ZF7200型放顶煤液压支架的有限元分析

《ZF7200型放顶煤液压支架的有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com第17卷第1期(总第104期)煤矿开采Vo1．17No．1(SeriesNo．104)2012年2月CoalminingTechnologyFebruary2012ZF7200型放顶煤液压支架的有限元分析刘建英，刘军(河南工程学院机械工程系，河南郑州450007)[摘要]依据国内最新制定的液压支架试验标准，选取ZF7200型放顶煤液压支架，分析了其整架有限元受力情况，通过对该架模拟仿真，不仅得出整个ZF7200型放顶煤液压支架的应力和变形分布，而且得出重要结构件的应力分布状况，为放顶煤液压支架的设计提供理论依据。一[关键词]液压支架；有限元；分析、，[中图分

2、类号]TD355．41[文献标识码]B[文章编号]1006—6225(2012)01—0072—03FiniteElementAnalysisofZF7200Top-coalCavingPoweredSupport}昌跚州肿针对液压支架试验的现状，提出利用Solid—验。工况1试验时，支架高度为支架的最大高度减Works结合Simulation对ZF7200液压支架进行三维去行程的1／3，根据ZF7200型掩护式液压支架的建模和空问受力分析，从而为设计ZF7200液压支参数可算出其试验支架高度为2800mm；工况2试架及其重要结构件提供参考信息，以解决样机试验验时，支架高度为支架最低高度加30

3、0mm，支架中存在的问题。试验高度为2100mm。工况1条件下试验压力为额定压力的1．2倍，即8640kN；工况2条件下试验1制定分析方案压力为额定压力的1．1倍，即7920kN。1．1工程实际问题1．3分析软件选取对ZF7200放顶煤液压支架进行有限元分析，采用SolidWorks构建支架三维实体模型，以支架具体参数如表l。SolidWorksSimulation对支架进行静强度分析。表1ZF7200型掩护式液压支架参数2ZF7200型放顶煤液压支架的有限元分析项目高度／mm2．1创建特征模型中心距／mmSolidWorks软件的零件环境中通过特征造型生宽度／mm成支架的所有部件模型，然后在

4、装配环境中进行装初撑力／kN工作阻力／kN配。总装模型如图1所示。支护强度／MPa底板比压／MPa前端比压／MPa采高／m适合煤层倾角／(。)1．2确定分析类型液压支架型式试验按有关标准执行J，型式试验是模拟井下各种危险工况对支架进行加载，是检验支架的设计和制造质量的重要方式。图1液压支架三维实体模型本文只对顶梁扭转和底座两端集中载荷(简2．2定义材料属性称工况1)、顶梁偏载和底座两端集中载荷(简称工况2)进行支架主体结构件的强度分析。零部件的材料为Q465，其属性如表2所示。根据我国最新制定的《液压技术通用技术条2．3划分网格件》(MT312-2000)对液压支架进行有关强度试整机网格划分采

5、用四面体实体网格单元，结果[收稿日期]2011—09—19[作者简介]刘建英(1973一)，女，山西大同人，讲师，在读博士生，主要从事机械方面的教学和研究。72学兔兔www.xuetutu.com刘建英等：ZF7200型放顶煤液压支架的有限元分析2012年第1期表2Q465材料明细uREs(ann)蕊：：5：219~+0g0属性数值8297~+0007375~+000弹性模量／(N·lnm)06s．453c+0g0泊松比誓抗剪模量／(N·mm)I盔9_珈．219C~001质量密度／(kg·mm)l0}o∞张力强度／(N·mill)屈服强度／(N·Illm)热导率／(W·(ITI·K))2_O比

6、热／(J·(kg·K))如图2所示。网格化后，最大单元大小60ram，最图3工况1下整架应力小单元大小12ram，节总数256390个，单元总数yon0q／re"2)135416个。：：1．199,477,12001,O'／9,530,112．0959，583，1040。署嚣0器曩：：I薹图4工况1下整架位移图2液压支架整机网格化2．4定义边界条件由于实际受载情况复杂，为了简化起见，对垫'-鲑0落器零篮■块进行固定。底座和前连杆、底座和后连杆、掩护蔼吼梁和前连杆、掩护梁和后连杆、掩护梁和顶梁均采用销钉约束来代替实际的销，以减少计算量，零件一之间采用无穿透接触。图5工况1下顶梁应力分布在计算中不

7、把试验台对垫块的作用力当作外力在允许的范围之内，由图示可以看出最大应力出现来考虑，而是将垫块作为ZF7200放顶煤液压支架在加载块附近，这是由于试验加载引起的应力集整个结构的边界约束条件来处理。对于ZF7200放中，并且远离主要受载区，所以不予考虑，因此，顶煤液压支架的内加载实验来说，外载荷只有立柱在本工况下液压支架是安全的。对顶梁和底座柱窝所加的载荷。对于ZF7200放顶工况2有限元分析应力云图