液压支架虚拟压架试验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第15卷第4期(总第95期)煤矿开采Vo1．15No．4(SeriesNo．95)2010年8月CoalminingTechnologyAugust2010液压支架虚拟压架试验研究郑兰芳(1．1{J『q人I屯武装臀察部队学院，河北廊坊065000；2．两安科技大，陕西安710054)[摘要]压架试验是检测液压支架设计是否合理，液压支架是否可以投入生产的必要手段。传统的液压支架压架试验耗时耗材，应用有限元方法模拟压架试验工况，计算得到数据较多，提高液压支架设计水平。此方法结合某型号液压支架

2、的传统压架试验，得到结果比较满意，可以推广。[关键词]液压支架；虚拟；压架试验；有限元分析[中图分类号]TD355．41[文献标识码]B[文章编号]1006—6225(2010)04-0090-03ResearchonVirtualCrushingTestforPoweredSupport液压支架架型和参数的选择取决于开采煤层的1．2强度试验地质条件、生产能力规模以及相配套的采煤机和刮液压支架的试验以MT312—2000《液压支架通板输送机等设备。传统的液压支架设计主要采用经用技术条件》为依据，主要试验内容包括外观质验设计

3、和类比设计来进行，支架设计完成后，试制节检测、操作性能检测、密封性能检测、支护性能样机，然后依据中华人民共和罔煤炭行业标准检测、强度试验_不11耐久性试验。强度试验的加载方MT312—2000《液压支架通用技术条件》，进行压式包括顶梁两端集巾载荷、顶梁扭转、顶梁偏载、架试验，压架试验通过，证明设计合格可以量产；顶梁中部集巾载荷、底座两端集中载荷、底座扭若不合格则要修改设计图纸，再生产样机，进行转、柱窝加载、顶梁加载等。根据多年多次压架试架试验，如此反复。虚拟试验方法，是在产品设计验情况，矢¨道液压支架最危险的受力工况为顶梁

4、偏阶段，在计算机中模拟压架试验工况，进行有限元载、顶梁扭转、底座扭转。仿真分析，全面地了解支架结构的应力、应变和化强度试验时，支架放置在内加载试验台内，试移。根据分析结果，找到应力危险域以及结构t，验台蒯整到支架试验高度。顶粱偏载试验时，支架刚度薄弱的部位，进行数值模型j没汁方案的对比高度为义架最低高度加300mm，其余项目试验时，修改，从而以最短的周期、最低的成本支持产品设支架高度为支架最大高度减去支架总行程的1／3。计，并为进一步改善液压支架结构的受力情况、改对于试验液压支架，最低最高采高分别为1800mm进结构、减小

5、支架重量提供一定的理论依据。和3200ram，因此，顶梁偏载试验高度为2100ram，余试验高度为2733mm。1压架试验研究试验前，测量顶梁上平ff『『，底座侧面的下边缘1．1液压支架模型建立的原始挠曲度，以及顶梁中心线相对底座中心线在j维模型的建过程对比于二维工图纸市H对水平方向f的偏离量。复杂，但是能更好的表达真实的模型构造，冈此，对主体结构件的强度试验有多种工况，试验方使用CAD软件进行三维实体模型设计成为必然趋法为立梓内』J【i载，只对几种极易破坏的加载方式进势。液压支架的三维零件实体模型建完成后，对行研究。1、

6、【殳J2、图3分别列出了顶梁偏载、各个零部件进行虚拟装配。顶梁扭转、底座扭转加载方式。装配过程就可以枪查液压支架静态条件下各零图1巾顶梁偏载加载垫块应具有铰接结构，试件之间是否有干涉，是否合乎设计要求。_女lJ果出现验力为1．1倍的额定L作压力。图2、图3中顶问题，可以根据需要对牛成的零件和特征进行修梁偏载与底扭转试验压力为1．2倍的额定工作压改，直到达到液压支架设训‘要求为止。这种三维模力。3个图中n=150mm；b=200ram；C=型的建立提高了设计效率，是产品快速没计的重要300ram；Ll=1500～2000ra

7、m。途径。进行以上各种试验之后，主体结构件不得有焊[收稿日期]2010—06—22[作者简介]郑兰芳(1977一)，女，河北廊坊人，讲师，西安科技大学，硕士研究生。90学兔兔www.xuetutu.com郑兰芳：液压支架虚拟压架试验研究201O年第4期Q550，柱窝柱帽的材料足ZG27SiMn。表1分别列一I出了Q550，ZG27SiMn材料的力学性能。表1Q550，ZG27SiMn材料的力学性能＼图1顶梁偏载加载约束的定义根据图1～图3中的工况分别设一￡I．置相应的约束，将垫块作为约束边界处理，将所有II垫块的约束郡设置

8、成U，U，U位移移动为0。约束垫垂直平动自由度，这是考虑到块与顶口梁，垫块与底座允分接触，位移很小，几乎等于零——b的缘故；约束挚块侧向平动自由度，这是考虑试验加载时，支架两边都施加约束，约束住了其侧图2顶梁扭转向移动；约束垫块水平平动自由度f／，这是考虑到在强的约束条件下，计算出来的结果偏于保守，一!