贾丽雯

（晋能控股装备制造集团大同机电装备有限公司中央机厂， 山西 大同 037000）

引言

液压支架作为综采工作面的必要设备，对煤炭企业安全高效生产至关重要。液压支架因其应用范围广、体积质量较大，使得设备成本高昂，在总设备投资中占比高达65%以上，因此，煤炭国家对液压支架技术的发展极为重视。液压支架因其工作环境恶劣，承受载荷较大，且不确定因素与外来载荷会不定期发生，故液压支架损坏事故的发生较为频繁，使得企业成本急剧上升，企业效益低下[1-5]。针对这一现象，本文提出了基于疲劳寿命的液压支架可靠性优化方法，以期在保证支架满足疲劳强度与应力要求的前提下进行支架可靠性优化分析，从而降低企业成本，提高企业效益。

1 液压支架受力分析及其优化

1.1 箱型结构受力分析

箱型结构是液压支架结构设计的常用结构，75%以上液压支架都选用箱型结构。箱型结构包括单腔室结构、双腔室结构、多腔室对称结构、多腔室非对称结构及多腔室局部开口结构五种。本文拟采用三腔室箱型结构进行空间力学分析，其具体空间力学分析模型如图1 所示。

图1 三腔室结构空间力学模型

假定将三腔室箱型结构固定于坐标系之中，px、py、Px、Py、Mz为三腔室结构所承受载荷，Qx、Qy、Mx、My、Mn为箱体承受载荷后所产生的内应力。在Z=0 的固定截面为最危险截面，故以该截面为主要研究对象。对该截面进行受力分析可知，在Z=0 截面上，箱体的弯曲正应力最大点在距离中心轴最远的地方，即在箱体上盖板的最上方和下腹板的最下方；……