CMM2-15型液压锚杆钻车中支撑架的结构性能及改进研究

于熙坤

（晋能控股煤业集团晋城煤炭事业部长平煤业有限责任公司，山西 晋城 048411）

引言

液压锚杆钻车是煤矿开采的关键设备，通过对巷道中施工锚杆结构来提高巷道的整体作业环境及安全性[1]。但在实际巷道锚杆施工中，由于存在不同硬度的地质条件，加上经常有较大的外部阻力作用，导致锚杆钻车在实际施工过程中经常出现结构变形、局部开裂、电机烧坏、锚杆施工效率低等问题，其中，支撑架则是锚杆钻车中的关键部件，由于其主要为受力件结构，导致其经常出现结构变形或局部断裂问题[2]。为此，以CMM2-15型锚杆钻车中支撑架为分析对象，采用有限元分析方法，开展了支撑架的结构性能研究，通过拓扑优化方法，完成了支撑架的结构优化改进和分析，这对实际作业时加强锚杆钻车的结构保护和改进具有重要指导意义。

1 锚杆钻车结构组成分析

液压锚杆钻车是煤矿巷道施工中的关键设备，其结构主要包括了履带行走装置、变幅机构、动力钻头、支撑架、液压缸及液压系统、控制系统等部分[3]，其中，支撑架主要承受着来自钻进时的岩石反作用力、安装平台重力及其他部分的自身重力等，导致其在使用时经常出现结构严重变形、局部开裂或断裂等失效现象，因此要求所设计的支撑架需具有较高的结构强度[4]。以CMM2-15型锚杆钻车为例，该钻车的施工高度相对较高，能施工的巷道高度为3.5 m，人员可根据作业需求对安装平台进行左右、上下方位调整，以实现不同角度、不同方位的锚杆施工操作，具有施工效率高，支护作业时间短等特点[5]，液压锚杆钻车的结构示意图如图1所示。……