典型液壓支架設計問題的剖析與解決方案

王永剛+劉如宜+許金寶

摘要：本文為保證綜采工作面安全生產，總結了幾種典型礦用液壓支架設計問題，詳細剖析并制定了有效的解決方案。優(yōu)化產品的設計，不斷的總結經驗并加以改進，有效的提升設備的性能，進而實現(xiàn)液壓支架質量本質化安全。

關鍵詞：液壓支架；推移桿；連接頭

Abstract： This paper summarizes the design problems of several typical mining hydraulic brackets， and analyzes and sets up effective solutions in detail，in order to ensure the safe production of fully mechanized face.Optimize the product design， constantly sum up experience and improve， effectively enhance the performance of equipment， and then realize the quality of hydraulic support intrinsically safe.

Key words： hydraulic support； pusher jack； connector

1 引言

液壓支架是綜采設備中重要的支護設備，其主要作用是支護工作面頂板、維護安全作業(yè)空間、推移工作面采運設備、提高生產效率。其中主要的承載結構件是由頂梁、掩護梁、四連桿和底座組成的。

在綜采設備進行采煤的過程中，液壓支架的使用有效的確保了工作面作業(yè)的安全性，但由于綜采工作面的條件非常復雜，極易造成設備的各種故障，因此有必要對典型礦用液壓支架設計問題進行分析。

2 斜梁變型、開焊問題

例1：液壓支架斜梁主筋與前連桿鉸接的位置受力集中，易發(fā)生嚴重變型。

剖析：支架整體受力時前連桿受拉，斜梁主筋與前連桿鉸接位置同樣受拉，設計計算時安全系數(shù)按照MT/T556-1996液壓支架設計規(guī)范選用合適的安全系數(shù)，否則易發(fā)生斜梁變型、開焊問題。

解決方案：一是優(yōu)化斜梁結構形式，增加前連桿鉸接孔到主筋邊緣的距離；二是提高主筋和貼板板材強度等級。

例2：支架為反四連桿形式時，頂梁偏載時斜梁受扭轉力，過渡支架斜梁蓋板與主筋嚴重開焊。

剖析：主筋和外貼板采用壓彎形式，內主筋采用短接角焊形式未壓彎，導致蓋板前后寬度不一樣，主筋和貼板厚度相對較厚折彎精度差，成型時折彎處尺寸間隙大，再加上折彎處工件拼接數(shù)量多，焊接時易產生虛焊和應力集中等缺陷，當斜梁抗扭轉時折彎處極易發(fā)生開焊現(xiàn)象。

解決方案：優(yōu)化斜梁結構形式，去掉主筋和貼板折彎，去掉內貼板，提高主筋和外貼板板材強度等級。

經驗總結：斜梁是液壓支架的關鍵結構件，設計時不但要保證安全系數(shù)，還要考慮實際加工制作時難易程度，理論設計再好實際加工無法保證同樣是失敗的設計，所以只有理論聯(lián)系實際才能設計處更好的產品。

3 配套問題

液壓支架通過液壓系統(tǒng)的傳動實現(xiàn)動作的聯(lián)動，所以必須考慮設備在各個位置的狀態(tài)，特別是與刮板機、采煤機、皮帶機配套設備的干涉，否則易造成設備的嚴重損壞，影響采煤效率。

例如：放頂煤支架尾梁護不住后部刮板輸送機，頂板冒落矸石大量竄入，造成埋壓后部刮板輸送機現(xiàn)象。

解決方案：采用三維設計軟件Solidworks進行三機一架的3D模型設計，并結合simulation動態(tài)仿真模塊，提高支架的設計質量和適應性。如圖1所示，為防止矸石大量竄入埋壓后部刮板輸送機現(xiàn)象，需要根據(jù)具體情況做三維模擬，調整插板長度， 避免矸石埋壓后部刮板機。

將設計、分析和工作面配套模擬集成在一起，提出了液壓支架及綜采工作面配套三維動態(tài)智能化設計平臺，一次性完成液壓支架設計的全部流程，提高了支架的設計效率，充分保證了支架的設計質量和適應性。

4 結語

本文為保證綜采工作面安全生產，總結了幾種典型礦用液壓支架問題，詳細剖析并制定了有效的解決方案。優(yōu)化產品的設計，不斷的總結經驗并加以改進，有效的提升設備的性能，進而實現(xiàn)液壓支架質量本質化安全。

作者簡介：

王永剛（1988- ），山東招遠市人，中國海洋大學青島學院大學學士，助理工程師，現(xiàn)于山東能源重型裝備制造集團有限責任公司工作。