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文 章 编 号 1 6 7 2 01 2 1 2 0 1 2 o 4 0 0 4 3 0 2 Z Y 1 2 0 0 0 ／ 2 8 ／ 6 4 D型大采高液压支架有限元分析 李晓 ，雷 步 芳 ，闰 红 红 ，刘 志 奇 太原 科技 大 学 ， 山西 太 原 0 3 0 0 2 4 摘 要 本 文 以 Z YI 2 0 0 0 ／ 2 8 ／ 6 4 D 型 两柱掩 护式 大采 高 液 压 支 架为 研 究对 象 ， 采 用 P r o ／ E三维 建 模 软件 和 ANS YS有 限元分 析软 件相 结合 的方 式 ， 模 拟 支架 在 顶梁 受偏 载且 底 座 两端加 载和 顶 梁扭 转加 载且 底座 两端 加 载 的两种 恶劣工况 下 的 受力状 况 ，通 过 对计 算结果 的分 析 ，得 到 了支架在 这 两种工 况下 的应 力和应 变规 律 ， 为 支 架 的优 化 提 供 参 考 。 关 键 词 机 械 设 计 ； 液 压 支 架 ； 有 限 元 分 析 ； 应 力 ； 应 变 中 图 分 类 号 T D3 5 5 ． 4 文 献 标 识 码 A 1前 言 近 年来 ， 大 采 高综 采 技 术作 为 回采 3 ． 5 ～ 6 ． O m厚 煤 层 实 现 高 产 高 效 的途 径 ，在 我 国许 多 矿 区 正 逐 步 推广 应用 l 】 l。采 高增 大使 工作 面上覆 岩层 断 裂 、 垮 落 后 产 生 的 自由空 间增 大 ， 岩 层 断裂 、 垮 落 过 程 延 长 ， 动 载加 剧 ， 工 作 面基本 顶来 压更 加强 烈 ， 而作 为 大采 高综 采工 作 面关 键设 备 的大采 高液 压支架 ，出现 问 题 的几 率也远 大 于一般 采 高 的液 压 支架 J 。本 文 以 P r o ／ E j 维 建 模 软 件 和 ANS YS有 限 元 分 析 软 件 相 结 合 的方式 ， 利 用数值 模 拟技 术 ， 模 拟 支架在 顶 梁受 偏 载且 底座 两端 加 载和顶 梁扭 转加 载且 底座 两 端加 载 的两 种恶 劣工 况 下的受 力状 况 ， 总结 支架 的应 力 、 应 变规 律 ， 为支 架优化 提 供参 考 。 2液 压 支 架 有 限 元 分 析 2 ． 1液 压 支 架 j 维 模 型 的 建 立 由 于 液 压 支 架 的 某 些 结 构 比 较 复 杂 ， 在 ANS YS 前 处 理 中建模 比较 难 ，本 文 通 过对 P r o ／ E与 AN S YS做 一 定 的设 置 实 现 它 们 的无 缝 连 接 ，之 后 在 P r o ／ E软件 中建立 支架 的j维模 型导入 ANS YS软件 中 。 液压 支 架 的 主要 承 载 结 构 为顶 梁 、掩 护梁 、 连 杆 、 底 座 、 立 柱 和 平 衡 千 斤 顶 。 由 于 支 架 结 构 比较 复 杂 ， 考 虑 到节 约计算 成本 ， 在不 影 响计算 精 度 和不对 主 要 结 构 件 的 受 力 状 况 产 生 较 大 影 响 的 前 提 下 ， 支 架 必 须进行 合 理 的简化 。液 压支 架建模 时 的简化 原 基金项 目 晋城 市科技攻关 资助项 目 2 0 1 0 1 0 1 1 收稿 日期 2 0 1 2 0 3 1 5 作者简介 李晓 1 9 8 7 一 ， 男 ， 硕士在读 则 如 下 1 建 模 时忽 略焊缝 ， 将结 构件 作 为一个 整体 建 模 ； 2 液 压 支 架 部 件 轴 心 的距 离 和 位 置 不 改 动 ， 主 要 部件 和零 件 的尺寸 不改 动 ； 3 保 留危 险部位 的细节结 构 ； 4 略 去工 艺结构 、 不 重要 区 的小 孑 L 及小 尺寸 结 构 ； 5 忽 略对 支架受 力影 响不 大 的零 件 ， 如挡 销 座 和 吊环 等 ； 6 将平 衡 千斤顶 简化 为不 能伸 缩 的实体杆 件 。 根 据 以 上 简 化 原 则 ，在 P r o ／ E 中 分 别 建 立 了 液 压 支架 各金 属构 件 的三维模 型 ，装 配后 得到 了液 压 支 架 的 三 维 模 型 ， 如 图 1所 示 。 图 1 液压支架 实体模型 1 ． 顶梁2 ． 掩护梁3 ． 连杆4 ． 底座 文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 2 1 2 0 1 2 0 4 0 0 4 5 ～ 0 2 大 型 焊 接 件 的 组装 工 艺探 讨 程玉 。黄家仕 徐 州压 力机械 有 限公 司 ， 江苏 徐 州 2 2 1 0 0 4 摘要 叙 述 了大 型焊接 件 的一 种装 配 与定 位 方法 ， 解决 了传 统装 配 工艺 的 问题 ， 安装 简便 ， 装 配精度 高 。 关键 词 机械 制造 ； 焊接件 ； 装 配工 艺 ； 锥 杆 ； 锥套 中 图 分 类 号 T G3 1 5 ． 