液压支架分析系统软件的开发应用.pdf

总第 1 7 7期 液压支 架分 析 系统软件 的开发应 用 王 雅 潞安机械公司， 山西 长治0 4 6 2 0 4 摘要 文章详细介绍了液压支架分析系统软件的六个模块的功能， 使液压支架 的设计更准确 、 更简单可 靠， 大大降低了设计人员的设计程序。 关键词 液压支架； 分析 系统软件 ； 开发 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 文献标 识码 A 文章编号 1 0 0 5 2 7 9 8 2 0 1 4 0 5 0 0 2 5 0 3 Hy d r a ul i c S u p p o r t An a l y s i s S y s t e m S o ftwa r e De v e l o p me n t W ANG Ya 觚 Ma c h i n e r y C o m p a n y ， C h a n g z h i 0 4 6 2 0 4 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e s i x mo d u l e o f h y d r a u l i c s u p p o a n a l y s i s s y s t e m s o f t w a r e f u n c t i o n i n d e t a i l ， t h e d e s i g n o f h y d r a u l i c s u p p o i s mo r e a c c u r a t e ， mo r e s i mp l e a n d r e l i a b l e， g r e a t l y r e d u c e s t h e d e s i g n p r o g r a m d e s i g n p e r s o n n e 1 ． Ke y wo r d s h y d r a u l i c s u p p o ； a n a l y s i s s y s t e m； d e v e l o p me n t 液压支架分析系统软件是针对 目前 国内液压支 架设计 的关键难题 而开发的一 种软件 ， 是一个 高效 的液压支架辅助设计软件 ， 系统有效地实现 了液压 支架四连杆机构的优化和仿真 、 整架空间力学分析 ， 结构件 、 立柱以及非主体结构件的强度校核等功能 ， 从而使设计人员从 繁琐 的计算 中解脱 出来 ． 极 大地 提高了支架设计效率 ， 对提高支架设计智能化水平 ， 降低人工强度 ， 提高支架各部件的可靠性等具有重 要的实用意义。该项 目采取 了以下三种措施 ①通 过对液压支架连杆机构运动分析， 利用迭代 的程序 算法 ， 以液压支架升 、 降过程中的顶梁前端横 向位移 最小为 目标 。 从而求解 出最优的液压支架连杆机构 参数 ； ②模拟液压支架型式各检验工况构建 支架空 间力学模型方程组 ． 使支架各部件力学数据尽 可能 接近支架井下实际 ③运用理论力学和材料力学知 识 ， 同时结合弹性力学中． 关于腔室结构体扭转应力 的求解方法 ， 研究 液压支架结构件应力计算 的计算 机程序算法 ， 开发液压支架结构件的应力分 析与计 算软件。 液压支架分析系统 由六个模块组成 连杆优化 设计模块 、 连杆运 动仿真模块 、 支架受力分析模块 、 结构件强度校核模块 、 立柱千斤顶强度校核模块 和 非主体件强度校核模块。 1 连杆优化设计模块 连杆优化设计模块是针对在 目前液压支架设计 中， 四连杆机构参数确定 的复杂性而设计 的。模块 对用户来说 只是一些 原始参数 的确定 ， 复杂繁琐 的 计算过程交由计算机后台进行处理。同时该模块操 作流程直观 、 简洁 ， 计算结果全面精确 ， 并提供生动 的运动仿真过程。因此 ， 该 连杆轨迹优化模块能够 为提高液压支架四连杆机构参数设计的质量和效率 起到极其重要的作用。 1 ． 1 连杆优化设计模块界面 进入液压支架分析系统 主界面 ， 单击左侧控制 树菜单下连杆优化设计模块 ， 进入连杆优化设计界 面 ， 如 图 1所示 。 1 ． 2四连杆优化设计 1 ． 2 ． 1 支架 总体参数 在对支架 四连杆进行优化时 ， 需要输入支架 的 最大和最小支护高度 、 顶梁高度 L M、 支 架顶梁允许 的最大横向摆动范围和掩护梁允许 的与水平面的最 大和最小的夹角。支架的最大和最小支护高度是根 据煤层的厚度 和机采高度等来确定 。顶 梁高度 埘 指掩护梁与顶梁铰接孔 中心线到顶梁上平面的距离。 支架顶梁允许的最大横向摆动范 围和掩护梁允 收稿 日期 2 0 1 3 1 2 - 3 0 作者 简介 王雅 1 9 7 2一 ， 女 ， 山西永济人 ， 工程师 ， 从事技术管理工作 。 2 5 2 0 1 4耳5月 唐辉雄等 基点气压计法在矿井通风阻力测定中的分析 第2 3卷 第5期 上接第 2 7页 3 输入计算 条件栏 内参数 ， 参数可 以从支架 受力分析中的技术参数输出的数据 中查到 ； 4 计算 ； 5 对数据结果进行后处理导出计算结 果 。 5 立柱千斤顶强度校核模块 立柱是液压支架支 持煤层最重要 的承重部件 ， 因此对液压支架立柱进行科学 的理论计算就显得尤 为重要。该模块就是针对 目前立柱设计过程 中存在 的难题而开发的专用计算软件 ， 该软件操作简单 ， 根 据图示确定计算条件后， 即可求 出立柱各危险点 的 应力及安全系数情况 ， 这些为液压支架立柱 的设计 带来极大的便利。 立柱千斤顶强度校核模块计算步骤主要有 1 计算类型的选择 。该系统提供单伸缩立柱 和双伸缩立柱两种类型立柱的计算方式 ． 在控制树 空 白处 ， 用户可以通过启动界面新建 文件 和单击 鼠 标右键选择属性两种方式 ， 进人到支 架属性选择界 面 ， 在立柱类型中选择分析立柱的类型。 2 立柱计算。单击控制树 中的立柱千斤顶强 度校核按钮 ． 进入到立柱千斤顶分析界面。 进入分析界面后 ， 用户需要填写立柱 的计算条 件 立柱几何参数和物理参数 ， 完成后单击计算按 钮， 系统将计算立柱的受力情况， 并把结果输出。 3 结果处理。计算完成后 ， 立柱强度校核界 面中导出按钮将会变为黑色 ， 单击导出按钮 ， 系统则 把计算结果导出为 E X C E L文件。 6 非主体结构件强度校核 非主体件强度校核模块能够完成对液压支架前 梁、 侧护板 、 推移机 构、 护帮、 销轴 、 耳板 和底调千斤 顶等的强度校核 ， 快速 、 准确地得到液压支架非 主体 件的强度数据。 进入液压支架分析系统界面后 ， 单击控制树 中 的非主体强度校核模块 ， 则进入非 主体件模块 主界 面， 在模块下列 出 了前梁强度 校核 、 侧护板抗 弯设 计 、 推移机构强度设计 、 护帮强度校核 、 销轴耳板强 度校核和底调千斤顶抗弯设计等六个功能。用户可 以通过单击控制树中的功能模块或者点击显示界面 上部的功能按钮来进入需要计算的功能界面。 7 结语 液压支架分析系统是一个高效 的液压支架辅助 设计软件 ． 系统有效地实现了液压支架 四连杆机构 的优化和仿真 、 整架空间力学分析 ， 结构件 、 立柱 以 及非主体结构件的强度校核等功能 ， 从而使设计人 员从繁琐的计算中解脱 出来 ， 极 大地提高 了支架设 计效率。 [ 责任编辑 路方] 5 3