从大型乙烯压缩机推力盘拆卸困难案例出发,针对原始结构的安装和拆卸过程进行仿真计算,初步判别问题发生原因为油槽大、小径侧轴孔涨开油压比过大,导致油压无法向两侧同时传递。并以此确定新结构设计的优化方向,即保障安装油压不升高的前提下,满足油槽大小径侧轴孔涨开油压比为1,并同时开展推力承载能力核算。最后通过现场的产品试验验证了优化方法的可行性,结合多台产品的解决案例反馈,进一步说明该分析方法具有较高的参考价值。

煤矿用全液压锚杆锚索钻车因其具备工作压力高、动力头输出扭矩大和回转速度无级可调等优点,被广泛应用于煤矿井下开采工作面。但其钻架的可靠性一直是其工作中的薄弱环节。本文基于ANSYSWorkbench平台,对CMM2-20型煤矿用全液压锚杆锚索钻车的钻架进行可靠性分析。对钻车钻架进行静力学分析,通过有限元分析结果找出钻架上应力集中的部件。仿真结果为矿用全液压钻车钻架结构设计优化提供了理论依据,对于保障井下作业人员的安全具有实际的工程意义。

以ZY12000/20/40型液压支架掩护梁为研究对象;首先,采用Creo软件建立其三维模型,导入ABAQUS软件并依据两种恶劣工况对掩护梁结构强度进行分析,然后,根据计算结果提出了掩护梁的优化方案,优化后掩护梁计算分析表明优化后掩护梁最大应力降低84 MPa,有效提高了掩护梁的可靠性以及使用寿命。

针对大采高ZY9400/28/62型液压支架在井下使用过程中由于受力不均衡造成部分支架伸缩梁耳板容易出现弯曲变形的问题,提出了三种优化设计方案,经对比分析后确定了最优方案,即利用力的反向作用原理,在液压支架伸缩梁耳板易变形处的内侧焊接一道弯盖板,从反方向上增加一个支撑力来抵消耳板正向受力作用,从而彻底有效解决了支架伸缩梁耳板受力变形问题,具有一定的推广应用价值。

针对井下液压支架在受力时柱窝区经常出现损坏、支架压死、柱窝区顶板压穿的异常,利用Hertz接触模型对其受力和载荷分布情况进行了研究,针对性地提出了液压支架柱窝区结构优化的方案。根据实际应用表明,优化后支架柱窝区的力学性能提升了约9.7%,顶梁柱帽的重量降低了约11.5%,底座柱窝的结构重量降低了约13.6%,显著提升了液压支架的工作稳定性和可靠性。

通过对液压支架上典型的方挡销式销轴固定结构的分析,指出可能出现的潜在损坏失效问题,并据此提出了详细具体的优化方案,提升了同类连接结构的可靠性,满足客户对液压支架结构高可靠性、易维护的使用预期。

以ZY9000/22/55D型大采高综采液压支架作为研究分析对象,利用ANSYS Workbench有限元数值分析软件对该液压支架在不同工况条件下主要构件受力情况进行模拟分析,得到液压支架受力状态下应力分布和位移变化云图,根据其应力变化规律,对受力较小的液压支架掩护梁进行尺寸和拓扑优化,使液压支架的整体结构应力重新分布。通过对优化后液压支架在不同工况下受力情况进行分析,验证优化后的液压支架各构件受力更加均衡合理,支架整体强度和承载能力得到明显改善,证明该优化改进方法合理有效,提高了支架整体支护的安全性。

针对50 t双柱液压机拉杆磨损的问题,建立了液压机机身的有限元模型,通过有限元分析确定了拉杆弯曲变形和拉杆磨损的主要原因。依据机身变形特点,对上横梁结构进行了加强,并对优化后的机身进行了有限元分析与验证试验。结果表明:经过结构优化,中心加载条件下拉杆最大变形量减小至0.222 mm,偏载条件下拉杆最大变形量减小至0.526 mm,液压机运行平稳,有效解决了拉杆的磨损问题。

近年来低位放顶煤液压支架尾梁千斤顶逐渐采用倒装结构,尾梁千斤顶活塞杆联接在掩护梁上。以ZF7800/18/35型液压支架掩护梁联接倒装尾梁千斤顶结构为切入点,分析掩护梁损坏的内在原因,经过ANSYS软件分析及理论计算,提出掩护梁结构改进的方向。通过对改进前后掩护梁结构的对比,找到掩护梁结构改进措施。改进后的掩护梁结构使用更可靠,更安全。

通过把一个特定型号的升降机尺寸数据代入虚功和虚位移方程推导出液压缸活塞杆的最大推力,并对剪叉机构与液压缸接触点和上下端点的铰孔进行力学分析。再用MATLAB对剪叉液压升降机进行优化得到最优安装位置参数,降低了液压升降机的动力消耗。