液壓支架強度分析.pdf

《液壓支架強度分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第４期（總第２０３期）機械工程與自動化Ｎｏ．４２０１７年８月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＡｕｇ．文章編號：１６７２６４１３（２０１７）０４００５４０２液壓支架強度分析張丹（山西焦煤霍州煤電集團鑫鉅煤機裝備制造有限責任公司，山西霍州０３１４００）摘要：為了研究液壓支架的結(jié)構(gòu)強度，借助于Ｐｒｏ／Ｅ創(chuàng)建了某型液壓支架關(guān)鍵部件的三維實體模型，結(jié)合對液壓支架的受力分析，將所建模型導入ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ中進行靜力學分析。在實際載荷條件及邊界條件確定的情況下，得到了液壓支架關(guān)鍵部件的應(yīng)力云圖和位移云圖。關(guān)鍵詞：液壓支架；強度分析；優(yōu)化設(shè)計中

2、圖分類號：ＴＤ３５５＋．４文獻標識碼：Ａ０引言頂梁是液壓支架的主要承載部件之一，支架通過液壓支架是井下控制綜采工作面礦山壓力的重要頂梁實現(xiàn)支撐、管理頂板的功能。掩護梁的主要功能設(shè)備，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣、工作過程中整是隔離采空區(qū)，掩護工作面空間，防止采空區(qū)冒落的矸體受力較大，會導致液壓支架的主要結(jié)構(gòu)部件如頂梁石竄入工作面內(nèi)，并承受采空區(qū)冒落矸石的載荷和老和底座發(fā)生嚴重變形甚至斷裂破壞，因此，有必要對相頂來壓時的沖擊載荷，當頂梁不平時，還將承受扭轉(zhuǎn)載關(guān)結(jié)構(gòu)件的強度進行分析。荷。底座是支架的又一主要承載部件，支架通過底座隨著ＣＡＤ和ＣＡＥ計算機軟件的迅速發(fā)展，使得將頂板壓力

3、傳至底板。掩護梁與前后連桿、底座共同液壓支架的研發(fā)和生產(chǎn)上升到了一個新的高度。鑒于組成四連桿機構(gòu)，承受支架的水平分力。液壓支架在綜采面通常會保持靜止，因此可以依據(jù)行業(yè)規(guī)則尺度對支架構(gòu)件展開空間靜力學整體研究，這樣便可以很好地縮短液壓支架的研發(fā)生產(chǎn)周期［１－２］。本文利用Ｐｒｏ／Ｅ創(chuàng)建某型液壓支架的三維實體模型，并采用ＡＮＳＹＳ對支架結(jié)構(gòu)的強度進行分析。１液壓支架的三維建模通過對液壓支架所有零部件的功能、基本參數(shù)和１－頂梁；２－掩護梁；３－連桿機構(gòu)；４－底座；５－立柱零件之間相互關(guān)聯(lián)進行分析研究，采用三維實體建模圖１液壓支架三維模型由于液壓支架承受偏載及扭轉(zhuǎn)工況為引起支架結(jié)軟件Ｐ

4、ｒｏ／Ｅ創(chuàng)建液壓支架整機三維實體模型［３－４］。由構(gòu)破損的關(guān)鍵工況，所以本文以液壓支架最惡劣、應(yīng)力于液壓支架模型中的零部件較多，利用Ｐｒｏ／Ｅ對各零最集中的頂梁扭轉(zhuǎn)加載實驗為對象，對支架主要結(jié)構(gòu)部件建模完成后，要根據(jù)設(shè)計要求和液壓支架的實際部件開展受力分析和強度分析［６］。工作狀態(tài)對其進行虛擬裝配，裝配完成后的液壓支架通過上述分析，建立相關(guān)力學方程組，并結(jié)合模型如圖１所示?？臻g立體模型建立及組裝過程順利結(jié)束之后，對ＺＺ４８００／１８／３８型液壓支架的相關(guān)參數(shù)，利用ＭＡＴＬＡＢ求得頂梁與掩護梁鉸點的約束力分別為７２．５ｋＮ、已經(jīng)完成的液壓支架實體模型創(chuàng)造樣機，并開展干涉檢查，從而

5、保證組裝體的每個構(gòu)件彼此都具有合適的－１９４ｋＮ、－７１３．５ｋＮ和６１９．２ｋＮ。間隙，防止重合及構(gòu)件彼此處于相向運動狀態(tài)時干涉３液壓支架關(guān)鍵部件的強度分析現(xiàn)象的發(fā)生［５］。借助于Ｐｒｏ／Ｅ及ＡＮＳＹＳ軟件的接口把相關(guān)零部件模型調(diào)入ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ中，并采用軟件專用２液壓支架的受力分析工具自動展開網(wǎng)格劃分。結(jié)合支架受力計算結(jié)果，將收稿日期：２０１７０１０４；修訂日期：２０１７０６１５作者簡介：張丹（１９９０），女，山西臨汾人，助理工程師，本科，從事液壓支架數(shù)控編程和設(shè)計工作。２０１７年第４期張丹：液壓支架強度分析·５５·外部載荷施加到頂梁、掩護梁以及底座

6、相關(guān)鉸接處進由圖３可見：掩護梁應(yīng)力集中于掩護梁、頂梁及前行靜力學仿真分析［７－８］。仿真得到的頂梁等效應(yīng)力云后連桿鏈接附近，并且最大值產(chǎn)生于掩護梁和后連桿圖和位移云圖如圖２所示，掩護梁等效應(yīng)力云圖和位連接的銷軸孔處，最大應(yīng)力為１０４．５３ＭＰａ，小于材料移云圖如圖３所示，底座等效應(yīng)力云圖和位移云圖如的許用極限應(yīng)力；變形也集中于掩護梁、頂梁及前后連圖４所示。桿鉸接附近，最大位移為０．１６１ｍｍ。支架掩護梁強由圖２可見：頂梁的應(yīng)力集中分布于頂梁內(nèi)外主筋度與剛度滿足設(shè)計要求。板、柱窩、頂板、蓋板、頂梁和掩護梁銷軸連接處，并且最大由圖４可見：底座應(yīng)力集中分布于底座和前后連值產(chǎn)生于前排柱

7、窩前后的主筋板上，最大應(yīng)力為３５３．７２桿鉸接位置以及蓋板和柱窩周圍，最大值產(chǎn)生于右前ＭＰａ，小于頂梁材料的許用極限應(yīng)力；頂梁最大位移連桿和底座連接位置下弧度周圍，最大應(yīng)力為９６．７１出現(xiàn)在中間部位，最大位移為４．２６１６ｍｍ，順著兩端ＭＰａ；變形與應(yīng)力相同，最大值位于底座與前后連桿鉸方向依次遞減，整體變形呈現(xiàn)出弓形變化趨勢，但整體接處附近，最大位移為０．２５３ｍｍ。支架底座強度與位移很小。支架頂梁的強度與剛度滿足設(shè)計要求。剛度滿足設(shè)計要求。圖２頂梁等效應(yīng)力云圖和位移云圖圖３掩護梁等效應(yīng)力云