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基于SolidWorks- Simulation的單體支柱

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基于SolidWorks- Simulation的單體支柱

基于SolidWorks- Simulation的單體支柱 論文導(dǎo)讀:柱鞋指墊襯或套穿在單體液壓支柱或金屬摩擦支柱底部,防止支柱鉆底的輔助裝置。仿真工作流程如圖5所示。關(guān)鍵詞:柱鞋,仿真,優(yōu)化設(shè)計(jì)  1.設(shè)計(jì)依據(jù) 柱鞋指墊襯或套穿在單體液壓支柱或金屬摩擦支柱底部,防止支柱鉆底的輔助裝置。柱鞋形式有分離式柱鞋和裝配式柱鞋。 根據(jù)《中華人民共和國(guó)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》MT 542一1996 單體支柱柱鞋標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定: 1.1規(guī)格 分離式柱鞋的規(guī)格尺寸見表1、圖1所示。 表1   外徑(d) mm 260 280 300 320 高度(h) mm ≥40 ≥50 厚度(δ1) mm 金屬柱鞋 ≥8 ≥12 聚合物柱鞋 ≥15 ≥15 柱窩尺寸mm 直徑(d2) 124;140 邊長(zhǎng)(l×l) 110×110 鞋耳孔徑(d3) mm ≥12 注:柱窩尺寸對(duì)用于單體液壓支柱的柱鞋是指柱窩直徑d2,對(duì)用于金屬摩擦支柱的柱鞋是指柱窩方孔邊長(zhǎng)l×l。 1.2性能要求 承載能力: 柱鞋承載能力為柱鞋沿軸線方向承受載荷的能力。 額定載荷為柱鞋設(shè)計(jì)的最大承受載荷,其值定為1.2倍的支柱工作阻力。 性能試驗(yàn):1000kN材料試驗(yàn)機(jī)或支柱試驗(yàn)臺(tái),支柱柱底或與柱底相應(yīng)規(guī)格的專用件以及表2相應(yīng)規(guī)格的承壓墊圈。加載采用常規(guī)靜載荷加載方法,按圖2所示方式進(jìn)行。 表2   試驗(yàn)柱鞋規(guī)格(d1) 180- 200 220- 240 260- 280 300- 320 承壓墊圈 內(nèi)徑(φ1) 120 160 190 220 外徑(φ2) 200 240 270 300 高度(h1) 60- 100   2.立物理模型 2.1根據(jù)單體支柱柱鞋標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,以φ320規(guī)格的分體式金屬柱鞋為例,建立柱鞋物理模型。其中初定:D1=170mm,δ=15mm,L1=12mm,L2=12mm,R=500mm,如圖3所示。 圖4 3.利用SolidWorks- Simulation對(duì)以上物理模型進(jìn)行仿真優(yōu)化 仿真工作流程如圖5所示。 3.1定義初始仿真算例 算例類型:定義靜態(tài)算例。 屬性設(shè)置:自適應(yīng),解算器為自動(dòng)。 材料屬性:鑄造碳鋼。 接觸:零件接觸,選擇柱鞋實(shí)體和承載墊圈實(shí)體。 夾具:固定承載墊圈。 載荷:垂直向下,作用在柱窩內(nèi)底面上,30×1.2=36000kgf。 3.2評(píng)估初始算例的結(jié)果 運(yùn)算初始算例后,評(píng)估:在底部中心區(qū)安全系數(shù)nmin=0.67;質(zhì)量M=13.3kg,偏重。 3.3設(shè)定設(shè)計(jì)算例的屬性 設(shè)定設(shè)計(jì)算例質(zhì)量為:快速結(jié)果。 3.4定義變量 δ:20~27步進(jìn)1;D1:160~170mm步進(jìn)1;L1:12~18mm步進(jìn)1;L2:6~12mm步進(jìn)1;R:400~450mm,步進(jìn)5。 3.5定義約束 傳感器類型:Simulation數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)量:結(jié)果為應(yīng)力 ,分量為VON:Von Mises。 屬性:?jiǎn)挝粸镸pa,準(zhǔn)則為模型最大值。 3.6定義目標(biāo) 傳感器類型:質(zhì)量屬性。 屬性:柱鞋模型的質(zhì)量最小化。論文參考。 3.7查看設(shè)計(jì)算例的結(jié)果 算例的運(yùn)行結(jié)果:δ=23;D1=160;L1=18;L2=11;R=430。安全系數(shù)0.85,質(zhì)量11.70kg。論文參考。 評(píng)價(jià):質(zhì)量控制的可以,安全系數(shù)不夠。 3.8調(diào)整結(jié)果修改模型 調(diào)整δ=28以提高中心安全系數(shù);調(diào)整L2=8以降低模型質(zhì)量。 3.9查看調(diào)整后運(yùn)行結(jié)果 安全系數(shù)1.04,質(zhì)量11.57kg。滿足設(shè)計(jì)期望。論文參考。 4.結(jié)束語(yǔ) 傳統(tǒng)開發(fā)產(chǎn)品周期通常包括以下步驟:建造模型;生成設(shè)計(jì)的原型;現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試原型;評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的結(jié)果;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果修改設(shè)計(jì)。 建造了模型之后,需要確保模型能夠在現(xiàn)場(chǎng)有效地發(fā)揮作用。如果缺乏分析工具,則只能通過(guò)昂貴且耗時(shí)的產(chǎn)品開發(fā)周期來(lái)完成這一任務(wù)。這一過(guò)程將一直繼續(xù),直到獲得滿意的解決。 現(xiàn)在我們?cè)谟?jì)算機(jī)上模擬模型的測(cè)試過(guò)程來(lái)代替昂貴的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,從而降低費(fèi)用。通過(guò)減少產(chǎn)品開發(fā)周期數(shù)量來(lái)縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間。 宋步明(1964—),男, 1988年河南工程技術(shù)學(xué)校礦山機(jī)電專業(yè)畢業(yè),1994年畢業(yè)于焦作礦業(yè)學(xué)院機(jī)制專業(yè),就職于河南煤化集團(tuán)焦煤公司鑫珠春機(jī)械制造廠,助理工程師,從事礦山機(jī)械及配件生產(chǎn)。 通訊地址:河南省焦作市中站區(qū)怡光南路16號(hào)焦煤公司鑫珠春機(jī)械制造廠, 宋步明(收)    

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