矿用液压支架后顶梁疲劳性能的分析及优化措施

张 萌

（晋能控股煤业集团轩岗煤电有限责任公司机电修造厂，山西 忻州 034000）

引言

与普通液压支架相比较，液压支架同时具备有支护和充填的功能，其性能更加优越[1-2]。随着煤矿开采技术水平的不断提升，液压支架的使用越来越广泛。由于液压支架工作过程中需要间歇性地承受来自巷道顶部对其产生的作用力，对其各方面的性能包括疲劳性能，提出了相对较高的要求[3-4]。液压支架作为保护装置，一旦发生故障问题，轻则影响采煤过程的连续性，重则威胁到设备和人员的安全[5]。液压支架后顶梁结构工作时承受较大的作用力，是容易发生故障问题的结构[6]。基于此，本文主要针对液压支架后梁结构的疲劳性能进行分析，并提出相应的优化改进措施。

1 液压支架概述

本文以ZZC8800/20/38型液压支架为例进行分析，如图1所示为该型号液压支架的整体结构示意图。该型号液压支架的工作高度为2~3.8 m。支架的初撑力和工作阻力分别为7 800 kN和8 800 kN，自身质量达到了30 t，能够提供的支护强度为0.73 MPa。

图1 液压支架的整体结构

从图中可以看出，液压支架是一个非常复杂的机械结构，内部包含有很多零部件和装置，对整体的可靠性提出了非常高的要求。液压支架工作过程中，巷道顶部会对其前梁、顶梁和后顶梁等结构产生非常大的作用力，这些作用力通过立柱传递到底座部位。对前梁、顶梁和后顶梁结构的综合性能提出了非常高的要求。另外，考虑到液压支架工作时会不断移动，其承受的载荷为间歇式，对顶梁结构的疲劳性能也要求较高。……