WS1．7型液压支架的应力分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第6期(总第151期)机械工程与自动化No．62008年12月MECHANICALENGINEERING＆AUT0MAT10NDec．文章缩号：1672—6413(2008)06—0097—03WS1．7型液压支架的应力分析李蓉，刘混举(太原理工大学机械工程学院，山西太原030024)摘要：对WS1．7型液压支架的顶梁进行了应力测试，通过12000多次的耐久性试验。得出各种试验工况下各测点的最大应力值，并对试验现象及测试结果进行了分析。关键词：液压支架；测点；测试工况；顶梁中图分类号：TG355．4文献标识

2、码：A0引言以下技术特点：①利用计算机的并口实时进行数据传WS1．7型液压支架为德国DBT公司生产的两柱送，与笔记本计算机配合使用，最大程度上满足了对掩护式支架，在神华集团神东煤炭分公司已经使用了便携式仪器的要求，可方便地应用于野外测试；②每11年零4个月，过煤量达3000万吨以上。为了分析研通道包含独立的放大器和A／D转换器，因此所有通道究WS1．7型液压支架的疲劳强度，并预测其剩余寿并行同步采样；③自动平衡包括16位D／A转换器硬命，神华集团公司神东煤炭分公司委托太原理工大学件控制以及软件运算，达到完全清零；④产品模块化进行wS1．7型液

3、压支架的应力测试工作，以了解支架设计，可容易地构成8通道或16通道的动态测试分析在各种试验工况下应力应变的大小，为支架的剩余寿系统；⑤数字磁带机信号记录功能，利用计算机海量命研究提供依据。经过理论分析，在支架的主体构件的存储硬盘，长时间实时、无间断记录多通道信号(8中，顶梁受力最大，因此，本文主要对顶梁进行了应通道同时工作时每通道采样速率可达20kHz)；⑥将任力分析。意两通道的测量数据定义为轴和Y轴，边采样边绘1试验依据与方法制成曲线，完成z—记录仪(滞回曲线)的功能。1．1测试依据测试依据为WS1．7支架压架标准(郑州煤机机械集团有限责任

4、公司)及MT312—92液压支架通用技术条件。1．2测点布置应力测量点应布置在应力比较大的位置和应力变化的关键部位，考虑到结构与载荷的对称性，并根据理论分析和有限元分析结果，确定了顶梁测点布置，见图1。如图1所示，顶梁共布置5个测点，其中3向测点2个(2号和4号)，2向测点3个(1号，3号，5号)，4各测点应变片方向如图2所示，需要测试仪器通道数12个。图1顶梁测点布置1．3测试仪器及系统本次试验采用东华DH5920动态测试数据采集与分析系统(共16通道)，此方案获得数据的同步性较好，可真实反映支架在同一试验条件下的应力、应变情况，为以后的分

5、析提供可靠的数据，而且在支架的耐久性试验中可以进行连续数据采集。(a)4号测点fh)2号测点(c)l号，3号，5号测点东华DH592O动态测试数据采集与分析系统具有图2各测点应变片方向收稿El期：2008—05—04；修回日期：2008—07—04作者简介：李蓉(1983一)．女，山西临汾人，硕士研究生。学兔兔www.xuetutu.com·98·机械工程与自动化2008年第6期1．4试验步骤本次试验仅对这4种工况进行了应力测试分析，完成按照WS1．7支架压架标准进行强度与耐久性试12000次加载试验。各通道试验数据及波形见图3。经验，分9个

6、测试项目，即测试1～测试9。其中，强度应变力计算，各测点的应力分布见图4、图5。测试中每个测试项目采样3次(与每个工况位置加载表1压架试验测试工况3次同步)，耐久性试验中每加载100次采样1次，此工况加载项目垫块位置加载序号次数次试验中，共计采样次数为327次。l顶梁偏载，底座弯曲左侧和右侧2000依据WS1．7型液压支架试验标准，本次压架试验2顶梁弯曲，底座前端加载后和前10000测试工况见表1。3顶粱占加盏．底庳弯f}h左前和右前40004顶梁扭转，底座四点加载左前和右后30002测试结果及现象分析5顶梁侧护板弯曲．底座扭转左前和右后20

7、002．1测试结果分析6顶梁弯曲．底座扭转左前和右后2000本次试验支架高度3950mm，强度试验工作压力7顶粱蛮曲．底座=占加载小垫块左后和右后2000为51．6MPa，并保压300s；耐久性试验工作压力为8顶梁中心加载．底座对称边缘加载外侧与内侧30009顶梁后端加载，底座同侧边缘加载左侧与右侧200048．2MPa，保压2s。根据理论分析结果，液压支架在1、3、8、9工况下承受的应力值较其它工况大，因此，一一一一一一霎箍÷善≥嚣：j暑—图3各通道应变数据显示(工况1)750．3MPa和642．4MPa，而且发生在顶梁三点加载、底座弯曲的

8、工况(工况3)。2．2现象分析(1)支架在试验到接近5000次时，顶梁上固定侧护板的耳子断裂，这是由于顶梁在三点加载时，导致侧护板受力所致。(2)支架在进行测试项目