液壓支架總體結構設計

作者：鮑鵬飛張振靜李建設

**：《科技傳播》2023年第05期

摘要本文介紹了zy4200/14.5/32型兩柱掩護式液壓支架總體結構設計方法。應用matlab軟體進行引數優化和彎矩計算，利用pro/e三維建模進行運動分析，使用ansys軟體對液壓支架總體結構進行有限元分析。

為液壓支架總體結構設計提供參考。

關鍵詞液壓支架；matlab；pro/e；安全係數；有限元

中圖分類號td3 文獻標識碼a 文章編號 1674-6708（2013）86-0122-02

1 液壓支架主要技術引數

根據山西焦煤正益的礦井特點，研發了zy4200/14.5/32型兩柱掩護式液壓支架。支架主要技術引數見表1。

支架總體設計方案：採用正四連桿結構型式，支護方式採用及時支護；頂樑結構為整體頂樑帶鉸接前梁，帶護幫；底座為分體式剛性結構，底座上配置抬底機構；立柱前方設定人行通道；推移裝置採用倒裝千斤頂長推桿結構。

2確定液壓支架變數

利用二次開發的matlab軟體對液壓支架各設計變數進行優化設計。液壓支架設計變數主要包括：頂樑與掩護梁的鉸點變數l2、y2；掩護梁前後連桿鉸點變數y0、y1、y5、y6；底座前後連桿鉸點變數z1、z2、z3、z4；前、後連桿長度變數g1、g2，如圖1所示。

變數優化滿足以下幾點要求：1）支架由高到低雙紐線軌跡始終向前，並且擺動幅度不超過100mm，；2）掩護梁背角大於18°；3）後連桿的水平夾角不超過85°；4）前、後連桿力絕對值之和最小；5）支架四連桿長度之和最小；6）滿足平均支護強度0.53mpa～0.

6mpa，底座前端比壓1.6mpa～2.3mpa。

綜合考慮最終優化出一組引數。

3 三維建模

根據優化的引數和技術協議的要求進行pro/e三維建模（盡量選擇骨架建模方式，模型進行改動更方便快捷）。模型建好後進行運動分析，確保支架在最高和最低位置各零件間無干涉。