煤矿液压支架结构设计与受力分析

摘 要 我国能源以煤炭为主，其作为国民经济的重要产业，占有举足轻重的地位。液压支架作为当前机械化采煤中应用的重要设备，是推动煤矿高效率、高产量生产的有效保障。煤矿机械开采的施工建设由此诞生，其主要是采用专业的机械设备来实现对煤矿的高效率开采，进行煤矿液压结构的设计和受力分析等方面的考虑，有利于设备和能源供应体系的发展。然而煤矿机械主要是煤矿开采企业给开采工作提供的器材，在实际生产中没有得到大范围利用。本文对煤矿液压支架结构设计与受力分析展开探讨，以供参考。

关键词 煤矿；液压支架结构；受力分析

1 液压支架的工作原理

液压支架的主要工作原理就是迎合液压板块和顶板之间的协调作用，在抵抗阻力的情况下实现负载效果，结合数据信息进行分析。采用高压支架的设计来给液压支架提供更多的动力，通过动力装置来完成支架结构的构建，并结合液压支架的数据信息进行处理，在支架工作面的状态调整下进行对应的数据分析，不断改变工作面的设计，采用高压液态动力的方式来给液压支架提供更多的动力[1]。

另外，应不断完善整体机械设备的构造，在某些顶板结构中不能实现良好的支架防护，此时应当重视支架防护，防止顶板的下沉，并且结合有效的设计方式进行工作空间的控制，在顶板设计中维持良好的底部结构，对矿井结构数据进行调节，减少工作面和地质条件之间的差距，从整体上促进地质条件的稳定。

2 煤矿液压支架的结构

如果煤矿液压支架按其组成部分，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[2]。

（1）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。

（2）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種动作的阀，是液压支架的指挥元件。

（3）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。

（4）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、护帮装置、防倒装置、喷雾照明等等。

3 煤矿液压支架的结构设计

在对煤矿液压支架进行调节的同时，要控制煤矿液压支架的结构来互相协调，通过液压控制的范围，结合液压缸和其他元件之间进行控制，实现金属结构设备运作的协调统一。能够承载更多的水平压力，在挡板结构和其他底座之间的相互作用下，实现对顶板水平结构的操控[3]。

在对煤矿开采设备的不同组成部位进行协调时，应该考虑执行元件和支撑单元的构造，要在承受压力范围的基础上进行控制，将更多的压力分散给辅助部位，通过操作阀门的协调来进行压力的传递，并在主板结构的基础下对不同结构进行阻挡，改变操作阀受到的压力，而执行元件受到的负载要考虑到不同承受重力之间的差距，在液压承载压力元件下改变支撑单位的结构强度，来提升支架的水平范围。

通过其他构建的辅助来从整体上提升辅助单元的构造，改变水平承受压力大小的范围，在进行操作阀控制的协调中，对液压元件的开关进行改变，通过结构强度来决定支架结构和承受压力范围之间的联系。

4 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，我们大致上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连杆的位置坐标，应该结合四连杆的结构进行分析，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[4]。

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地展示出支架结构的平面设计，并通过有效的数据来改变顶梁的参数，进行支架结构参数的分析，并通过有效的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。

改变原有的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[5]。

5 结束语

综上所述，随着时代的快速发展，液压支架工作已经成为煤矿开采中最重要的组成部分。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，就可以精确到最适合与煤矿开采情况的液压支架结构参数。

参考文献

[1] 左玉堂.煤矿液压支架结构设计与受力分析[J].中国新技术新产品，2012，（18）：145-145.

[2] 黄显智.煤矿液压支架空间力系分析方法研究[D].武汉：华中科技大学，2012.

[3] 雷秀，王丽，纪煦.高效液压传动技术研究[J].机床与液压，2005， （08）：76-78.

[4] 马鑫.液压支架电液控制煤机定位与电磁阀缓变失效预测研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2009.

[5] 朱真才，韩振铎.采掘机械与液压传动[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005：21-29.