窄型薄煤层履带行走式液压支架铲板的研制

提出了窄型薄煤层履带行走式液压支架铲板设计原则及技术难点,同时利用Cosmosworks软件对铲板结构强度进行有限元分析,通过分析对比中厚煤层履带行走式液压支架成功应用的铲板结构及强度,对其铲板的空间结构进行了改进,满足了设备安全可靠使用。 ### 窄型薄煤层履带行走式液压支架铲板的研制 #### 知识点一：窄型薄煤层履带行走式液压支架概述 - **适用环境**：适用于2米以下薄煤层的短壁房柱式机械化开采。 - **功能特点**：与连续采煤机配合使用，实现顶板及时支护，保障短壁工作面的安全高效开采，提高煤炭回收率，降低回采成本。 - **主要组成**：包括履带驱动式底座、铲板、顶梁、掩护梁、前后连杆及立柱和千斤顶等。 #### 知识点二：窄型薄煤层履带行走式液压支架铲板设计原则及技术难点 - **设计原则**： - 结构紧凑，适合狭窄空间操作。 - 强度与刚性兼顾，确保长期稳定运行。 - 考虑到薄煤层特点，需减小整体尺寸，增加灵活性。 - **技术难点**： - 如何在减少体积的同时保证结构强度。 - 在复杂工况下保持良好的稳定性和耐用性。 #### 知识点三：Cosmosworks软件在铲板结构强度有限元分析中的应用 - **Cosmosworks软件介绍**：一款集成在SolidWorks中的高级有限元分析工具，用于模拟各种物理现象，如结构力学、流体动力学、热传导等。 - **分析目的**：验证铲板结构的强度和稳定性是否满足实际工作需求。 - **分析过程**： - 建立铲板三维模型。 - 应用材料属性、边界条件以及载荷情况。 - 进行静态或动态分析，获取应力、应变分布等关键数据。 - **分析结果**：通过对比分析中厚煤层履带行走式液压支架铲板的成功案例，对窄型薄煤层履带行走式液压支架铲板的空间结构进行改进，确保其满足安全可靠的使用标准。 #### 知识点四：改进后的铲板结构特点 - **结构优化**：基于有限元分析结果，对铲板的关键部位进行强化处理，提高其承载能力和耐久性。 - **重量减轻**：采用轻量化设计策略，在保证强度的前提下减轻铲板的整体重量。 - **空间适应性增强**：通过结构调整，使铲板更加适应狭窄的薄煤层开采环境。 #### 知识点五：案例分析——仿真结果与理论计算的对比 - **仿真方法**：采用ANSYS和ADAMS软件构建虚拟样机模型，并进行动态分析。 - **对比结果**：仿真结果与理论计算结果高度吻合，证明了虚拟样机模型的有效性和准确性。 - **意义**：验证了铲板设计的合理性与科学性，为后续的设计改进提供了有力的数据支持。 #### 知识点六：研究成果的应用价值 - **填补市场空白**：针对目前市场上缺乏适用于2米以下薄煤层短壁工作面开采的履带行走式液压支架的情况，本研究具有重要的市场价值和社会效益。 - **技术创新**：通过引入先进的仿真分析技术，提高了产品的设计水平和技术含量。 - **推动行业发展**：为薄煤层开采技术的进步贡献了新的解决方案，有望带动相关行业的技术革新和发展。 #### 结论 通过对窄型薄煤层履带行走式液压支架铲板的设计原则、技术难点及其结构强度的有限元分析，本研究不仅实现了铲板性能的有效提升，还为薄煤层开采技术的发展提供了新的思路和方法。未来，随着技术的不断进步和完善，此类液压支架将在更多的薄煤层开采项目中发挥重要作用。