頂梁是液壓支架的重要部件，必須有極強(qiáng)的剛度和強(qiáng)度，并且能夠與頂板有效接觸，使應(yīng)力能夠平均分布。此外，頂梁必須有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，能有效的支撐頂板。通過對(duì)頂梁的理論分析，可以驗(yàn)證液壓支架的設(shè)計(jì)性能。但實(shí)際載荷比較復(fù)雜，分布情況也千變?nèi)f化，因此將頂梁的受力情況簡化為節(jié)點(diǎn)力。

頂梁的分離圖受力如圖2所示，其中O點(diǎn)為頂梁與掩護(hù)梁的鉸接點(diǎn)。

載荷Q作用點(diǎn)O點(diǎn)的距離為l，根據(jù)力矩平衡列下式可求得。

4 掩護(hù)梁的力學(xué)分析

掩護(hù)梁的分離受力分析圖如圖3所示，O1為瞬心。

5 底座的受力分析

取底座作為分離體進(jìn)行受力分析，其中A點(diǎn)為前連桿作用點(diǎn)，B點(diǎn)為后連桿作用點(diǎn)。如圖4所示，求底板對(duì)底座的反作用力Q'及作用點(diǎn)距后連桿支撐點(diǎn)的距離。

根據(jù)力學(xué)平衡可列下式

6 結(jié)束語

液壓支架主要外載荷是底座和底板、頂梁和頂板之間的作用力，但是煤層的地質(zhì)條件比較復(fù)雜，底座和底板、頂梁和頂板之間的接觸狀態(tài)不固定。通過對(duì)頂梁、掩護(hù)梁、底座的力學(xué)分析計(jì)算，可以驗(yàn)證液壓支架的結(jié)構(gòu)合理性。

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