液压支架侧护板夹矸损坏分析.pdf

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1、·166·科技论坛液压支架侧护板夹矸损坏分析摆世强李志明赵新亚李宁宁（郑州煤矿机械集团股份有限公司，河南郑州450000）摘要：在实际使用中，液压支架侧护板的弯曲变形是侧护板的主要损坏形式之一，本文着重对相邻两架侧护板之间夹矸而引起的侧护板变形进行了分析，并利用有限元分析软件，对支架侧护板的板材选择和结构设计给出了指导意见。关键词：液压支架；侧护板；夹矸损坏；有限元分析液压支架侧护板是液压支架的重要组成部分，主要安装在顶梁置。和掩护梁上，在大采高支架的后连杆上也安装有侧护板。它的作用表1侧板不同厚度不同载荷时弯

2、曲变形量主要有：挡矸、密封、扶架、移架导向等。在实际使用中，侧护板的弯
曲变形是其主要损坏形式之一，究其原因主要有两个方面：a.在支架


移架过程中，相邻两支架侧护板之间缺少足够的搭接量或导向区，



会出现架间侧护板咬边现象，导致侧护板变形；b.当相邻两架顶梁




侧护板之间夹杂大块矸石，在支架侧护板动作时，侧护板局部受集



中载荷，导致侧护板出现弯曲变形。下面主要针对第二种情况对支
架侧护板进行分析。


1侧护板夹矸损坏分析



如图1所示，为

3、侧护板侧板弯曲变形的示意图。侧护板的夹矸 



损坏，可以认为是侧护板的侧板局部受集中载荷，由于其本身刚度

或强度的不足，导致侧板弯曲的现象。






















图1液压支架侧护板夹杆损坏分析简图


为增加侧板的刚度和强度，最优的方案是增加侧板的厚度和选



用力学性能更好的材料，但由于受结构或重量限制，往往不能按此 
执行；此外，我们还可通过改变侧护板的结构形式，在其内侧增加拉




筋或加强筋，或者增加局部

4、小型箱体结构，缓解侧板刚度与强度的



不足。下面，以某形式顶梁侧护板为例，采用有限元的方法，重点分
析侧板厚度及不同加强筋长度及数目对侧护板抗弯性能的影响。分
析工况：模拟井下侧护板相邻架之间夹矸，操作侧推千斤顶（伸出）通过对表1的分析，以表格中不同板厚时相同千斤顶力下的变时，侧护板侧板弯曲变形状况。形量作为分母，其变形量之间的差值作为分子，以2-φ63千斤顶力2侧护板侧板不同厚度时的弯曲变形分析δ16与δ20两种板厚为例，可计算出两者底部加载时侧板变形量之间的幅值变化为（165.3-88.729）/16

5、5.3=46.3%，以此类推，可得不同侧板厚度之间其抗侧板变形量之间的幅值变化如表2-4所示。表2侧板加载2-φ63千斤顶力时应变幅值变化






图2侧护板分析模型图示如图2所示，为侧护板侧板不同厚度时其弯曲变形的分析模




型，选取侧护板侧板为δ16、δ20、δ25、δ30四种厚度，应用有限




元分析软件，模拟侧板底部和中部分别加载不同大小集中载荷时的弯曲变形，现选取三种侧推千斤顶缸径（φ100、φ80、φ63）在




31.5MPa时的力作为集中载荷进行加载，可得其位

6、移云图，及弯曲变形量如表1所示。





表3侧板加载2-φ80千斤顶力时应变幅值变化
















图3侧板厚δ16（2-φ63千斤顶力）位移云图




由图3可以看出，在侧护板外侧受集中载荷时，其最大变形量




均发生在侧板的自由边位置，且与所受集中载荷位置在同一长度位
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