立柱布置方式对掩护式液压支架力学性能的影响分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第17卷第4期(总第107期)煤矿开采Vo1．17No．4(SeriesNo．107)2012年8月CoalminingTechnologyAugust2012立柱布置方式对掩护式液压支架力学性能的影响分析辛家祥，李明忠，王建国(天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013)[摘要]立柱布置方式对液压支架的很多力学参数都有影响，立柱布置不合理容易引起液压支架发生故障或损坏，影响煤矿安全生产。建立了掩护式液压支架的力学模型，分析了立柱布置方式对支架底座前端比压及连杆受力的影响，为立柱的合理布置提供了理论依据和可行方法。[关键词]

2、立柱；布置方式；底座比压；连杆受力[中图分类号]TD355．41[文献标识码]A[文章编号]1006．6225(2012)04．0035—03InfluenceofPropArrangementonMechanicalCharacteristicofShieldPoweredSupportXINJia—xiang，LIMing—zhong，WANGJian·guo(CoalMining＆DesigningDepartment，TiandiScience＆TechnologyCo．，Ltd．，Beijing100013，China)Abstract：Severalmech

3、anicalcharacteristicsofproparrangementareinfluencedbyproparrangement．Irrationalarrangementmayre—suitinpoweredsuppo~failureordamageandinfluencesafemining．Mechanicalmodelofshieldpoweredsuppo~wassetuptoanalyzetheinfluenceofproparrangementonspecificpressureoffoundation"sfrontendandforceofcon

4、nectingrod，andprovidetheoreticalba-sisandfeasiblemethodforrationalproparrangement．Keywords：prop；arrangement；specificpressureoffoundation；forceofconnectingrod掩护式液压支架多年的使用经验和试验研究发P·D2±P3·D3+·F1·B3一·F1=0(1)现，立柱的布置方式对该型支架很多力学参数都有取顶梁、掩护梁整体为研究对象，对前后连杆影响。如果立柱布置不合理，会造成支架受力不瞬心0点取矩，由∑M。=0，得：当，进而引起

5、支架发生故障或结构损坏，影响煤矿F1·(+日1)一厂·F·(+B3)一P·Dl=0(2)安全生产。因此，液压支架设计过程中，必须合理由(1)，(2)式可得：布置立柱，使支架的综合力学性能达到最优。P·D2±P3·D3一P·Dl本文着重分析了立柱布置方式对底座前端比压—(3)t·，一，玄j及连杆受力的影响。=等(4)1力学模型建立同理，由水平方向和竖直方向合力分别为零，液压支架二维杆系力学模型及受力分析如图1可得：所示。F1+cotA)一P(sinA3+cosA3cotA)，3———____—一(5)sln,zl。cotA一cos／tF1一P·cosA3一F3·sinA5

6、———(6)取底座为研究对象，对前后连杆瞬心O取矩，由EM。：0，得：P·D1=F1·D4+厂·—1(H1一B2一B3)(7)由(5)，(7)式可得：图1液压支架受力F'1=(8)取顶梁为研究对象，对顶梁与掩护梁铰点D其中，(3)式与(8)式是等价的，使用时根取矩，由∑M。=0，得：据具体情况选用。[收稿日期]2012—05—02[基金项目]国家高科技研究发展计划(863)资助项目：两柱式超强力大采高放顶煤液压支架研制(2012AA06A407)[作者简介]辛家祥(1983一)，男，山东阳谷人，工程师，主要研究方向为采煤工作面液压支架设计。35学兔兔www.xuetut

7、u.com总第107期煤矿开采2012年第4期上述各式中，P为立柱工作阻力，kN；D为顶上述各式中，F．为底板对底座的合力mm：梁与掩护梁铰点到立柱中心线的垂直距离，mm：，为底座总长度，mm；B为底座有效宽度Ps为支架平衡千斤顶工作阻力，mm；q．5，kN；D为顶梁与g为底座前、后端比压掩护梁铰点到平衡千斤顶中心线的垂直距离，MPa；为合力作用点到mm：，底座后端距离，mm；n为合力作用点到底座前端距／。为顶梁与顶板问的摩擦系数；F。为顶板对顶梁的离，mm。集中载荷，kN；Bs为顶梁上表面到顶梁与掩护粱铰由(11)，(12)两式可知，支