1、淺析煤礦用液壓支架的輕量化設計淺析煤礦用液壓支架的輕量化設計PAGEPAGE6淺析煤礦用液壓支架的輕量化設計PAGE淺析煤礦用液壓支架的輕量化策劃綱要對于我國煤礦開采工作來講，液壓支架是這一工作張開的要點設施之一，其不單直接關系著煤礦開采作業的安全，更直接影響采煤綜合效率。在筆者的檢查中發現，兩柱掩護式液壓支架是我國煤礦開采中運用最多的液壓支架，其自己擁有著結構簡單、可靠性高、堅固性好等上風，而為了進一步提高這一液壓支架的適用性，本文就兩柱掩護式液壓支架的輕量化策劃進行了詳確研究，期盼能夠在變低其自己生產本錢、制造周期的同時，提高這一支架的綜合性能。要點詞液壓支架煤礦用輕量化中圖分類號：TD3

2、55.4文件表記碼：A文章編號：1009-914X（2016）24-0107-01前言：在我國當下及今后的很長一段時間，煤炭都將是我國工業生產與平時生活的首要能源，為此我國煤炭開采業就必要不斷晉級自己的開采技術與開采設施。在本文的研究中，筆者致力于達成兩柱掩護式液壓支架的輕量化發展，并期盼能夠以此為我國煤炭開采供應較為給力的支撐。1.煤礦用液壓支架歸納為了能夠對煤礦用液壓之間進行較好的輕量化策劃，我們開始就需要深刻認識液壓支架，結合相關文件資料筆者將煤礦用液壓支架界說為“控制采煤工作面所受的礦山壓力，支護礦井頂板，間隔采空區阻擋矸石進入工作面，保障安全的工作空間，并能推移其他綜采設施的煤炭綜采

3、工作面配套的支護設施”1。對于煤礦用液壓支架來講，其首要由承載結構件、實行元件、控制元件、輔助安裝等四大多數組成，這一部辯白解首要依據各部分的不同樣樣功能與功能。詳確來講，在煤礦用液壓支架的承載結構件中，其首要由底座、連桿、尾梁、頂梁、掩護梁和護幫安裝等詳確零件組成，承載結構件屬于這一煤礦用液壓支架的首要機械結構;而實行元件這一部分，其首要包括立柱和其他各樣千斤頂，這一部分在所有煤礦用液壓支架中發揮輔助效率;而在控制元件部分中，這一部分首要包括液壓系統控制閥、間隔閥和各樣籌備閥;而輔助安裝部分則首要包括護幫安裝、擋矸安裝、推移安裝、復位安裝、照明安裝、噴霧安裝、防倒防滑安裝等2。2.液壓支架輕

4、量化策劃2.1煤礦用液壓支架的拓撲優化所謂煤礦用液壓支架的拓撲優化，指的是在結構策劃區域計算出最正確的形狀和最優的資料散布，以此達成輕量化策劃的一種優化策劃方式，這一優化擁有著策劃自在度與設計空間較大的優點，這也使得這類策劃的輕量化奏效較為明顯，其自己擁有著發展遠景廣闊但受當下制造工藝限制的特點。優化目標在本文所進行的煤礦用液壓支架拓撲優化中，筆者選擇了有限元軟件Abaqus，這一軟件是這類問題計算最為正確的軟件之一，結合這一軟件筆者就將對兩柱掩護式液壓支架進行詳確的拓撲優化，以此達成這一煤礦用液壓支架的輕量化策劃追求。在這一優化經過中，我們開始需要判斷這一優化的目標，即支架整體應力最小，這樣

5、我們就能夠夠獲得優化目標函數。優化變量在判斷這一煤礦用液壓支架的拓撲優化目標后，我們還需要判斷其優化變量，這一優化變量首要包括支架的結構特點、生產特質、采用頂梁的下外面中部、掩護梁的下外面以及內部結構為拓撲優化地域等方面，由此我們就能夠夠獲得優化變量的取值限制：“”3。拘束條件在這一煤礦用液壓支架的拓撲優化的變量判斷后，我們還需要判斷這一優化的拘束條件，即應力拘束與體積拘束兩個部分，結合筆者查找的相關權利文件資料，筆者以為拘束支架整體結構的應力不高出660MPa，而拘束優化后體積最大為原始體積的0.96倍，結合這些信息，我們就能夠夠得出體積拘束的拘束條件為，應力拘束的條件為。優化結果結合Aba

6、qus有限元軟件得出了如圖1所示的支架新建采集模型。為了考據這一最后得出的支架新建采集模型的整體性能，筆者對這一模型的支架強度分析各工況的最大應力值進行認識析，這一分析得出了優化后支架各工況的最大應力值仍在極限限制內，而其自己質量變低了1.0046103Kg，由此我們能夠得出這一拓撲優化在保證液壓支架性能的同時使得兩柱掩護式液壓支架達成了3.018%的輕量化。2.2煤礦用液壓支架的尺寸優化除了拓撲優化外，我們還可以夠夠經過尺寸優化的方式達成兩柱掩護式液壓支架的輕量化策劃，這一策劃筆者選擇了HyperMesh與HyperStudy軟件進行結合優化，開始筆者確定了的優化目標，這一目標的目標是液壓支

7、架整體質量最小。而在優化變量的選擇中，筆者首要對煤礦用液壓支架的頂梁、掩護梁、連桿、底座等零件進行了支架優化策劃變量的采用限制總結，而結合上文中拓撲優化同樣的拘束條件，我們就能夠夠在HyperMesh軟件中設置好參數，經過同時使用Abaqus求解器進行計算，得出這一煤礦用液壓支架的尺寸優化結果，同樣介于篇幅原因這里錯誤這一結果進行詳確描繪，但將這一結果與尺寸優化前的液壓支架進行比較，我們依舊能夠發現液壓支架的最大應力值處于資料的強度極限限制內，而這一尺寸優化使得兩柱掩護式液壓支架的重量減少了0.7244103Kg，由此我們能夠得出這一尺寸優化在保證液壓支架性能的同時使得兩柱掩護式液壓支架達成了

8、2.244%的輕量化。2.3拓撲優化與尺寸優化相結合結合上文中我們對兩柱掩護式液壓支架進行的拓撲優化與尺寸優化，我們能夠清楚的發現這兩種優化的輕量化數值辯白為3.018%與2.244%，這一輕量化結果顯然不能夠夠夠較好的知足我們需要，為此筆者對這一兩柱掩護式液壓支架先后進行了拓撲優化與尺寸優化，這一優化使得兩柱掩護式液壓支架的重量變低了1.729103Kg，這表示了這一拓撲優化與尺寸優化相結合的方式使得兩柱掩護式液壓支架的輕量化抵達了5.195%，而這一優化后支架資料強度限制依舊符合劃定，由此我們就能夠夠得出這一輕量化策劃已經能夠用于兩柱掩護式液壓支架實質生產的結論。結論：在本文進行的煤礦用液壓支架輕量化策劃中，筆者前后對兩柱掩護式液壓支架進行了拓撲優化與尺寸優化，并最后經過兩種優化結合的方式較好的達成了煤礦用液壓支架的輕量化策劃，這一策劃由于經過了數據考據，擁有著較高的可行性，筆者以為其能夠在必然程度上推動我國煤礦用液壓支架輕量化的相關發展。參照文件：周謙.ZY10000/22/45D礦用液壓支架液壓系統的策劃與仿真D.西安科技大學，2014.張燕.豐田生產方式在液壓支架總裝線上的運用D.西安科技大學，20