浅析煤矿用液压支架轻量化设计

1、浅析煤矿用液压支架的轻量化设计浅析煤矿用液压支架的轻量化设计PAGEPAGE6浅析煤矿用液压支架的轻量化设计PAGE浅析煤矿用液压支架的轻量化策划纲要对于我国煤矿开采工作来讲，液压支架是这一工作张开的要点设施之一，其不单直接关系着煤矿开采作业的安全，更直接影响采煤综合效率。在笔者的检查中发现，两柱掩护式液压支架是我国煤矿开采中运用最多的液压支架，其自己拥有着结构简单、可靠性高、坚固性好等上风，而为了进一步提高这一液压支架的适用性，本文就两柱掩护式液压支架的轻量化策划进行了详确研究，期盼能够在变低其自己生产本钱、制造周期的同时，提高这一支架的综合性能。要点词液压支架煤矿用轻量化中图分类号：TD3

2、55.4文件表记码：A文章编号：1009-914X（2016）24-0107-01前言：在我国当下及今后的很长一段时间，煤炭都将是我国工业生产与平时生活的首要能源，为此我国煤炭开采业就必要不断晋级自己的开采技术与开采设施。在本文的研究中，笔者致力于达成两柱掩护式液压支架的轻量化发展，并期盼能够以此为我国煤炭开采供应较为给力的支撑。1.煤矿用液压支架归纳为了能够对煤矿用液压之间进行较好的轻量化策划，我们开始就需要深刻认识液压支架，结合相关文件资料笔者将煤矿用液压支架界说为“控制采煤工作面所受的矿山压力，支护矿井顶板，间隔采空区阻挡矸石进入工作面，保障安全的工作空间，并能推移其他综采设施的煤炭综采

3、工作面配套的支护设施”1。对于煤矿用液压支架来讲，其首要由承载结构件、实行元件、控制元件、辅助安装等四大多数组成，这一部辩白解首要依据各部分的不同样样功能与功能。详确来讲，在煤矿用液压支架的承载结构件中，其首要由底座、连杆、尾梁、顶梁、掩护梁和护帮安装等详确零件组成，承载结构件属于这一煤矿用液压支架的首要机械结构;而实行元件这一部分，其首要包括立柱和其他各样千斤顶，这一部分在所有煤矿用液压支架中发挥辅助效率;而在控制元件部分中，这一部分首要包括液压系统控制阀、间隔阀和各样筹备阀;而辅助安装部分则首要包括护帮安装、挡矸安装、推移安装、复位安装、照明安装、喷雾安装、防倒防滑安装等2。2.液压支架轻

4、量化策划2.1煤矿用液压支架的拓扑优化所谓煤矿用液压支架的拓扑优化，指的是在结构策划区域计算出最正确的形状和最优的资料散布，以此达成轻量化策划的一种优化策划方式，这一优化拥有着策划自在度与设计空间较大的优点，这也使得这类策划的轻量化奏效较为明显，其自己拥有着发展远景广阔但受当下制造工艺限制的特点。优化目标在本文所进行的煤矿用液压支架拓扑优化中，笔者选择了有限元软件Abaqus，这一软件是这类问题计算最为正确的软件之一，结合这一软件笔者就将对两柱掩护式液压支架进行详确的拓扑优化，以此达成这一煤矿用液压支架的轻量化策划追求。在这一优化经过中，我们开始需要判断这一优化的目标，即支架整体应力最小，这样

5、我们就能够够获得优化目标函数。优化变量在判断这一煤矿用液压支架的拓扑优化目标后，我们还需要判断其优化变量，这一优化变量首要包括支架的结构特点、生产特质、采用顶梁的下外面中部、掩护梁的下外面以及内部结构为拓扑优化地域等方面，由此我们就能够够获得优化变量的取值限制：“”3。拘束条件在这一煤矿用液压支架的拓扑优化的变量判断后，我们还需要判断这一优化的拘束条件，即应力拘束与体积拘束两个部分，结合笔者查找的相关权利文件资料，笔者以为拘束支架整体结构的应力不高出660MPa，而拘束优化后体积最大为原始体积的0.96倍，结合这些信息，我们就能够够得出体积拘束的拘束条件为，应力拘束的条件为。优化结果结合Aba

6、qus有限元软件得出了如图1所示的支架新建采集模型。为了考据这一最后得出的支架新建采集模型的整体性能，笔者对这一模型的支架强度分析各工况的最大应力值进行认识析，这一分析得出了优化后支架各工况的最大应力值仍在极限限制内，而其自己质量变低了1.0046103Kg，由此我们能够得出这一拓扑优化在保证液压支架性能的同时使得两柱掩护式液压支架达成了3.018%的轻量化。2.2煤矿用液压支架的尺寸优化除了拓扑优化外，我们还可以够够经过尺寸优化的方式达成两柱掩护式液压支架的轻量化策划，这一策划笔者选择了HyperMesh与HyperStudy软件进行结合优化，开始笔者确定了的优化目标，这一目标的目标是液压支

7、架整体质量最小。而在优化变量的选择中，笔者首要对煤矿用液压支架的顶梁、掩护梁、连杆、底座等零件进行了支架优化策划变量的采用限制总结，而结合上文中拓扑优化同样的拘束条件，我们就能够够在HyperMesh软件中设置好参数，经过同时使用Abaqus求解器进行计算，得出这一煤矿用液压支架的尺寸优化结果，同样介于篇幅原因这里错误这一结果进行详确描绘，但将这一结果与尺寸优化前的液压支架进行比较，我们依旧能够发现液压支架的最大应力值处于资料的强度极限限制内，而这一尺寸优化使得两柱掩护式液压支架的重量减少了0.7244103Kg，由此我们能够得出这一尺寸优化在保证液压支架性能的同时使得两柱掩护式液压支架达成了

8、2.244%的轻量化。2.3拓扑优化与尺寸优化相结合结合上文中我们对两柱掩护式液压支架进行的拓扑优化与尺寸优化，我们能够清楚的发现这两种优化的轻量化数值辩白为3.018%与2.244%，这一轻量化结果显然不能够够够较好的知足我们需要，为此笔者对这一两柱掩护式液压支架先后进行了拓扑优化与尺寸优化，这一优化使得两柱掩护式液压支架的重量变低了1.729103Kg，这表示了这一拓扑优化与尺寸优化相结合的方式使得两柱掩护式液压支架的轻量化抵达了5.195%，而这一优化后支架资料强度限制依旧符合划定，由此我们就能够够得出这一轻量化策划已经能够用于两柱掩护式液压支架实质生产的结论。结论：在本文进行的煤矿用液压支架轻量化策划中，笔者前后对两柱掩护式液压支架进行了拓扑优化与尺寸优化，并最后经过两种优化结合的方式较好的达成了煤矿用液压支架的轻量化策划，这一策划由于经过了数据考据，拥有着较高的可行性，笔者以为其能够在必然程度上推动我国煤矿用液压支架轻量化的相关发展。参照文件：周谦.ZY10000/22/45D矿用液压支架液压系统的策划与仿真D.西安科技大学，2014.张燕.丰田生产方式在液压支架总装线上的运用D.西安科技大学，20