基于机械结构可靠性分析理论,介绍了一种液压支架关键部件结构改进设计。具体设计中采用有限元仿真分析方法,根据ZY29000/45/100D液压支架基本结构构建刚柔耦合模型,并以此为基础实施偏载工况下液压支架可靠性分析,并根据分析结果实施液压支架关键部件结构改进设计。另外,将液压支架关键部件结构改进设计应用于工程实践,确认该液压支架关键部件结构改进设计具有较高可行性。

以ZY29000/45/100D型液压支架的顶梁结构为研究对象,基于有限元方法对顶梁偏载荷工况下的静力学情况进行分析。结果发现,顶梁结构出现了明显的应力和变形集中现象,特别是多个位置应力较大,应力最大值达到了966 MPa,超过了材料的屈服极限690 MPa,是导致顶梁容易出现断裂、变形的原因。通过增加筋板厚度并设置斜向加强筋的方式对顶梁进行结构优化,提升其强度和刚度。结果使得相同工况下其应力最大值和变形最大值分别降低了41.9%和26.76%。通过1年的实践应用,发现优化后的顶梁结构达到了预期效果。

以ZY29000/45/100D型液压支架为研究对象,利用ANSYS和ADAMS软件对液压支架可靠性进行研究,通过对整机应力应变进行分析,发现在主筋板、顶梁外主筋板销孔处和尾部盖板连接处应力值较大,所以针对应力较大点进行结构尺寸优化,优化后顶梁受力有了明显的改善,最大值小于材料屈服极限,结构的刚度、稳定性有了较大提升,优化方案可行。

为进一步探究板式液压支架在偏载工况下运行中可能存在的不利因素,以ZY4000型板式液压支架为研究对象,对其建立三维模型,并应用ANSYS有限元分析软件对其进行静力学分析,通过仿真分析明确其应力值偏高部位。而后根据仿真分析结果,提出较具针对性的优化改进措施,在优化改进后的测试结果中显示,应力值偏高的问题得到了有效改善,表明该次静力学分析与优化工作取得了初步进展,可为后续的液压支架优化提供一定的参考借鉴。

为提升液压支架顶梁的强度和刚度,消除矿井作业安全隐患,采用结构优化措施改进顶梁结构,首先对横筋板加厚处理;其次是对柱窝上方横筋处结合采用加焊一层贴板和斜搭肋板,加强薄弱梁处盖板、筋板性能。改进后,顶梁应力、变形的分布趋势基本同于改进前,且应力集中区的最大应力减小约435 MPa,垫块侧柱窝上方竖筋板铰孔附近处的顶梁变形最大值由2.2 mm降为1.6 mm。

垃圾发电是垃圾资源科学综合利用的主要途径,在焚烧法处理垃圾工艺中,垃圾池渗沥液通道常发生滤网孔板堵塞。本文针对渗沥液疏通需要,设计了其疏通驱动装置和机架行走机构,研究了疏通装置液压系统的工作原理,结果表明整机设计满足实际性能需求。

基于矿用液压支架的基本结构,合理构建采煤工作面矿用液压支架有限元分析模型,并以此为基础开展偏载工况下采煤工作面矿用液压支架静力学分析。根据有限元分析结果,指出当前采煤工作面中矿用液压支架存在的结构不足,提出针对性结构优化方案。为验证结构优化方案的有效性,还将结构优化方案应用于工程实践,以此来进一步检验结构优化方案的有效性。

针对双柱上推式锻造液压机,分析了在锻造过程中存在的偏载工况,研究了偏载的传递路径,明确了纵向偏载总是存在的客观性。建立了双柱预应力机架的力学模型,分析了在偏载作用下机架的受力状态。结合对机架工作过程的研究,确定了预应力的计算方法。实例计算结果表明:锻造偏心距从100 mm增至250 mm,机架的预紧系数分别从横向偏载工况下的1.12增至1.45、从纵向偏载工况下的1.14增至1.77,机架在纵向偏载工况下为了保证自身整体性所需的预应力更大。通过仿真分析进一步比较立柱与下梁间接合面的闭合状态,结果表明:相较于横向偏载工况,机架在纵向偏载工况下更易开缝且最大缝隙更大;对于纵向偏载工况,立柱的纵向挠度随着预紧系数的增加显著减小,且预紧系数增至1.8时,最大缝隙趋于0 mm,验证了计算方法的可行性。并基于偏载工况与预应力机架的研究,提...

为研究挖掘机在偏载条件下的铰点受力并对关键结构件进行疲劳寿命试验,设计了一种加载系统实验装置。装置选取斗杆举升工况下的挖掘姿态作为研究对象,并对被试件进行了合理的二力杆简化,基于AEMSim对液压加载系统进行了建模仿真研究,得到了加载系统的阶跃响应特性和20Hz正弦激励信号下的响应特性曲线。结果表明,挖掘机被试件姿态选择具有代表性,液压加载系统能够满足不同加载频率下的系统响应需求,可用于性能试验仿真研究。

为能够更加全面真实地反映装载机工作装置在偏载工况下的动臂受力和变形规律,利用ADAMS和EASY5软件建立装载机工作装置的刚-柔、机-液耦合的联合仿真模型。通过样机测试数据对仿真模型的正确性进行分析验证,并进一步深入探讨提升油缸的连通式和独立式连接方式对动臂受力的影响。对比分析发现：极限偏载崛起工况下,连通式的动臂最大应力很接近许用应力,因此,在交变载荷作用下很容易产生裂纹;而独立式连接方式既可以防止动臂过载,也提高了动臂的抗扭能力。这为装载机工作装置的设计提供了有益借鉴。