侯丽嫚

（同煤集团机电装备公司中央机厂，山西大同 037000）

0 引言

随着国家对煤矿资源需求的增长，越来越多的煤矿设备被应用到了煤矿开采中。液压支架作为井下重要的支撑设备，保证其具有较高的支撑性能，已成为当下保证井下作业安全的重要考虑方向。立柱作为液压支架中的重要部件，由于液压支架顶梁承受着不同大小的载荷作用，导致立柱在长期支撑过程经常出现变形严重、部件开裂等故障现象，对液压支架的安全作业造成了重要威胁。因此，有必要对立柱开展结构性能的分析研究[1-4]。

通过开展立柱结构特点的分析，选用ZF3700型液压支架中的立柱为研究对象，应用Solidworks及ABQUS软件，建立了立柱的三维模型及仿真模型，从立柱的应力变化、位移变化等方面，开展了立柱的有限元仿真分析研究，结果表明，立柱的底部及其顶部为薄弱部位，在使用过程中极容易发生结构变形、开裂等故障现象，由此，对立柱进行了结构强度的优化改进设计。该研究对提高立柱的结构强度具有重要作用[5-6]。

1 液压支架立柱结构特点分析

目前，市场上的液压支架类型包括支撑式液压支架、掩护式液压支架、支撑掩护式液压支架等类型，根据液压支架的不同结构特点，可适应用于不同的井下工况环境。但其结构组成基本相同，主要由顶梁、掩护梁、四连杆机构、护帮装置、底座、千斤顶、推移装置、操纵阀等部件组件，其结构如图1所示。其中，立柱是液压支架中的重要组成部件，主要由立柱缸、立柱杆等组成，一端与液压支架顶梁中的柱窝连接，另一端与底座中的柱窝连接，通过立柱的伸缩，可实现对液压支架不同高度和角度的支撑作用；……