液压支架的结构设计是整个液压支架系统设计的重要环节。

在传统的机械设计过程中，通常都是由设计人员依据自己的传统经验来选用结构尺寸及方案，通过对设计好的结构进行性能的校核，若不符合设计要求，再对其进行修改完善。

尽管此方法能够保证结构的安全性，但往往是由于结果过于安全而造成浪费了大量的材料，造成了成本的提高，而且也大大的提高了研发周期。

然而利用优化设计却能避免此现象的发生，且很容易达到既节省研发周期又降低成本这个目的，因此对支架的结构优化设计具有重要的意义。

课题来源和背景： 陕西煤业化工集团公司是陕西省委、省政府为落实"西部大开发"战略，充分发挥陕西煤炭资源优势，从培育壮大能源化工支柱产业出发，按照现代企业制度要求，经过重组发展起来的国有特大型能源化工企业，是陕西省能源化工产业的骨干企业，也是省内煤炭大基地开发建设的主体。

2019年，进入世界500强榜单，位列281位。

2019年全年陕煤集团全年煤炭产量1.76亿吨。

各矿井对液压支架的需求旺盛。

目前，西安重装铜川煤矿机械有限公司是陕煤集团下属企业，也是陕西省唯一的具有自主研发设计生产能力的液压支架生产企业。

前期，陕煤集团的液压支架依靠外部采购，本次陕煤集团神木柠条塔矿业公司综采工作面需要新增设备，我公司以此为契机进行产品的研发，实现省内或陕煤集团内部自制，对于陕西省液压支架设计制造技术能走在全国的前列。

课题研究的目的和意义： 探索液压支架设计规范及加工工艺，依靠现代化的设计手段保证液压支架结构的合理性及产品寿命的高可靠性是本项目的研究目的。

其意义在于通过ZY10000/22/45D 型大采高强力高可靠性液压支架的研制，探索全省在液压支架制备及设计方面的技术途径，为陕西省液压支架产品的研发打下坚实的技术基础和产品基础。

主要论点与论据： 针对陕煤集团神木柠条塔矿业公司煤层的赋存条件，并满足其今后发展的要求，充分研究、消化进口支架的设计理念和结构特点，吸收其先进、合理的部分，与我国的设计、制造优势相结合，采用国际化集成，使该支架的研制技术先进、可靠性高。

解决支架对顶底板的适应性、稳定性和顶板、煤壁片帮的管理。

运用计算机辅助设计手段对四连杆机构进行参数优化、受力分析和结构强度有限元分析，提高支架的支护能力和抗扭能力，改善支架受力状态。

在保证可靠性条件下，减轻支架重量。

根据我国钢材及加工工艺等方面的实际情况，为满足结构件强度和支架的可靠性，选用目前国内质量可靠的钢材、采用先进且成熟的加工工艺方法，并对特殊工艺进行专题研究和试验，最终达到总体设计要求和目的。

创见与创新： 我们提出的ZY10000/22/45D 型大采高强力高可靠性液压支架，是根据当前综采工作面大多采用电液控制，对液压支架的可靠性要求大大提升的需求下进行了设计。

通过采用传统设计理念与现代设计方法相结合的手段，使该型或今后的系列液压支架产品实现用料精准，重量轻，液压支架可靠性高的特点，同时解决高强板焊接及大缸径立柱的加工工艺的创新。

通过应用新的设计手段及加工工艺，完全达到了既节约能源，及满足国家标准又满足使用要求的产品，实现了液压支架技术和产品的飞跃。

符合国家节能减排的大政方针。