液壓支架雙伸縮立柱的受力分析及有限元分析.pdf

1、液壓支架作為綜合機(jī)械化采煤的三大設(shè)備之一，其中立柱作為重要零部件，承擔(dān)了承載和調(diào)高的作用。雙伸縮立柱可調(diào)長(zhǎng)度范圍大，屬液壓無(wú)級(jí)調(diào)高，常用于薄煤層和大采高支架上，當(dāng)支架收到突發(fā)性受力時(shí)，往往會(huì)使立柱承受很大的壓力，其中中缸相對(duì)強(qiáng)度最低，其表層又涂有鍍鋅層，以增加耐腐蝕性，當(dāng)中缸液壓力突然增大時(shí)，會(huì)使中缸材料發(fā)生明顯形變，就會(huì)引起鍍鋅層的磨損，進(jìn)而加劇中缸磨損以及出現(xiàn)泄漏問(wèn)題，有時(shí)甚至發(fā)生爆缸現(xiàn)象。所以本課題將重點(diǎn)放在支架立柱的受力分析，尤

2、其是中缸的受力分析。
　　 本課題以ZY24/6812000型掩護(hù)式液壓支架為例，先對(duì)液壓支架進(jìn)行類(lèi)型及工作原理的介紹，對(duì)立柱進(jìn)行簡(jiǎn)化模型的理論力學(xué)計(jì)算，利用UG軟件進(jìn)行立柱各部件幾何模型的建立及裝配，便于之后ANSYS分析時(shí)導(dǎo)入。對(duì)立柱進(jìn)行數(shù)學(xué)模型分析，得到中缸和底缸在沖擊載荷作用下的內(nèi)壓函數(shù)，分析各個(gè)參數(shù)對(duì)于缸體內(nèi)壓的影響，之后通過(guò)運(yùn)用AMEsim軟件建立液壓支架整體回路圖，對(duì)立柱部分進(jìn)行整體仿真及瞬態(tài)分析，在外部沖擊力載荷

3、下，立柱的受力變化情況，得出中缸、底缸內(nèi)部壓力曲線，進(jìn)行分析，為下一步有限元分析做好鋪墊，并提供可靠的力學(xué)依據(jù)。在ANSYS中將模型導(dǎo)入，分析AMEsim中得到壓力曲線圖最大值和2倍中心載荷受力下缸體的應(yīng)力、應(yīng)變情況，得到應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D，并得到中缸外層（鍍鋅層）和內(nèi)層（缸體）的最大應(yīng)變，分析兩者應(yīng)變值是否超出0.2％屈服極限。
　　 仿真結(jié)果表明:支架在受到?jīng)_擊載荷時(shí)，立柱內(nèi)腔壓力變化波動(dòng)明顯，中缸內(nèi)腔壓力最大值為125MPa，底

4、缸內(nèi)腔壓力最大值為70MPa。中缸應(yīng)力明顯大于外缸應(yīng)力，由于中缸尺寸較小，而內(nèi)腔壓力較大。最外層材料應(yīng)變較大，在沖擊力作用下形變率超過(guò)0.2％，受到2被中心載荷作用下，中缸最外層材料應(yīng)變率亦達(dá)到0.24％，超過(guò)材料通常屈服極限0.2％。因而中缸容易出現(xiàn)漲缸。
　　 本文通過(guò)對(duì)ZY24/6812000型掩護(hù)式液壓支架立柱的受力分析研究，根據(jù)相關(guān)理論和實(shí)際情況，對(duì)立柱的結(jié)構(gòu)及受力情況進(jìn)行了詳盡的分析，為保證液壓支架的穩(wěn)定工作、綜采工