ZY9000型掩護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備，是現代采煤技術中的關鍵設備之一，承擔著保護工作面采煤安全及煤機推溜的重要作用。
　　液壓支架主要由頂梁、立柱、掩護梁、底座和推移裝置組成。每種型號的液壓支架在設計完畢后均需依據模擬工況進行測試，所以一般情況下，液壓支架主要部件不存在強度不夠的問題。但是模擬的工況并不能真實體現礦井中的實際受力。井下因頂板、底板及圍巖等多重因素導致，液壓支架的受力極其復雜。已經出現過幾起因頂板突然冒落等導致的液壓支架

2、爆缸或主要結構件受損的事故。雖然此類事故出現概率沒有諸如密封圈損壞、液壓閥故障、液壓缸漏油等問題頻繁，可一旦出現問題，便會導致極其嚴重的后果，造成人員傷亡或設備損壞。
　　本論文以ZY9000/22/45D型兩柱掩護式液壓支架為研究對象，對液壓支架主要結構件進行力學分析，以分析結果為依據進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)性壓力時予以支撐和保護作用。雙伸縮式立柱伸縮

3、量大，調整方便，但是結構較復雜。并且雙伸縮立柱的相對強度較低。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。當中缸壓力突發(fā)性增大時，耐腐蝕的內外層材料會在高壓下形變，造成液壓支架立柱中缸變形，導致立柱失效，在嚴峻條件下，甚至會產生爆缸的現象，造成嚴重的人員傷亡。產生此類現象的原因有多種，可能是安全閥溢流太小，或者達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，當頂板突然來壓時，雙伸縮立柱的外缸和中缸

4、內壓力激增，但安全閥未來得及打開或溢流量不夠，出現脹缸現象，甚至造成永久的立柱塑性變形，導致其失效。本文除了對液壓支架的主要結構件進行有限元分析，還以雙伸縮立柱為研究對象，得出立柱在額定載荷和偏載時的應力、形變和安全系數，并根據結果對立柱進行優(yōu)化處理，以達到安全高效的目的。
　　本論文以ZY9000/22/45D型兩柱掩護式液壓支架為研究對象，但研究的思路和方法適用于其他型號的液壓支架。對于液壓支架的改進和優(yōu)化設計具有一定應用價值