以準(zhǔn)500 缸徑的液壓支架立柱為實(shí)例，利用Pro/E 軟件建立立柱的三維模型，利用數(shù)據(jù)無(wú)縫鏈接方法導(dǎo)入到ANSYS-workbench 中，對(duì)液壓缸的耐壓能力進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)立柱整體強(qiáng)度進(jìn)行模擬校核與分析。

液壓支架的立柱參數(shù)

　　本文以鄭州煤機(jī)廠生產(chǎn)的7 m 大采高支架為研究模型，根據(jù)支架的工作要求，2 根立柱共需要承擔(dān)16 800 kN 的工作阻力， 以此為基礎(chǔ)得到單根立柱的額定工作阻力為8 400 kN， 初撐力為6 185kN，并根據(jù)缸體材料的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，取較大的安全系數(shù)， 計(jì)算得到立柱大缸的外徑為580mm、內(nèi)徑為500 mm，中缸的外徑為470 mm、內(nèi)徑為380 mm。

立柱的強(qiáng)度計(jì)算

　　缸體材料選擇常用的27SiMn 無(wú)縫鋼管， 其抗拉強(qiáng)度σb=980 MPa，屈服強(qiáng)度σs=835 MPa。在液壓支架立柱工作過(guò)程中，液壓油是完全封閉在液壓缸內(nèi)，可以簡(jiǎn)化為圓筒形受壓容器，在對(duì)這種容器分析中， 其內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)是與缸體內(nèi)徑與缸體厚度的比值有關(guān)的，在本例中，外缸與中缸的徑厚比都遠(yuǎn)>3.2，將其歸為厚壁容器，缸體理論壁厚

　　式中p———液壓缸的工作壓力，MPa;

　　D———缸體內(nèi)徑，mm;

　　φ0———強(qiáng)度系數(shù)。

　　經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)中缸的實(shí)際內(nèi)部液體作用所受到的應(yīng)力最大，在安全系數(shù)取5 時(shí)，中缸理論計(jì)算厚度為74 mm,外缸理論壁厚為52 mm;安全系數(shù)取3時(shí)， 中缸理論計(jì)算厚度為42 mm, 外缸理論厚度為30 m。中缸厚度為45 mm，外缸厚度為40 mm，設(shè)計(jì)可靠。

結(jié)語(yǔ)

　　立柱是液壓支架的關(guān)鍵部件，直接決定了液壓支架的可靠性與安全性。本文通過(guò)實(shí)例介紹了缸體強(qiáng)度的計(jì)算過(guò)程，并通過(guò)建模介紹了支柱強(qiáng)度校核方法， 得到了整個(gè)支柱的受力狀況與應(yīng)變情況，為以后工作提供分析參考。