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随着我国厚煤层探明的赋存量越来越大,大采高综采已成为煤矿高产高效的一种重要技术。大采高液压支架作为大采高综采的关键设备,由于其工作环境恶劣、受力复杂、负载变化大以及在井下经常发生损坏的特性,严重影响了矿井的正常生产,制约了煤矿经济效益的提高,所以大采高液压支架的研制成为我国煤炭行业科研人员的重要工作。 本文针对杨家湾煤矿特殊的地质条件,结合液压支架的设计标准,将虚拟样机技术、有限元分析技术和参数化技术紧密配合,运用到液压支架的开发中。通过文献查阅及现场调研,参考厚煤层极易出现的煤壁片帮、顶板冒落、地板塌陷等问题,对支架进行总体架型研究,设计出ZY9000/24/58型两柱掩护式液压支架,并对其做全过程受力分析得到最恶劣工作状态,为有限元强度方面分析以及稳定性方面分析打下基础。 根据设计得到的大采高液压支架的结构特点,使用Solid Works建立支架关键零部件的三维模型,并根据各个部件的初始相对位置关系和运动学约束关系进行组装生成装配体;采用有限元数值模拟技术,用ANSYS软件辅助,在不同工况下,对支架的结构件进行强度分析,获得支架的应力和应变数据,完成强度校核;考虑到支架的稳定性和经济性要求,利用参数化建模对顶梁使用的板材厚度进行优化,减小板厚,节约材料,减轻重量,优化效果明显;针对大采高液压支架易倾倒、下滑的情况,对支架进行稳定性分析,在特定工况下校核横向稳定系数、纵向稳定系数以及移架时的最小支撑力,并提出提高支架稳定性的相应措施。