淺析煤礦液壓支架結構設計與受力分析

摘要：在社會主義現代化建設中，煤礦能源對社會生產起著非常重要的支撐作用。而煤礦液壓支架結構設計作為煤礦開采中的重要設計環節，其結構和受力分析承擔著液壓支架受力的作用。文章結合筆者多年的實際經驗，對煤礦液壓支架結構的設計進行了分析，探究了液壓支架的關鍵組成部分和動力傳動體系的構造，旨在促進煤礦開采工作的發展。

關鍵詞：煤礦設備；液壓支架；結構設計；受力分析；煤礦能源；煤礦開采 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD355 文章編號：1009-2374（2017）11-0295-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.149

在煤礦開采中，傳統的人工開采顯然已經不能滿足日益增長的社會生產需求，在能源的供應上存在很大程度的不足。煤礦機械開采的施工建設由此誕生，其主要是采用專業的機械設備來實現對煤礦的高效率開采，進行煤礦液壓結構的設計和受力分析等方面的考慮，有利于設備和能源供應體系的發展。然而煤礦機械主要是煤礦開采企業給開采工作提供的器材，在實際生產中沒有得到大范圍利用。以下主要從煤礦機械設備的結構設計和受力方面的問題進行簡要分析。

1 煤礦液壓支架的概念及認識

在煤礦機械的開采中，煤礦液壓支架是通過支柱、底座、頂梁等結構組合而成的整體，并經過鋼板結構進行拼接。在主體水平面的構造上具有較為平緩的傾斜度，在頂部結構中可以采用總體頂煤開采的形式來進行開采工作，適合傾斜度較小的煤礦開采工作中，有利于水平綜合面的上煤礦開采。我們大致能夠從煤礦液壓的總體結構發現，煤礦液壓支架主要是煤礦總體結構的整體構造，在煤礦的開采中起著關鍵作用。更加能夠承擔頂部煤礦結構的隔離，對原煤能起到很好的隔離效果，從整體上推動煤礦工作面的改造以及相關位置的傳送，有利于配套設備機械能效的發揮。在采煤機械效率的提升中明顯比計劃中的總體規劃下的煤礦開采有差距，對于煤礦和設備運輸的傳送來說會大幅度降低機械運輸性能的調動，從根本上減少工作人員的工作量，能夠在一定范圍中實現智能自動化管理，為人們的生命安全做出必要保證。

2 液壓支架的工作原理

液壓支架的主要工作原理是迎合液壓板塊和頂板之間的協調作用，在抵抗阻力的情況下實現負載效果，結合數據信息進行分析。采用高壓支架的設計來給液壓支架提供更多的動力，通過動力裝置來完成支架結構的構建，并結合液壓支架的數據信息進行處理，在支架工作面的狀態調整下進行對應的數據分析，不斷改變工作面的設計，采用高壓液態動力的方式來給液壓支架提供更多的動力。不斷完善整體機械設備的構造。在某些頂板結構中不能實現良好的支架防護，應該有效利用防護底部的方式來進行調控，防止頂板的下沉，并且結合有效的設計方式進行工作空間的控制，在頂板和防塵空間的設計中維持良好的底部結構，對礦井結構數據進行調節，減少防塵空間和地質條件之間的差距，從整體上促進地質條件的穩定。煤層地質條件和礦井的地質是變動的，所以在進行頂板的設計時，要考慮到同等頂部結構的設計范圍，減少平板頂部和臺階之間的差距，確保正常的生產環境，在設計基礎上進行礦井結構的協調設計，對支架的整體構造進行考慮。支架和中心結構之間要維持對應的變化趨勢，在防止支架沉淀和配套的工作基礎上進行協調設計。液壓的主要工作尺寸和工作空間之間要形成一定的臺階設計，并且和其他單位之間形成適用范圍的構造，考慮支架結構的協調性，根據支架的范圍進行分析，調節底座和立柱的結構間距，維持相對協調，保持足夠的設計強度。

3 煤礦液壓支架的結構設計

在對煤礦液態支架進行調節的同時，要控制煤礦液壓支架的結構來協調作用，通過液壓控制的范圍，結合液壓缸和其他元件之間進行控制，實現金屬結構設備運作的協調統一。能夠承載更多的水平壓力，在擋板結構和其他底座之間的相互作用下，實現對頂板水平結構的操控。在對煤礦開采設備的不同組成部位進行協調時，應該考慮執行元件和支撐單元的構造，要在承受壓力范圍的基礎上進行控制，將更多的壓力分散給輔助部位，通過操作閥門的協調來進行壓力的傳遞，并在主板結構的基礎下對不同結構進行阻擋，改變操作閥受到的壓力。而執行元件受到的負載要考慮到不同承受重力之間的差距，在液壓承載壓力元件下改變支撐單位的結構強度，來提升支架的水平范圍。通過其他構件的輔助來從整體上提升輔助單元的構造，改變水平承受壓力大小的范圍，在進行操作閥控制的協調中，對液壓元件的開關進行改變，通過結構強度來決定支架結構和承受壓力范圍之間的聯系。通過部分元件來進行整體設備維修，防止主板結構的改變，以液態支架結構來實現煤礦采集的外載。改變液壓支架和頂部支架之間的聯系，通過外載壓力來進行合力方向的控制，并與煤礦開采范圍相適應，以達到最好的開采效率為基本原則，協調操作閥受到的壓力強度，對不同的負載條件進行控制，協調底部結構和水平壓力大小的關系，進行更好的壓力傳遞。液壓支架結構的連接處要利用連接頭進行設計，才能夠達到液壓結構設計的需要，達到最好的煤礦采煤效果。

