放顶煤液压支架主要结构件的力学性能研究

放顶煤液压支架主要结构件的力学性能研究

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文集编号: 2015012105439

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文档介绍

强力型放顶煤支架是适用于高顶板压力下放顶煤开采、工作阻力在5200~8000MPa的一种新型液压支架,是实现特厚煤层安全、高效开采的重要设备,该类型支架对于我国综采放顶煤技术的推广应用有巨大的推进作用,是我国煤炭生产可持续发展的有力保证。由于该型液压支架用于顶板压力大、工况复杂的采煤工作面,所以对其顶梁、底座等主要部件的强度有特殊的要求,加之支架上有些结构特殊,采用传统的计算方法很难获得其工作过程的载荷特征。因此,利用现代设计理论和方法对强力型放顶煤支架的主要部件进行分析研究,搞清其承受载荷条件下以及复杂工况下的机械性能,对于掌握该型支架主要部件上的薄弱环节、改进支架设计、完善支护性能有重要的理论意义和实用价值。本文以ZFS8000/23/37型强力型放顶煤支架为例,通过对各零件间的简化、支架各部件接触面的处理,在UG环境下构建了该支架的三维实体模型,通过HyperMesh进行网格划分,利用OptiStruct求解器对支架进行了有限元分析。为模拟该支架在特殊工况下的机械性能,分别考虑了支架的三种不同载荷状态,通过加载试验,仿真得到了不同工况下该支架顶梁、底座、掩护梁等主要部件的位移云图和应力分布图。在此基础上,利用ANSYS软件对支架的顶梁和底座进行了动力学模态仿真分析,获得了顶梁和底座的模态振型。本文采用的研究方法和所得结论,为强力型放顶煤支架的动态分析和改进设计提供了手段和理论依据。

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