冲击载荷作用下液压支架的力传递分析

高建文

（西山煤电机电厂，山西 太原 030053）

引言

目前，液压动力支架广泛应用于井下煤矿开采中，有效地提升了工作面煤炭综采操作的安全性。该支架的支护作用和受力性能主要是由支架整体的结构和巷道上部分对支架形成的压力所决定的。由于井下煤矿的环境恶劣、地质情况复杂，液压动力支架在使用过程中，巷道的顶部和顶板相接处受到的压力会不停的发生变化。数据显示，在煤矿井下因支架所导致的支护性事故中，由于顶沿发生破断、井下岩层的压力突然发生变化所造成支架类事故占比超过60%，故此，开展突发性载荷液压动力支架力传递的特点研究，对支架进行结构优化、增强支架的防护性安全具有重大意义。

1 液压动力支架的多体系统动力学数值仿真模型

1.1 研究的对象与建模

ZY12000/28/64型掩护式支顶液压动力支架最大高度为6.4 m，最大阻力为12 000 kN，支架结构见图1。

图1 ZY12000液压型支架

选择ADAMS多体系统动力学软件搭建液压动力支架仿真模型。在模型中，掩护梁、顶梁和支架连杆之间都需要使用弹性体进行连接，为了使结构稳定支架底座为刚性体结构。将弹性体建立有限元模型并进行网格划分，导入到ADAMS软件中模拟实际的工作状况。

1.2 两个平衡油缸的相关等效刚度

液压缸体内的液压油具有一定的压缩性，因此，液压缸在工作中发生伸缩时不会出现泄漏。当活塞受力移动时，液压缸的前后腔内的压力将发生变化，压缩端压力升高，另一端压力下降[1]。……