第4期（总第203期）
2017年8月
机械工程与自动化
MECHANICALENGINEERING&.AUTOMATION
文章编号：1672-6413(2017)04-0054-02
液压支架强度分析
张丹
（山西焦煤霍州煤电集团鑫钜煤机装备制造有限责任公司，山西霍州031400）
摘要：为了研究液压支架的结构强度，借助于Pro/E创建了某型液压支架关键部件的三维实体模型，结合对液压支架的受力分析，将所建模型导入ANSYSWorkbench中进行静力学分析。在实际载荷条件及边界条
件确定的情况下，得到了液压支架关键部件的应力云图和位移云图。关键词：液压支架；强度分析；优化设计
中图分类号：TD355+.4
0引言
文献标识码：A
No. 4 Aug-
顶梁是液压支架的主要承载部件之一，支架通过
液压支架是井下控制综采工作面矿山压力的重要设备，由于其结构复杂、工作环境恶劣、工作过程中整体受力较大，会导致液压支架的主要结构部件如顶架和底座发生严重变形甚至断裂破坏，因此，有必要对相关结构件的强度进行分析。
随着CAD和CAE计算机软件的迅速发展，使得液压支架的研发和生产上升到了一个新的高度。鉴于液压支架在综采面通常会保持静止，因此可以依据行业规则尺度对支架构件展并空间静力学整体研究，这样便可以很好地缩短液压支架的研发生产周期1-2]。本文利用PrO/E创建某型液压支架的三维实体模型，
并采用ANSYS对支架结构的强度进行分析。 1液压支架的三维建模
通过对液压支架所有零部件的功能、基本参数和零件之间相互关联进行分析研究，采用三维实体建模软件Pro/E创建液压支架整机三维实体模型[3-4]。由于液压支架模型中的零部件较多，利用Pro/E对各零部件建律模完成后，要根据设计要求和液压支架的实际工作状态对其进行虚拟装配，装配完成后的液压支架模型如图1所示。
空间立体模型建立及组装过程顺利结束之后，对已经完成的液压支架实体模型创造样机，并开展干涉检查，从而保证组装体的每个构件彼此都具有合适的间隙，防止重合及构件彼此处于相向运动状态时干涉现象的发生[5]。
2液压支架的受力分析
收稿日期：2017-01-04；修订日期：2017-06-15
顶梁实现支撑、管理项板的功能。掩护梁的主要功能是隔离采空区，掩护工作面空间，防止采空区冒落的研石窜人工作面内，并承受采空区冒落碎石的载荷和老顶来压时的冲击载，当顶梁不平时，还将承受扭转载荷。底座是支架的又一主要承载部件，支架通过底座将顶板压力传至底板。掩护梁与前后连杆、底座共同组成四连杆机构，承受支架的水平分力。
2~ 4
1顶梁；2一掩护梁；3一连杆机构：4一底座；5一立柱
图1液压支架三维模型
由于液压支架承受偏载及扭转工况为引起支架结构破损的关键工况，所以本文以液压支架最恶劣、应力最集中的顶梁扭转加载实验为对象，对支架主要结构部件开展受力分析和强度分析[6]。
通过上述分析，建立相关力学方程组，并结合 ZZ4800/18/38型液压支架的相关参数，利用MATLAB 求得顶梁与掩护梁铰点的约束力分别为72.5kN、
—194kN、—713.5kN和 619.2kN。 3液压支架关键部件的强度分析
借助于Pro/E及ANSYS软件的接口把相关零部件模型调人ANSYSWorkbench中，并采用软件专用工具自动展开网格划分。结合支架受力计算结果，将
作者简介：苏方数据），女，山西临汾人，助理工程师，本科，从事渡压支架数控编程和设计工作。