此種墊塊加載位置如圖1所示：

前梁受力圖如圖2所示：

考慮到液壓結構設計對煤礦開采工作的影響，在進行頂部支架結構建設時，結合操作閥和液壓結構之間相互協調，從整體上促進外載壓力的支撐效果。促進液態支架結構的穩定，減少液壓結構對設備本身產生的影響，并且結合結構的整體設計，在設備運行和液壓結構上維持相對的穩定。從支架結構的水平承受壓力方面進行協調，改變開采結構和設備穩定方面的關系，防止輔助裝置在總體設備設計中影響到承載結構的穩定性，從外載壓力進行分析，達到更加穩定的效果，減小水平方向上受到的壓力，控制煤礦結構在煤礦開采方面的協調性，從液壓支架的角度進行綜合掛載。在水平液壓支架結構周圍采用更加穩定的設計，結合煤礦開采工作的實際情況，進行整體的設計安排。盡量避免其他因素對液壓支架結構的穩定性產生影響，從設備運行的協調性進行分析，探究整體采煤的效率。為保持拼接結構的外載壓力穩定，在原有液壓結構的基礎上采用操作閥相互協調的設計方式，更加有利于結構設計的穩定性，打破傳統意義上對液壓支架的承受壓力變動，并且在水平方向承載掛載的基礎上進行協調，維持相對的結構支撐作用。在輸出范圍的基礎上，達到更加穩定的效果，結合液壓支架的參數同時進行對比，在同等的受力上不斷改變整體的結構，使其達到相對穩定。

4 煤礦液壓支架的受力分析

從煤礦液壓支架的控制結構來看，我們大致上可以發現整體結構的設計方向，通過受力情況進行分析。液壓支架結構在整體上具有一定的優勢，在支架的最大和最小高度處都能夠維持一定范圍的空間輸出范圍承載。并在連續結構的基礎上，前連桿掩護結構進行對應坐標的受力分析。為更加形象地表示出后連桿的位置坐標，應該結合四連桿的機構進行分析，在平面坐標系中，我們大致可以發現液壓支架的平面結構和圖形方法，在四連桿機構下的對應支架設計中，應該結合不同支架結構參數進行對比分析，在相同的阻力下承受同等的壓力，結合千斤頂的平衡作用，對相同狀態下的程序進行對比，承受相同的底座壓力后就可以進行選取。在CAD軟件中對整體煤礦液壓支架結構進行模擬，協調數據參數和整體結構之間的聯系，在相同的液壓結構中進行模擬，控制同等程序之間的支架構造，并結合自動模擬的參數對頂梁分數模擬進行分析，才能夠達到最好的效果。在設計方案中與同等的設計方案相互協調，進行液壓結構的有效控制，在液壓浮點范圍的基礎上進行連續坐標結構的相互協調，改變有效的數據參數，就能夠更加形象生動的展示出支架結構的平面結構，并通過有效的數據來改變頂梁的分數，進行支架結構參數的分析，并通過有效的分數設計來標識連桿坐標，協調不同的支架參數得到適應煤礦開采的液壓結構設計數據。在同等的煤礦液壓數據下，可以按照支架的最高空間承載范圍中進行系統結構參數的改變，并對比其他工程設計參數得到更好的液壓支架結構數據。

改變原有液壓支架結構的限制，在支架參數結構上進行適應，通過頂梁結構的輸出范圍，改變原有的數據參數，以連續的液壓結構設計參數進行對應結構設計的分析。在支架的承受范圍內改變支架結構的設計方式，并和煤礦開采工藝相適應，達到最優化的生產。

5 煤礦液壓支架的未來發展

從煤礦液壓數據對比進行分析，我國煤礦開采機械設備中存在很大的競爭，同比于煤礦行業在20世紀能源結構中占據的比例，大致可以推斷出大型開采設備在未來的煤礦能源開采中所發揮的重要作用，在能源結構中起到的效果以及達到的生產規模。從我國煤礦開采中機械化設備的進程來看，大致可以分析出煤礦機械設備的生產規模將會越來越大，最終達到社會生產中的比例。總的來講，我國機械化設備的推廣范圍將會非常廣泛，逐漸成為煤礦能源開采中關鍵的組成部分。在煤礦液壓支架的構造中，相對于傳統的設備生產來講，機械生產設備具有更加廣泛的能源基礎，并且在機械生產設備運行的基礎上，能夠對煤礦開采生產進行更好的調節，進行生產協調的有效控制，盡量減少機械設備的生產損耗，在對應的設備損耗下進行關鍵部位的控制，在液壓支架的協調下配合設備檢測范圍進行煤礦液壓支架工作的調節。

6 結語

隨著時代的發展，液壓支架工作已經成為煤礦開采中的重要組成部分。在有關設備的配合檢測下，對液壓結構設計和受力情況進行分析，就可以精確得到最適合于煤礦開采情況的液壓支架結構參數。并且在實際生產中，有關部門還可以進行煤礦開采工作的協調，通過對液壓結構設計和受力分析的有關參數配合，在最大限度中降低煤礦液壓的比例，并結合支架構造的受力情況進行分析，得到良好的比例數據。

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作者簡介：張取（1986-），男，云南大理人，供職于陜西陜煤彬長礦業集團有限公司生產服務中心，研究方向：機械設計制造。

（責任編輯：秦遜玉）