薄煤层液压支架的虚拟样机分析

摘要

液压支架是以高压液体作为动力，由液压元件与金属构件组成的支护和控制顶板的矿山设备，能实现支撑、切顶、移架和推移输送机等一整套工序;是煤矿综采工作面装备中最重要的技术装备，对综采工作面实现高效、高产起着决定性的作用。随着煤矿行业的快速发展和市场竞争的不断加剧，产品的开发速度逐渐成为最具有挑战性的因素;虚拟样机技术在工程机械行业的成功应用不仅改变了传统机械开发周期长、成本高、产品老化的缺点，而且改善了产品的设计方法，提高了产品的市场竞争力，对工程实际有重要的影响。
　　本文通过分析虚拟样机技术的特点，以薄煤层两柱掩护式液压支架为研究对象，从多方面开展了基于虚拟样机技术的液压支架仿真分析研究。根据液压支架的工作特点和组成结构，分析支架外载荷特性，确定液压支架的总体设计方案。利用三维建模软件，建立液压支架主要零部件的三维模型，并进行虚拟装配得到液压支架整体三维模型。将液压支架三维模型连接到ANSYS Workbench中，根据对支架外载荷的特性分析和液压支架损坏原因的分析，对液压支架进行不同工况的静力学有限元分析，得出不同工况下的应力及应变规律，找到液压支架最容易破坏的位置，并对支架原有的结构进行改进。通过对液压支架虚拟样机的运动仿真检验支架的设计方案，从而确定支架合理的运动轨迹和运行速度。利用AMESim软件对支架进行液压系统仿真分析，检测支架液压系统的压力损失，为支架更好进行的整体动态特性分析和支架设计提供参考。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的与意义

1．3 液压支架发展及国内外研究现状

1．4 存在主要问题

1．5 本文主要研究工作

2 薄煤层液压支架方案设计

2．1 引言

2．2 液压支架工作原

2．3 液压支架主要尺寸的确定

2．4 液压支架四连杆机构

2．5 本章小结

3 薄煤层液压支架设计与三维建模

3．1 引言

3．2 ZY2800／0．8／15掩护式液压支架

3．3 主要结构与建模

3．4 液压支架的虚拟装配

3．5 本章小结

4 液压支架静力学分析

4．1 引言

4．2 有限元模型的建立

4．3 载荷方式的确定

4．4 有限元模型加载方式

4．5 有限元模型的求解

4．6 本章小结

5 液压支架运动仿真

5．1 引言

5．2 液压支架运动仿真

5．3 本章小结

6 支架液压系统的仿真分析

6．1 引言

6．2 液压系统模型的建立

6．3 液压系统仿真分析

6．4 本章小结

7 总结与展望

7．1 全文总结

7．2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况