ZY9000型掩護(hù)式液壓支架有限元分析.pdf

1、液壓支架作為綜采工作面的重要設(shè)備，是現(xiàn)代采煤技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，承擔(dān)著保護(hù)工作面采煤安全及煤機(jī)推溜的重要作用。
　　液壓支架主要由頂梁、立柱、掩護(hù)梁、底座和推移裝置組成。每種型號(hào)的液壓支架在設(shè)計(jì)完畢后均需依據(jù)模擬工況進(jìn)行測(cè)試，所以一般情況下，液壓支架主要部件不存在強(qiáng)度不夠的問(wèn)題。但是模擬的工況并不能真實(shí)體現(xiàn)礦井中的實(shí)際受力。井下因頂板、底板及圍巖等多重因素導(dǎo)致，液壓支架的受力極其復(fù)雜。已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)幾起因頂板突然冒落等導(dǎo)致的液壓支架

2、爆缸或主要結(jié)構(gòu)件受損的事故。雖然此類事故出現(xiàn)概率沒(méi)有諸如密封圈損壞、液壓閥故障、液壓缸漏油等問(wèn)題頻繁，可一旦出現(xiàn)問(wèn)題，便會(huì)導(dǎo)致極其嚴(yán)重的后果，造成人員傷亡或設(shè)備損壞。
　　本論文以ZY9000/22/45D型兩柱掩護(hù)式液壓支架為研究對(duì)象，對(duì)液壓支架主要結(jié)構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)分析，以分析結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行支架三維模型建立，從而有限元分析。立柱是液壓支架上承載頂板重量的主要元件，可在液壓支架受到巨大突發(fā)性壓力時(shí)予以支撐和保護(hù)作用。雙伸縮式立柱伸縮

3、量大，調(diào)整方便，但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。并且雙伸縮立柱的相對(duì)強(qiáng)度較低。由于雙伸縮立柱的中缸需要較高的耐腐蝕性，故在其表面涂有防腐蝕材料。當(dāng)中缸壓力突發(fā)性增大時(shí)，耐腐蝕的內(nèi)外層材料會(huì)在高壓下形變，造成液壓支架立柱中缸變形，導(dǎo)致立柱失效，在嚴(yán)峻條件下，甚至?xí)a(chǎn)生爆缸的現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的人員傷亡。產(chǎn)生此類現(xiàn)象的原因有多種，可能是安全閥溢流太小，或者達(dá)到溢流壓力但安全閥仍不溢流，安全閥靈敏度低，或者是系統(tǒng)管路堵塞，當(dāng)頂板突然來(lái)壓時(shí)，雙伸縮立柱的外缸和中缸

4、內(nèi)壓力激增，但安全閥未來(lái)得及打開(kāi)或溢流量不夠，出現(xiàn)脹缸現(xiàn)象，甚至造成永久的立柱塑性變形，導(dǎo)致其失效。本文除了對(duì)液壓支架的主要結(jié)構(gòu)件進(jìn)行有限元分析，還以雙伸縮立柱為研究對(duì)象，得出立柱在額定載荷和偏載時(shí)的應(yīng)力、形變和安全系數(shù)，并根據(jù)結(jié)果對(duì)立柱進(jìn)行優(yōu)化處理，以達(dá)到安全高效的目的。
　　本論文以ZY9000/22/45D型兩柱掩護(hù)式液壓支架為研究對(duì)象，但研究的思路和方法適用于其他型號(hào)的液壓支架。對(duì)于液壓支架的改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)具有一定應(yīng)用價(jià)值