申榕容

（山西新村煤业有限公司，山西 长治 046000）

引言

液压支架是煤矿综采工作面的重要设备，主要负责工作面支护，为工作面回采提供作业空间，其支护可靠性直接影响工作面安全生产。顶梁作为液压支架的重要组成部分，是直接承受载荷的部件[1]，在生产过程中，由于煤矿工作环境恶劣，液压支架顶梁受力存在多样性和复杂性，主要存在负载过大、瞬间冲击、偏心承载等情况，在长期不同工况负载情况下可能出现顶梁结构变形、局部开裂现象，威胁工作面安全生产。以ZY12000型液压支架为例，采用有限元分析法分析支架顶梁在不同工况下的受力强度，并对顶梁存在的薄弱点进行优化改造，以满足复杂条件下的承载强度，保证工作面安全生产。

1 顶梁结构分析与模型建立

1.1 顶梁结构分析

矿用ZY12000型液压支架顶梁主要由顶板、连接板、主筋板、横筋板等组成，材质为Q345 钢，顶板采用整块钢板直接焊接在上部，主筋板为整条钢板焊接在顶板下部，横筋板位置根据侧推装置及立足支撑位置焊接在顶板下部，主筋板与横筋板通过与顶板的焊接形成顶梁的箱式结构，并在顶梁主筋板上留设与液压立柱连接的柱窝销轴孔。顶梁结构如图1 所示。

图1 顶梁结构示意图

1.2 顶梁结构三维模型建立

按照顶梁结构特点，采用Solid Works 软件建立顶梁三维模型，在建模过程中，为提高分析精度，将顶梁上的过渡圆角及倒角进行简化，对非关键孔位进行省略，仅保留顶梁主体结构[2]。……