基于SolidWorks- Simulation的单体支柱

基于SolidWorks- Simulation的单体支柱论文导读：柱鞋指垫衬或套穿在单体液压支柱或金属摩擦支柱底部，防止支柱钻底的辅助装置。仿真工作流程如图5所示。关键词：柱鞋，仿真，优化设计1.设计依据柱鞋指垫衬或套穿在单体液压支柱或金属摩擦支柱底部，防止支柱钻底的辅助装置。柱鞋形式有分离式柱鞋和装配式柱鞋。根据中华人民共和国煤炭行业标准MT 542一1996 单体支柱柱鞋标准规定：1.1规格分离式柱鞋的规格尺寸见表1、图1所示。表1 外径(d) mm 260 280 300 320 高度(h) mm 40 50 厚度(1) mm 金属柱鞋 8 12 聚合物柱鞋 15 15 柱窝尺寸mm 直径(d2) 124；140 边长(ll) 110110 鞋耳孔径(d3) mm 12 注：柱窝尺寸对用于单体液压支柱的柱鞋是指柱窝直径d2，对用于金属摩擦支柱的柱鞋是指柱窝方孔边长ll。 1.2性能要求承载能力: 柱鞋承载能力为柱鞋沿轴线方向承受载荷的能力。 额定载荷为柱鞋设计的最大承受载荷，其值定为1.2倍的支柱工作阻力。性能试验:1000kN材料试验机或支柱试验台，支柱柱底或与柱底相应规格的专用件以及表2相应规格的承压垫圈。加载采用常规静载荷加载方法，按图2所示方式进行。表2 试验柱鞋规格(d1) 180- 200 220- 240 260- 280 300- 320 承压垫圈 内径(1) 120 160 190 220 外径(2) 200 240 270 300 高度(h1) 60- 100 2.立物理模型2.1根据单体支柱柱鞋标准规定，以320规格的分体式金属柱鞋为例，建立柱鞋物理模型。其中初定：D1=170mm，=15mm，L1=12mm，L2=12mm，R=500mm，如图3所示。图43.利用SolidWorks- Simulation对以上物理模型进行仿真优化仿真工作流程如图5所示。3.1定义初始仿真算例算例类型：定义静态算例。属性设置：自适应，解算器为自动。材料属性：铸造碳钢。接触：零件接触，选择柱鞋实体和承载垫圈实体。夹具：固定承载垫圈。载荷：垂直向下，作用在柱窝内底面上，301.2=36000kgf。3.2评估初始算例的结果运算初始算例后，评估：在底部中心区安全系数nmin=0.67；质量M=13.3kg，偏重。3.3设定设计算例的属性设定设计算例质量为：快速结果。3.4定义变量：2027步进1；D1：160170mm步进；L1：128mm步进；L2：612mm步进；R：400450mm，步进。3.5定义约束传感器类型：Simulation数据。数据量：结果为应力 ，分量为VON:Von Mises。属性：单位为Mpa，准则为模型最大值。3.6定义目标传感器类型：质量属性。属性：柱鞋模型的质量最小化。论文参考。3.7查看设计算例的结果算例的运行结果：=23；D1=160；L1=18；L2=11；R=430。安全系数0.85，质量11.70kg。论文参考。评价：质量控制的可以，安全系数不够。3.8调整结果修改模型调整=28以提高中心安全系数；调整L2=以降低模型质量。3.9查看调整后运行结果安全系数1.04，质量11.57kg。满足设计期望。论文参考。.结束语传统开发产品周期通常包括以下步骤：建造模型；生成设计的原型；现场测试原型；评估现场测试的结果；根据现场测试结果修改设计。建造了模型之后，需要确保模型能够在现场有效地发挥作用。如果缺乏分析工具，则只能通过昂贵且耗时的产品开发周期来完成这一任务。这一过程将一直继续，直到获得满意的解决。现在我们在计算机上模拟模型的测试过程来代替昂贵的现场测试，从而降低费用。通过减少产品开发周期数量来缩短产品开发时间。宋步明（1964），男， 1988年河南工程技术学校矿山机电专业毕业，1994年毕业于焦作矿业学院机制专业，就职于河南煤化集团焦煤公司鑫珠春机械制造厂，助理工程师，从事矿山机械及配件生产。通讯地址：河南省焦作市中站区怡光南路16号焦煤公司鑫珠春机械制造厂, 宋步明（收）