ZY4800/06/16.5型液压支架力学分析

南宁 舒启林 齐伟明

摘 要：文章通过对ZY4800/06/16.5型液压支架在铁法矿区小青煤矿的应用，介绍该支架的结构及技术参数，更为重要的是根据其现场工矿条件，对支架进行力学分析，验证液压支架结构的合理性。

关键词：液压支架；结构；力学分析

中图分类号：TD355 文献标志码：A 文章编号：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

铁法矿区薄煤层资源丰富，储量占总量的24.3%，随着铁法矿区中厚及厚煤层资源日益枯竭，薄煤层的开采对于铁法能源公司整合煤炭资源，提高开采利用率有着十分重要的意义。自2014年开始，小青矿开始瞄准1米以下极薄煤层开采的难题，经过3个月的技术攻关，在平均采高0.9米的极薄煤层开始试验获得成功，填补国内1米以下极薄煤层高效安全开采的技术空白。

为适合1米以下极薄煤层刨煤机生产技术的需要，为降低液压支架支护高度，保证顶板支护强度，小青矿采用有效支撑高度为1650毫米，最小支护高度为600毫米，伸缩比大，能够适应极薄煤层煤厚变化的ZY4800/06/16.5型液压支架确保符合顶板支护要求。

1 液压支架技术参数

支架型号：ZY4800/06/16.5型掩护式液压支架

支架高度：最低高度600mm

最高高度1684mm

工作阻力：4800kN

初撑力：3344kN

平均支护强度：0.5～0.66MPa

对底板比压：平均1.3MPa

支架中心距：1500mm

支架宽度：1440～1600mm

执行标准：MT 312-2000

推移千斤顶行程：334+343mm

推移步距：600mm

推溜力/拉架力：158/293kN

操纵方式：电液控制

额定供液压力：31.5MPa

2 液压支架的组成和结构特点

液压支架主要由金属构件，液压系统及电气控制系统组成。如图1。

液压支架的主要结构特点：

（1）支架采用整体顶梁，支架顶梁前部按照等强原则采用高强钢板多层叠焊实芯结构。

（2）顶梁和掩护梁均带单侧活动侧护板。

（3）推移裝置结构推移千斤顶正装，液压系统差动连接，保持DBT公司原设计型式。

（4）底座仍采用左右对称分体型式，中间不封底。

（5）为减小支架前端比压，底座前端尽量向前延伸。

（6）在支架前端设置安全行人通道，满足支架设计规范安全性要求。

（7）支架采用先移架后推溜的及时支护工作方式。

3 液压支架力学分析

顶梁的受力分析：顶梁是液压支架的重要部件，必须有极强的刚度和强度，并且能够与顶板有效接触，使应力能够平均分布。此外，顶梁必须有较强的稳定性，能有效的支撑顶板。通过对顶梁的理论分析，可以验证液压支架的设计性能。但实际载荷比较复杂，分布情况也千变万化，因此将顶梁的受力情况简化为节点力。

顶梁的分离图受力如图2所示，其中O点为顶梁与掩护梁的铰接点。

载荷Q作用点O点的距离为l，根据力矩平衡列下式可求得。

4 掩护梁的力学分析

掩护梁的分离受力分析图如图3所示，O1为瞬心。

5 底座的受力分析

取底座作为分离体进行受力分析，其中A点为前连杆作用点，B点为后连杆作用点。如图4所示，求底板对底座的反作用力Q'及作用点距后连杆支撑点的距离。

根据力学平衡可列下式

6 结束语

液压支架主要外载荷是底座和底板、顶梁和顶板之间的作用力，但是煤层的地质条件比较复杂，底座和底板、顶梁和顶板之间的接触状态不固定。通过对顶梁、掩护梁、底座的力学分析计算，可以验证液压支架的结构合理性。

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