针对小半径曲线段上出现过超高与欠超高的现象,提出一种能够自动调节超高值的液压杆式轨枕,对轨枕的结构组成和工作原理作简要说明。基于有限元法建立轨枕及下部结构的三维模型,在此基础上,分析在列车荷载作用下,轨枕及下部装置在不同外轨超高状态下的结构强度,同时对比铰接件垫板面积、铰接件宽度、导向块长度和外轨支承钢块厚度等参数对轨枕及下部装置的结构强度的影响规律。研究结果表明:在承受垂向、纵向、横向荷载且轨枕外轨超高在150 mm以内时,轨枕及下部结构强度均符合材料强度要求;增加垫板面积能够降低铰接件和外轨处钢枕部位承受的最大压应力;增加导向块长度能降低导向块所承受的最大拉应力和最大压应力;铰接件宽度的增大不利于增加铰接件处的强度;支承钢块的厚度可适当减少来降低轨枕及下部装置整体重心。

以ZP4000型液压支架为研究对象,根据其工程图纸建立液压支架三维模型,设置好液压支架的材料属性,选择两种典型工况分析该型液压支架顶梁的强度分析结果。经计算分析得出,偏载工况最大应力为553.8 MPa,扭转工况最大应力值为509.9 MPa。并结合分析计算结果提出顶梁优化改进意见,以期对液压支架结构设计与优化提供理论参考。

阐述了自主设计的SDC-2500车装式全液压钻机伸缩桅杆的结构形式和工作原理,并建立了受力分析模型,应用Workbench有限元分析软件通过对内桅杆不同受力位置和外桅杆、整体桅杆的结构强度进行分析,确定了桅杆顶部为最大变形位置,举升钢丝绳固定端为最大应力集中位置,为后续桅杆的优化设计提供了重要的理论依据,同时为同类型桅杆的分析研究提供参考。

由于井下环境的恶劣性,液压支架底座在使用中经常会出现的结构变形或局部开裂失效现象,这对液压支架的支撑性能造成了重要影响。为此,以ZFG10000/23/37型矿用液压支架为分析对象,开展了底座在不同工况条件下的结构变形规律研究,找到了底座横梁及立柱为薄弱部位,由此提出了提升底座结构强度的优化措施。

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。