液压支架广泛应用于综采工作面，是综采工作面的重要支撑设备之一。采用SolidWorks三维建模软件对ZY320液压支架进行建模，利用COSMOS运动仿真模块对液压支架的升降、推压和移动四个运动过程进行仿真分析，并以三维动画的形式进行可视化显示。仿真结果对液压支架的设计具有一定的指导意义。
0 引言
　　SolidWorks三维建模软件是专为机械行业设计的。利用SolidWorks进行液压支架的设计。其仿真模块可用于分析液压支架各部件之间的运动关系，绘制各部件的运动轨迹曲线。它在液压支架的理论分析、结构改进和设计中起着重要作用。同时，可以很好地与Adams、ANSYS等分析软件相结合，为下一步液压支架的分析奠定基础。
1 液压支架三维模型的建立
　　ZY320液压支架一般由顶梁、底座、掩护梁、前后连杆、立柱和千斤顶组成。为了实现液压支架工作过程的运动仿真，首先要建立液压支架的三维模型。液压支架三维模型的建立主要包括液压支架各部分的实体建模和整机的虚拟装配。二是正确确定各部件之间的装配关系，通过“同轴中心”、“重合”、“平行”、“垂直”和“距离”的协同命令进行协同工作，这是实现液压支架运动仿真的关键。 
　　图1是由SolidWorks三维建模软件建立的ZY320液压支架整机模型。液压支架整机建模一般采用自底向上的建模方法，即根据每个零件的结构形状和尺寸建立零件的三维模型，然后根据零件之间的匹配和约束关系进行整机装配，完成整机的虚拟装配。
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    图1 ZY320型液压支架整机模型
2 液压支架的运动仿真和分析
    (1)ZY320液压支架运动仿真的建立
    COSMOS Motion插件集成于SolidWorks软件中，并且与Solid Works软件实现无缝连接。COSMOS Motion插件是一个较强大的运动分析与仿真模块。通过它进行液压支架的运动仿真时，能够精确地得到液压支架各个零部件的速度、位移、加速度、力及反作用力等运动情况，得到相应的曲线图。
    COSMOS Motion仿真模块对ZY320型液压支架运动仿真主要分为几个步骤，如图2所示。
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    图2 液压支架仿真过程
    液压支架运动仿真过程具体实施步骤：
　　(1)确定液压支架的运动部件和静止部件，将液压支架的底座设置为静止部件，将其他部件设置为运动部件；
　　(2)生成约束，cosmomotion提供旋转副、球副、平移副、圆柱副、固定约束、万向节和其他约束副，液压支架在整机装配过程中自动将相应的约束副添加到模型中。例如，立柱和顶梁、立柱和底座分别在立柱座的位置通过球对连接:各种千斤顶中的液压缸和活塞通过平移对连接；前梁和顶梁、顶梁和掩护梁、掩护梁和前后连杆、前后连杆和底座通过转动副连接；
　　(3)增加驱动，要求实现ZY320液压支架的运动学仿真:液压支架从最低位置伸出一级立柱。行程为640.18毫米，然后延伸第二级立柱，行程为589.82毫米至最高位置，然后延伸前梁和前探测梁，然后降低前梁和前探测梁，最后降低第一级和第二级立柱至初始位置。
    为了实现上述的运动方式需要添加如下驱动函数（添加完约束见图3）：
    中缸与外缸体上添加平动驱动，类型为位移驱动，驱动规律step函数表达式为：
    STEP(TIME，0，0，8，550)+STEP(TIME，30，0，35，-550)；
    中缸与活柱上添加平动驱动，类型为位移驱动，驱动规律用step函数表达式为：
    STEP(TIME，8，0，15，557.95)+STEP(TIME25，0，30，-557.95)；
    前梁千斤顶上添加平动驱动，类型为位移驱动，驱动规律为：
    STEP(TIME，15，0，17，70)+STEP(TIME，22，0，24，-70)；
    护帮千斤顶上添加平动驱动，类型为位移驱动，驱动规律为：
    STEP(TIME，17，0，19，120)+STEP(TIME，20，0，22，-120)；
平衡千斤顶上添加平动驱动，类型为位移驱动，驱动规律为：
    STEP(TIME，0，0，8，-86.06)+STEP(TIME，8，0，15，-109.19)+STEP(TIME，26，0，30，86.06)+STEP(TIME，30，0，35，109.19)；
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    图3 添加驱动函数
    (2)运动仿真性能分析
　　使用SolidWorks COSMOS Motion插件模拟ZY320液压支架的运动，可以方便地获得相关零件的运动仿真图、轨迹跟踪和干涉检查，如图4所示。
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    图4 液压支架顶梁的平均加速度
    (3)输出文件
　　通过SolidWorks COSMOS Motion插件获得的液压支架仿真文件可以直接输出到MSC。ADAMS中，添加的约束可以直接在ADAMS中识别，从而方便动力学分析。同时，它还可以输出AVI动画，VRML和其他格式的进一步研究。
3 结语
　　ZY320液压支架的运动仿真由SolidWorks运动仿真模块进行。通过轨迹跟踪，可以得到相关的图形和动画演示，来表达ZY320液压支架的运动仿真过程。在一定程度上，它反映了液压支架的真实运动情况。将虚拟仿真应用于实际产品时，可以在产品设计的初始阶段进行虚拟仿真，设计人员可以从中发现设计中可能存在的问题，并提出相应的改进措施。