手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
支護平臺可以實現掘進頭支護構件下截割時，載荷波動有較大隨機性，升降油缸提供拉力，機架受到向上力的作用，不利于整機的穩定，因此，盡量考慮以橫擺截割為主輔以上下擺動截割。架設的完全機械化，改善掘進頭工作面的支護狀況，保證掘進工作安全生產，降低工人勞動強度。巷道掘進支護平臺中的工作平臺主要用于承載支護棚梁、腳架和工作人員，為主要結構承載件。平臺支撐臂是工作平臺的主要控制件，可以實現工作平臺的上升與下降，從而將支護材料和工作人員送至相應的位置。因此，正確分析平臺支撐臂的應力特征，對于合理設計巷道掘進支護平臺有著重要的意義。本研究運用ANSYS Workbench有限元分析軟件，建立平臺支撐臂的有限元模型，對平臺支撐臂的各個部分受力和變形情況進行強度分析，克服了以往靠經驗和模仿的設計狀態，提高設計效率和精度。
三維實體模型建立平臺支撐臂前端通過銷軸、平臺聯接頭和工作平臺相聯，后端通過銷軸和主梁相聯，同時后端又安裝大小液壓缸。依據以上所述平臺支撐臂配合需要的負載、行程等，設計了平臺支撐臂的三維結構，如圖所示。平臺支撐臂由鋼板和加強肋焊接而成，減輕了整個巷道掘進支護平臺的重量，同時加強肋的使用保證平臺支撐臂的強度。在此基礎上，可以將平臺支撐臂三維圖生成二維圖，為下一步強度分析提供尺寸參考。
平臺支撐臂有限模型在SolidWorks中，將平臺支撐臂三維實體模型另保存為x_t格式，然后直接導入到ANSYS Workbench中，ANSYS Workbench利用Solid186單元類型進行網格劃分獲得如圖所示的有限元模型。Solid186單元是20節點3D實體單元，每個節點有3個自由度，可以用來建立疊層殼或實體的有限元模型，每個單元最多允許有250層的等厚度材料層，允許沿厚度方向的變形斜率可以不連續，支持材料的非線性行為和大變形。材料選取平臺支撐臂使用材料為Q550合金結構鋼，其彈性模量為210GPa，泊松比為0.29，密度為7850kg/m3，屈服強度為550MPa。
Q550屬于低合金高強度結構鋼，具有良好的塑性、韌性、耐腐蝕性和焊接性，可廣泛用于橋梁、船舶、高壓容器、起重機械、大型焊接件等。位移約束和載荷加載在本研究中，平臺支撐臂在工作平臺達到最大載荷情況下的應力分布規律及變形情況，可將平臺支撐臂的一端固定，而平臺支撐臂控制工作平臺上升與下降，因此，在靠近主梁端處的銷軸孔施加3個方向的位移約束分別為Ux=0，Uy=0，Uz=0，在平臺支撐臂靠近工作平臺端處施加Y方向的壓力101kN及重力加速度。由位移云圖可知，平臺支撐臂最大變形出現在靠近工作平臺處，最大的變形為16.647mm，其次平臺支撐臂整體位移過渡比較均勻，沒有較大的變形，也不存在明顯的變形突變。由應力云圖可知，平臺支撐臂最大應力值為240.3MPa，出現在靠近主梁端和銷軸孔處，但是其值遠遠小于材料Q550的屈服強度550MPa。所以，其強度、剛度滿足安全要求，也說明平臺支撐臂的設計是合理可靠的。
本研究利用ANSYS Workbench軟件對支護平臺支撐臂進行強度分析，得到支撐臂在最大載荷下的應力分布規律及變形情況。結果表明：支護平臺支撐臂的強度、剛度滿足安全要求，從而論證了支撐臂結構設計的合理，為平臺支撐臂下一步的優化設計提拱了重要的理論依據。
專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
杭州納泰科技咨詢有限公司
本文出自杭州納泰科技咨詢有限公司m.hldzczs.com.cn，轉載請注明出處和相關鏈接！