坚硬顶板大采高ZZ13000/28/60型液压支架受力分析

王明明，武维承，勾靖国

（山西大同大学煤炭工程学院，山西 大同 037003）

ZZ13000/28/60型大采高液压支架是平阳重工与同煤集团针对大同矿区厚煤层“两硬”条件(坚硬顶板、坚硬煤层)研制的适应4～6 m厚煤层综合机械化开采的支护设备。

ZZ13000/28/60支架的设计使用了先进的三维计算机图形技术来完成液压支架的三维实体构建,并运用仿真系统对模型进行静力学、运动学和系统动力学仿真分析。支架CAD/CAE虚拟样机优化设计仿真分析的基本步骤为:

⑴对液压支架进行三维实体构建；

⑵在仿真系统中对构建的液压支架模型施加约束、设置材料属性、施加载荷等；

⑶对模型进行静力、动力及运动学仿真；

⑷对仿真结果进行分析,看结果是否和设计目标相一致,如果一致则对模型结构进行有限元分析,从而完成对液压支架的优化设计。否则,改进液压支架的几何模型进而改变载荷函数,再完成上述内容。

1 支架虚拟样机的三维构建

根据液压支架工作现场状况和液压支架的一般设计原则,并结合前面对液压支架的受力和承载能力分析的分析结果。利用CAD软件建模工具构建支架各主要元部件的实体模型，见图1。再根据各组件的装配关系,应用约束操作、前后处理模块和装配功能完成液压支架整架的三维实体模拟样机，见图2。由此产生了符合课题要求的支架运动模型[1]。

图1 底座和后连杆实体模型

图2 液压支架三维整体模型

2 支架虚拟样机的受力分析

应用CAD/CAE软件系统对构建的液压支架三维实体模型进行运动学仿真。……