利用SolidWorks和ANSYS Workbench软件建立泰山隆安煤业ZF3700/16/26型液压支架底座的有限元模型,通过分析发现最大应力和最大位移变形分别为515 MPa和4.14 mm,对应的安全系数只有1.07,存在安全隐患。针对这一问题,以过桥宽度、柱窝高度和耳板厚度为优化对象,开展优化改进工作,优化后的最大应力和最大位移变形分别降低29.4%和21.01%,安全系数提升至1.51。将优化后的底座应用到泰山隆安煤业工程实践中,经6个月时间的现场应用,达到了预期效果,使用寿命预计可延长15%左右,可以为企业创造良好的安全效益和经济效益。

以ZY7800-15/30D型液压支架为研究对象,利用Ansys软件对其进行机械性能分析后,得出了其应力集中的主要原因。采用增大过桥钢板厚度、减小侧板及筋板厚度等方法,对底座结构进行了优化,使结构最大应力降低了58.28%。通过对液压支架的改造,使其实际生产中得到了良好的应用,其使用寿命提高了一半以上,为液压支架的安全、可靠运行提供了有力的保证。

以ZY4000型掩护式液压支架底座为研究对象,借助ANSYS Workbench有限元仿真分析软件,开展了底座强度分析工作。结果表明,液压支架底座结构过桥位置存在应力集中情况,不能保证液压支架底座可靠工作。对比分析液压支架底座过桥板厚度为25 mm、27 mm、29 mm、31 mm、33 mm、35 mm时的等效应力分布情况可知,随着过桥板厚的增大,应力集中数值逐渐降低,过桥板厚为35 mm具有最优的力学性能。对完成改进之后的底座进行试验验证,结果表明,改进底座的应用,提升了底座的承载能力,减少了设备运维人员和成本,提高了液压支架的工作可靠性,能够为煤炭企业创造更多的经济效益。

液压支架在保障采煤安全方面发挥着不可替代的作用,底座是液压支架中重要的承力结构。以ZY7800/15/30D型液压支架为对象,在对其进行概述的基础上,利用Ansys软件对底座结构的受力情况进行分析后,发现存在应力集中现象,最大应力超过了材料的屈服强度。通过增加过桥钢板厚度、降低侧板和筋板厚度的方式对底座结构进行优化改进,使得结构的最大应力降低了58.28%。将改进后的底座应用到液压支架工程实践中,经现场应用后发现取得了很好的效果,使用寿命提升50%以上,为液压支架的稳定可靠运行提供了坚实的保障。

利用Ansys软件对ZF3700/16/26型液压支架底座进行受力分析,发现最大应力值远低于材料的许用应力值,结构上存在严重的冗余现象。以耳板、柱窝和垫块结构尺寸为优化对象,以底座重量为优化目标,利用Ansys软件开展优化改进工作,优化后底座整体质量降低了19.53%。将优化后的底座结构部署到煤矿工程实践中,经现场应用发现整体运行良好。底座结构的成功优化使得对应的加工成本降低了19.53%,取得良好的经济效益。