摘 要：在礦井工作面下刮板輸送機(jī)中部槽結(jié)構(gòu)受到外部環(huán)境和內(nèi)部因素影響，受力狀況及其復(fù)雜，文章以平面力學(xué)分析，建立力學(xué)模來研究刮板輸送機(jī)中部槽受液壓支架推溜力狀況，研究結(jié)論為完善中部槽基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、中部槽與支架配套選型具有指導(dǎo)性。

關(guān)鍵詞：刮板輸送機(jī)；中部槽；液壓支架；受力分析；推溜力

引言

刮板輸送機(jī)中部槽在工作面推移過程中受煤、刮板和鏈條的劇烈摩擦，采煤機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，大塊煤、槽中的擠壓、沖擊力等復(fù)雜工況下的的受力。一方面受力來源液壓支架推移桿對(duì)中部槽的推力，推力在中部槽擋板槽幫推移耳上產(chǎn)生應(yīng)力，且由耳板向外擴(kuò)散導(dǎo)致在擋板槽幫中部與中板結(jié)合處產(chǎn)生了較大應(yīng)力，造成中部槽的損壞。所以對(duì)中部槽的推溜力進(jìn)行平面力學(xué)分析，確定推力。合理選擇相配套的液壓支架推力及支架推移油缸，在液壓支架推移刮板輸送過程中保證中部槽使用壽命有重要意義。

1 刮板輸送機(jī)中部槽結(jié)構(gòu)及受力判定

1.1 中部槽結(jié)構(gòu)組成

中部槽基本結(jié)構(gòu)（圖1）。

圖1

1-齒軌座（采煤機(jī)牽引、支撐部）；2-擋板槽幫（液壓支架推、拉移部）；3-中板、底板（刮板鏈、煤主要支撐部）；4-底板（刮板鏈主要支撐部）；5-鏟板槽幫（上煤、采煤機(jī)滑靴支撐部）

1.2 分析中部槽受最小推溜力

由于推溜時(shí)擋板槽幫間受到擠壓力的作用，因此在槽幫斷面產(chǎn)生了較大的應(yīng)力，在推溜過程中，中部槽鏟板側(cè)同時(shí)受到煤等雜質(zhì)的阻礙的反作用力來平衡。為了防止中部槽飄溜，中部槽推移耳板上推移點(diǎn)高于支架推桿根部高度。由中部槽截面的矩形特征，在一定的推力作用下導(dǎo)致中部槽有改變?yōu)槠叫兴倪呅蔚内厔?，因此?dāng)推力達(dá)到中部槽會(huì)以鏟板鏟尖位置為支點(diǎn)而懸起的瞬間，中部槽擋板槽幫耳板臨界受力狀態(tài)下，液壓支架推桿產(chǎn)生的最小力的數(shù)值即為中部槽懸起所需的最小推溜力大小。

2 刮板輸送機(jī)中部槽受推溜力力學(xué)分析

由于中部槽在刮板鏈運(yùn)行方向上對(duì)稱性強(qiáng)，因此，研究中部槽受力懸浮問題可簡化為斷面上的二維受力分析。

通過前期分析可知，中部槽主要受重力，支持力，推溜阻力以及推溜力。當(dāng)中部槽恰好可以懸浮時(shí)，可將鏟板底部O點(diǎn)處看做一個(gè)固定鉸支撐。力學(xué)模型簡化示意圖如圖2所示。其中M點(diǎn)為重心位置。

圖2 中部槽受力示意圖

由圖2可得靜力學(xué)平衡方程：

其中，

根據(jù)圖2所示簡化模型可得：

整理后得：

即：

其中，F(xiàn)-為推溜力；G-為中部槽重力；b-為中部槽重心到鏟板鏟尖點(diǎn)的水平距離；L1-為推移耳板孔上下圓心的垂直距離；L2-為推移耳板孔上圓圓心到鏟板鏟尖點(diǎn)的水平距離；α-為推溜壓力角（F方向與水平線間所夾銳角），a=arcsin（L1/L4）；L4-為推移起點(diǎn)與耳板上圓孔圓心水平距離。

選槽寬1000mm中部槽為例：重心M點(diǎn)與鏟板底部撐鉸點(diǎn)O的距離b=848mm（用UG分析得出），

L1=240mm L2=1495mm α=1.46° G=2100×9.8N，

需用推溜力∴F=2100×9.8×848/（241×cos1.46+1495×sin1.46）=6.25t

若將公式中的α設(shè)為零度即水平推移，則計(jì)算結(jié)果為7.24t

3 結(jié)束語

3.1 根據(jù)上述計(jì)算過程，當(dāng)選1000mm中部槽時(shí)，與相配套的液壓支架推移缸缸徑選φ180mm、桿徑φ120mm，選型ZY11000/28/63型液壓支架，推出的結(jié)論能夠指導(dǎo)合理選擇相配套的液壓支架推移裝置。

3.2 文章通過對(duì)刮板輸送機(jī)中部槽推溜力分析、計(jì)算，明確了刮板輸送機(jī)中部槽受推溜力及其它主要受力的相互關(guān)系。在進(jìn)行受力分析時(shí)首先確定其它參數(shù)來研究某一參數(shù)在推溜過程中的分析方法，也為持續(xù)探討刮板輸送機(jī)中部槽在推移過程中受其它力的影響具有借鑒性。

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作者簡介：郭建軍（1985-），男，助理工程師，寧夏天地奔牛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司產(chǎn)品研究所工作，主要從事礦用刮板輸送機(jī)的研發(fā)與設(shè)計(jì)工作。