以某挖掘机的主体工作装置为研究对象,利用SolidWorks建立了三维的工作装置模型,以液压挖掘机工作装置实际作业过程为基础,利用EDEM对铲斗挖掘过程进行离散元分析,分析出铲斗运动受力过程,选取工作装置在铲斗受力最大值状态下的姿态,利用abaqus对动臂和斗杆进行强度分析,并结合实际产品强度测试进行对比分析。分析结果表明,基于离散载荷的工作装置有限元分析方法极大地提高了设计效率,其因构件简化等原因造成的计算误差是合理的,对工程机械产品的改进升级有指导作用。

为进一步探究超静定液压支架可能的优化路径,以ZC20000/34/68型超静定液压支架为研究对象,在对其进行三维建模的基础上,综合考虑各种不利工况进行强度分析,重点分析其应力分布情况,并根据仿真分析结果对液压支架的初步优化路径进行探讨。在此基础上,进一步分析该型超静定液压支架的疲劳寿命,针对部分疲劳寿命偏低的部件,提出更具针对性的优化措施,以期为后续的优化工作提供参考借鉴。

伸缩杆式液压支架是一种常见的液压支架的结构形式,相较于传统的四连杆式液压支架,伸缩杆式液压支架用伸缩结构取代了四连杆结构,目前广泛应用在四柱放顶煤液压支架中。由于缺少四连杆机构,伸缩杆式液压支架有着较为宽敞的行人空间及支架后部空间,但是相应地其稳定性较差,伸缩杆与底座联接部位特别是底座伸缩槽槽口是整个支架的薄弱部位,对于该部位的结构优化、强度提升很有必要。

液压支架作为一种井下煤炭开采的重要设备,对于保障煤炭高效开采具有重要意义。文章以ZY4000型液压支架为研究对象,首先根据液压支架工程图建立三维模型,并根据液压支架的材料属性等创建了有限元分析模型。基于ANSYS Workbench计算分析了液压支架在两种工况下应力与应变情况,根据计算结果得到在顶梁偏载工况下最大应力值为553.89 MPa。顶梁与底座受扭转工况下最大应力值为909 MPa,基于分析结果提出了两条该型液压支架设计改进的意见。研究对液压支架结构设计与优化提供了有力的理论参考。

文章针对某企业服役中的液压支架底座过桥经常出现撕裂的问题,以某型号液压支架底座为研究对象,借助ANSYS workbench仿真计算软件,对其开展了强度分析工作,结果表明,底座过桥位置存在应力集中,是出现过桥撕裂问题的主要原因。通过增大过桥筋板厚度的方法完成了底座的优化设计,改善了底座应力集中情况。

文章针对近年来液压支架可靠性要求越来越高的现状,以其顶梁为研究对象,借助ANSYS仿真计算软件,开展了顶梁结构强度分析工作,结果表明,顶梁顶端及其与垫块相接触的位置附近存在应力集中。通过增加顶梁筋板厚度的方法完成了顶梁结构的优化,改善顶梁的应力集中情况。应用结果表明,改进顶梁工作稳定可靠,提高了液压支架的承载能力,增加了液压支架的有效利用时间,降低了煤炭掘进的生产成本,为煤炭企业产生了更多的经济效益。

矿用液压支架作为煤矿开采中的重要设备,其机械部分结构大多采用大型钢板焊接而成,在长期使用过程中,容易出现结构变形或开裂的疲劳失效现象。针对此类问题,以ZY12000/28/64液压支架掩护梁为研究对象,采用ANSYS Workbench软件,对液压支架掩护梁结构进行优化研究。理论分析结果显示:优化后的掩护梁具有更高的结构强度及更轻的结构重量,结构设计也更加合理,部件原材料也降低了将近29%,大大降低了企业的原材料及加工成本,验证了此改进方法的有效性及可行性,这对掩护梁的实际生产应用及优化改进提供了重要的理论基础。

由于液压吊卡的承载较大,对其安全性能要求较高,其结构强度能否达到使用要求是关键。对液压吊卡进行结构设计,并通过有限元分析软件Workbench对液压吊卡主要受力部件分析,根据API 8C对提升设备的规范和要求进行强度校核,计算结果表明,液压吊卡能够满足设计要求。为了充分验证液压吊卡的可靠性,对液压吊卡试制并进行了功能试验和载荷试验,验证液压吊卡有限元分析的正确性,并验证液压吊卡的各项功能。各项数据表明,此液压吊卡满足现场使用要求。

顶梁作为液压支架中重要的承力结构件,对力学性能提出了非常高的要求。以ZY4000液压支架为例,在对该型号设备进行概述的基础上,基于有限元方法对顶梁结构的强度进行分析。结果发现,顶梁结构局部位置出现了应力集中现象,最大应力值超过了材料的屈服强度。根据强度分析结果对顶梁进行结构优化改进,使得顶梁的最大应力降低到了338.64MPa,材料的屈服强度为690MPa,可以保障结构的安全稳定工作。并且,通过实践应用有效验证了顶梁结构的强度,确定优化改进工作的可行性。

车刀前刀面切削刃近域作为金属切削过程高温高压的集中作用区域,其热力强度对刀具切削性能有重要影响。文章以前期工作所获得的切削过程刀屑接触界面平均切削温度和平均切削力作为热载荷和机械载荷,确定出刀屑接触区域范围,合理施加约束和边界条件。将稳态热分析和静力学结构分析相关联,对车刀进行热力耦合分析,根据在热载荷和机械载荷综合作用下主切刃近域的应力分布,对该微槽车刀切刃近域热力强度进行分析评价。研究结果表明,该硬质合金微槽车刀切削刃近域的最大等效应力小于刀具材料的许用强度,即该硬质合金微槽车刀在给定切削工况下进行切削时,刀具切削刃近域强度足够,不会因为强度问题影响切削过程的正常进行。