4 文 献 标 识 码 B 1引 言 随着 机 械 工 业 的 快 速 发 展 ， 汽 车 、 核 电 、 造 船 、 军 收稿 日期 2 0 1 2 0 3 3 1 作者简介 程玉 1 9 7 4 一 ， 男， 工程师， 从事锻压液压机设计研发 工等许 多行 业 对大型 锻 压装备 的需 求增 多 。机器 装 配 过程 中 ， 小 型焊接 件 的定位 大多采 用单 键 定位 ， 大 型焊 接件需 采 用双键 ， 有 的还 采用 三键 或 四键 。 装 配 过程 中所 有 的键 槽 必须 同时对 准 。 由于焊 件外形 大 ， 重 量 大 ， 键 槽 多 ， 装配 非 常不方 便 。另外 由于加工 精 -． 一 一 一● _ _ 一⋯_ ■ _． _ a 应力云图 一 ● - ⋯ ● 啦 一l ⋯ b 位移 云图 图 5 顶梁扭转加载且底座两端加载应力与位移云 图 顶梁 上位 移变 化较 大 ， 掩 护梁 、 四连杆 及底 座 位移 变 化不 大 ， 各 金 属构件 从 上到下 顶 梁一 掩护 梁一 四连 杆一 底座 最 大位 移逐 渐变小 ，这与 顶梁 受偏 载且 底 座两端 加 载工况 下液 压支 架位 移变化 规律 类似 。 3结 论 1 在上 述两 种恶 劣工 况下 ， 大采 高液 压支 架 的 应 力均 呈现 分布不 均 ， 存在应 力 集 中现象 ， 某些 部 分 应力 集 中现象 严重 ，所 受最 大应 力 已超过 所选 材料 的屈服极 限 ， 应另选 材 料或适 当改进 此部分 的结 构 。 2 为降 低 成本 ， 不必 全 部 选用 高 强 度钢 板 ， 可 根 据有 限元 分析 的结 果合理 配 置材料 。 【 参 考文献 】 [ 1 ] 夏均民． 大采高综采围岩控制与支架适应性研究[ D ] ． 山东科技大 学硕士论文 ， 2 0 0 4 ． [ 2 ] 王国法．液压 支架技术[ M] ． 北京 煤炭工业 出版社 ， 1 9 9 9 ． [ 3 】 鲁翅． 大采高综 采液压支架发 展现状研究[ J l_ 科技资讯 ， 2 0 0 9 ， 3 ． Fi ni t e e l e me n t a n a l y s i s o f ZY1 2 0 0 0 ／ 2 8 ／ 6 4 D mo de l h i g h hy dr a u l i c s u ppo r t f o r mi ni ng LI Xi ao， LEI Buf ang， YAN H o ng hong， LI U Zhi qi T a i y u a n Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c hn o l o g y， Ta i y u a n 03 0 0 2 4，S h a n x i Ch i n a Ab s t r a c t Ta k i ng t he ZY1 2 0 00 ／ 28 ／ 6 4D 2-c o l u mn s hi e l d h i g h h y dr a u l i c s u pp o r t f o r mi ni n g a s a n s e a r c h s u b j e c t ，b y c o mb i n i n g t h e P r o ／ E 3 D mo d e l i n g s o f t wa r e w i t h t h e ANS YS f i n i t e e l e me n t a n a l y s i s S wa r e ， t he f o r c i n g s i t ua t i o n o f t h e s up p o a u n d e r t wo m e a n c o n d i t i o n s ha s be e n s i mu l a t e d， wh i c h i n c l u e c c e n t r i c l o a d i n g o n c a n o p y l o a d i n g o n b o t h b a s e e n d s a nd t o r s i o n l o a di ng o n c a n o p y l o a d i n g b o t h b a s e e nd s ． By a na l y z i n g t h e c a l c u l a t i o n r e s u l t s ， t h e s t r e s s a n d s t r a i n r u l e s o f t he s up p o u n de r t wo a b o v e s i t u a t i o n s ha v e b e e n o b t a i ne d，wh i c h p r o v i de s r e f e r e n c e fo r o p t i m i z a t i o n o f t h e s u p po r t ． K eyw or ds Hydr a ul i c s uppor t ； Fi ni t e e l ement a na l ys i s ； St r es s ； St r ai n
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