ZY8800-22-45D型液壓支架有限元分析及強(qiáng)度優(yōu)化.pdf

1、液壓支架作為實(shí)現(xiàn)綜采高產(chǎn)高效的三大設(shè)備之一，其可靠性和壽命要求較高。其頂梁、掩護(hù)梁、底座、連桿等結(jié)構(gòu)件的損壞問題，直接影響到液壓支架的可靠性和壽命。
　　本課題以 ZY8800/22/45D兩柱掩護(hù)式液壓支架為例，對其進(jìn)行工況分析。通過對國內(nèi)外三種液壓支架試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的分析對比，編制了《ZY8800/22/45D液壓支架型式試驗(yàn)規(guī)范》，為ZY8800/22/45D支架有限元分析設(shè)定受力邊界條件提供了理論依據(jù)。在采用SolidWorks

2、建立支架三維力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，通過CosmosWorks進(jìn)行有限元分析，模擬支架在不同工況下的受載情況，根據(jù)各部位的應(yīng)力及位移分布情況，找到支架總體及各結(jié)構(gòu)件應(yīng)力危險區(qū)以及機(jī)械結(jié)構(gòu)中剛度薄弱的部位，進(jìn)行了支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化。并通過與進(jìn)口 DBT同類型支架進(jìn)行了對比，確定了支架結(jié)構(gòu)件不同強(qiáng)度鋼板的材料配比，使支架的受力情況和強(qiáng)度有所改善，在減小支架重量及制造成本的同時，滿足了用戶及實(shí)際使用要求，有效縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造周期并合理降低成本。

3、>　　結(jié)構(gòu)優(yōu)化后制造的樣機(jī)經(jīng)受了40000萬次壓架試驗(yàn)（國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的1.5倍）。煤礦井下使用情況正常，安全可靠，保證了礦區(qū)采煤工作的正常進(jìn)行，達(dá)到了技術(shù)合同的要求。通過本課題的研究，得出了以下結(jié)論：
　　1、支架的最高強(qiáng)度分布表現(xiàn)為局部性、區(qū)域性存在，呈“應(yīng)力集中”現(xiàn)象。因此，從節(jié)約成本考慮，無需整套支架都采用高強(qiáng)度的鋼板，而是在關(guān)鍵受力部位施以強(qiáng)度較高的板材或者加厚處理；
　　2、所有工況下，柱窩附近的應(yīng)力值都較高。耳板處局

4、部區(qū)域由于接觸作用的結(jié)果，其應(yīng)力和剪切力都較大，因此柱窩附近及耳板處局部區(qū)域應(yīng)著重加強(qiáng)考慮；
　　3、頂梁扭轉(zhuǎn)/底座兩端集中加載、水平加載、頂梁側(cè)護(hù)板彎曲/底座扭轉(zhuǎn)這三種工況較惡劣。在兩柱掩護(hù)式液壓支架的受力分析中應(yīng)根據(jù)支架的實(shí)際使用情況重點(diǎn)注意這幾種工況的分析結(jié)果。
　　雖然本課題是針對ZY8800/22/45D支架進(jìn)行研究的，但其中三維建模與有限元分析的方法可以推廣到其它類型液壓支架的受力分析中，故本文的研究方法及其結(jié)論