發(fā)布時間：2018-04-16 23:16

  本文選題：充填液壓支架 + 后項梁��； 參考：《遼寧工程技術(shù)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：充填液壓支架是集液壓支架與充填機(jī)構(gòu)于一體的綜合性機(jī)械化采礦設(shè)備。它不僅能夠支撐頂板來壓,保證開采工作順利的進(jìn)行以及工作人員的人身安全,還能將開采出的矸石、廢物等回填至采空區(qū),進(jìn)而有效的解決“三下壓煤”問題,防止由礦山開采所帶來的地表坍塌、建筑物損壞以及環(huán)境污染等問題。本文主要對ZZC8800/20/38型六柱支撐式充填液壓支架的后頂梁進(jìn)行受力分析及優(yōu)化設(shè)計。首先,對ZZC8800/20/38型六柱支撐式充填液壓支架的整體結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)進(jìn)行了分析,分析其在不同工況下工作時后頂梁的受力情況。對工況的分類是按照其在不同的支撐高度下受集中載荷、均布載荷、偏載、工作面有傾角以及移架方式的不同而分類的。經(jīng)分析得知,ZZC8800/20/38型六柱支撐式充填液壓支架末端懸掛的充填刮板輸送機(jī)給予后訂梁的力相比于頂板給予后訂的力很小,因此在對后訂梁進(jìn)行受力分析時,可以將充填刮板輸送機(jī)忽略不計。其次,利用三維建模軟件Pro-e建立充填液壓支架的實體模型,并對后頂梁進(jìn)行模型簡化。通過pro-e與Ansys無縫對接,將模型導(dǎo)入至Ansys中并對其進(jìn)行多工況下的靜力學(xué)有限元分析,得出相應(yīng)的應(yīng)力、位移云圖,并對其結(jié)果進(jìn)行分析。分析得知ZZC8800/20/38型六柱支撐式充填液壓支架在進(jìn)行后頂梁帶壓移架時其所受的應(yīng)力最大值超過了材料許用值,因此不建議采用此種移架方式。此外,該充填液壓支架在其他工況下均能正常工作,且強(qiáng)度上均有一定的富余。最后,以后頂梁的質(zhì)量為目標(biāo)函數(shù),以不超過材料最大屈服強(qiáng)度為優(yōu)化條件,對后頂梁進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化和尺寸優(yōu)化。拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果是去除了后頂梁前端兩塊加強(qiáng)筋板以及后端懸掛多孔底卸式刮板輸送機(jī)托板上的兩塊筋板。尺寸優(yōu)化的結(jié)果是將后頂梁主肋板厚度減小1mm,頂板厚度減小4mm,主肋板高度增加6mm,共減輕質(zhì)量283.45kg,按照最優(yōu)值更改原實體模型,再次對其進(jìn)行有限元分析,驗證優(yōu)化結(jié)果。經(jīng)分析,優(yōu)化后的后頂梁仍滿足使用條件,達(dá)到優(yōu)化目的。
[Abstract]:Filling hydraulic support is a comprehensive mechanized mining equipment which integrates hydraulic support and filling mechanism.It can not only support roof pressure, guarantee the smooth progress of mining work and the personal safety of the staff, but also backfill the mined gangue and waste into the goaf, and then effectively solve the problem of "three lower coal pressure".Prevent surface collapse, building damage and environmental pollution caused by mining.In this paper, the stress analysis and optimization design of the back-top beam of ZZC8800/20/38-type six-column backfill hydraulic support are carried out.Firstly, the whole structure and main parameters of ZZC8800/20/38 type six-column backfill hydraulic support are analyzed, and the stress of the back top beam under different working conditions is analyzed.The classification of working conditions is classified according to the centralization load, the uniform load, the partial load, the inclined angle of the working face and the different ways of moving the frame under different supporting heights.Through analysis, we can see that the force given by the backfill scraper conveyor suspended at the end of the six-column backfill hydraulic support of ZZC8800 / 20 / 38 is very small than that given by the roof, so in the analysis of the force of the backbound beam,The filling scraper conveyor can be ignored.Secondly, the 3D modeling software Pro-e is used to establish the solid model of the filling hydraulic support, and the model of the back top beam is simplified.Through seamless docking between pro-e and Ansys, the model is imported into Ansys and analyzed by finite element method under multiple working conditions. The corresponding stress and displacement clouds are obtained and the results are analyzed.It is found that the maximum stress of ZZC8800/20/38 type six-column backfill hydraulic support is higher than the allowable value of material, so it is not recommended to use this method.In addition, the filling hydraulic support can work normally under other working conditions, and the strength has some surplus.In the end, the mass of the back top beam is taken as the objective function and the maximum yield strength of the material is taken as the optimization condition. The topology optimization and the size optimization of the back top beam are carried out.The result of topology optimization is to remove two stiffened plates at the front end of the back top beam and two stiffened plates on the rear end suspended porous bottom scraper conveyor carrier.The result of dimension optimization is that the thickness of the main rib plate is reduced by 1 mm, the thickness of the roof plate is reduced by 4 mm, the height of the main rib plate is increased by 6 mm, and the mass is reduced by 283.45 kg. According to the optimum value, the original solid model is modified and the finite element analysis is carried out again to verify the optimization result.After analysis, the optimized back-top beam still meets the operating conditions to achieve the purpose of optimization.
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD355.4

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本文編號：1761005