掩护梁是液压支架的主要承重部件,为掌握其在使用过程中的结构性能,以杜儿坪矿ZY12000/28/64D型液压支架中的掩护梁为研究对象,利用Solidworks和ANSYS软件,进行掩护梁的有限元仿真模型建立,从其应力变化、结构变形等方面开展掩护梁的结构性能研究,表明ZY12000/28/64D型液压支架掩护梁的底部中间区域、前端左侧铰接耳处出现了较大的应力集中及结构变形现象,为整个结构的薄弱部位,掌握了其结构的变化规律。同时,从结构强度设计、材料属性、热处理等方面,提出了掩护梁的结构优化改进措施。研究对提高掩护梁的结构性能及安全性具有重要参考价值。

针对液压支架在巷道中的特殊工况,为保障其结构的支撑安全性,采用有限元分析方法,利用ANSYS软件建立了液压支架的仿真模型,重点对底座、掩护梁及前连杆在使用中的结构强度进行分析研究,得出:底座的左右侧板和前端加强筋、掩护梁的中部连接板为整个结构中的薄弱部位,前连杆整体结构强度相对较好,掌握了各部件的应力变化规律,从多个方面提出了液压支架的结构性能优化研究。该研究对液压支架的结构性能优化具有重要指导及参考意义。

本文以大采高工作面中应用的ZY29000/45/100D型液压支架的掩护梁结构为研究对象,利用SolidWorks和ANSYS软件建立模拟仿真模型。分析发现垫块、主筋板和上盖板交汇部位出现了应力集中现象,且最大应力超过了材料的许用应力,存在安全隐患。采用将4块主筋板厚度增加10mm的方式对结构进行优化改进,并再次模拟仿真优化后的掩护梁,发现最大应力降低到了许用应力范围内。根据优化方案加工得到了实物,并在工业中实践了6个月,发现达到了预期效果,使用寿命预计可以延长25%以上。

基于煤矿超大采高液压支架现场应用情况,以液压支架掩护梁为对象,介绍一种结构优化设计。结构优化设计中引入仿真分析方法,具体为根据超大采高液压支架基本结构与现场应用情况构建仿真模型,并由模型实施仿真分析,以掩护梁为研究对象,根据液压结果提出掩护梁结构优化设计,最后将优化设计应用于工程实践,确认优化设计具有较强可行性。

本文以煤矿中使用的ZY29000/45/100D型液压支架掩护梁为研究对象,利用Creo和ANSYS软件建立了掩护梁的疲劳分析有限元模型,分析发现掩护梁不同位置的疲劳寿命分布不均匀,中间位置的寿命相对较短,最短的疲劳寿命为97 366次。通过在中间区域设置2根纵向加强筋,优化改进掩护梁,改进后掩护梁最短疲劳寿命增加到659582次。将新的掩护梁结构应用到液压支架工程实践中,经3个月时间的工业验证,发现具有良好的运行效果,其使用寿命预计可以延长3倍以上,为企业创造了良好的安全效益和经济效益。

为满足支架稳定性和可靠性要求,液压支架顶梁、掩护梁、底座等结构件拼焊时,应保证肋板上装配孔的同轴度。按照传统加工工艺,需根据支架结构件上孔的大小设计不同直径的检轴,以保证肋板上装配孔的同轴度。由于每个矿井的采高、坡度、矿质条件不同,设计的液压支架类型也不同,装配孔的大小也会随之发生变化。当孔径较大时,检轴也随之变大,质量也相应增加,增加了生产成本,不利于标准化作业和通用性要求。当发生焊接变形时,检轴不易退出,可靠性差,操作不便。

对液压支架在井下出现的几种故障个例进行分析总结,提高液压支架的使用效率,维护综采工作面的正常运行,从而提高煤矿生产效率。

文章以液压支架掩护梁结构为研究对象,分别在最大应力约束以及疲劳寿命约束条件下,对液压支架掩护梁结构强度可靠性优化设计方法展开分析,根据有限元分析结果,提出几组综合性能较好的优化组合方案,并通过对比分析,得出了最佳的优化设计,可在后续实践中进一步引起关注。