液压支架结构的可靠性设计研究

针对国内液压支架在结构件可靠性方面与国外产品的差距,依托2套出口支架产品,阐述了应用于中厚煤层高工作阻力液压支架的顶梁底座柱窝、掩护梁、连杆的抗弯、抗扭性结构设计,对这些结构的技术特征、创新性、应用范围进行了分析研究。2套出口支架顺利通过了按美国CONSOL标准进行的60 000次型式试验,试验结果表明,所述结构切实提高了支架的抗弯、抗扭性能,提高了液压支架的可靠性。

煤矿智能化液压支架控制系统研究

煤矿智能化开采是煤炭行业未来发展的重要方向。智能化开采的关键技术之一是智能化液压支架控制,其主要作用是实现煤矿井下集控、地面远控,保障煤矿自动化生产。重点分析了智能化液压支架控制系统的配置,主要包括液压支架电液控制系统、工作面视频监控系统、工作面人员定位系统、工作面自动找直系统、工作面智能化集中控制系统等。可以为煤矿智能化提供一定的技术参考。

液压支架液压阀可靠性提升研究

随着我国综采工作面长度的增加,对综采设备整体运行效能也提出了更高的要求。液压支架作为综采设备中至关重要的工作面支护装备,提高其使用寿命及可靠性将大幅提升综采设备的整体运行效能。因此,这也对作为液压支架控制系统基础的液压阀的可靠性提出了更高的要求。对液压支架上使用的液压阀进行了分类,分析了其中辅助阀的常见损坏形式及产生的原因,并从标准、材料、工艺、密封四方面提出了提升可靠性的方法,为液压支架整体可靠性提高迈出关键一步。

矿井超前掩护支架运输安撤专用车关键技术研究与应用

针对现阶段综采设备安撤过程中存在的超前支架运输难题,结合超前掩护支架细、长、高的结构特点,开发了一种车身稳定、运载方便、功能丰富和闲置率低的矿井超前掩护支架运输/安撤专用车。利用ABAQUS有限元仿真软件对该装备的部分结构进行模拟,结合力学理论分析,得到符合产品要求的仿真结构。阐明了超前掩护支架运输/安撤专用车的整车结构及工作原理,介绍了整机装配工艺流程及操作流程。超前掩护支架运输/安撤专用车的应用显著提升了矿井作业效率和安全性,节省了人工,降低了企业成本。同时,该专用车突破了传统作业模式,具有自重轻,重心低,运行平稳,装卸便捷,实现了“一专多能”。超前掩护支架运输/安撤专用车的成功应用为矿井清洁能源车辆的开发及自动化、智能化的发展奠定了良好的实践技术和理论支撑。

液压支架立柱导向套结构研究

立柱支撑功能失效是造成液压支架高度方向动作无法完成的根本原因,立柱导向套静密封漏液是导致立柱功能失效的主要原因。通过对立柱装配过程中静密封漏液的原因分析,调整导向套上联接螺纹和静密封位置并进行结构优化,有效解决了导向套装配过程对静密封的影响,保证了立柱装配质量,降低了在使用过程的漏液风险。

液压支架FBG倾角传感器的设计应用

在煤矿井下的支护中,FBG(Fiber Bragg Grating,光纤布拉格光栅)传感技术的应用和支架支护的检测具有一定的价值和重要性,因此需要对支架FBG倾角传感器进行设计,以提高矿采安全性。以A煤矿为例,在介绍采煤工作面概况后,对支架倾角姿态监测系统进行了分析,具体探讨了基于FBG的倾角传感器设计,并从监测原理、准确度补偿等方面进行了讨论。最后从模拟实验角度对FBG倾角传感器的应用价值进行了探讨,得出该倾角传感器能对顶梁、底座及前连杆的倾斜角度进行姿态监测,利于实时掌握支架的支护状态,及时调整支护参数,进一步提高采矿安全性。

自适应单元支架抱箍螺栓断裂失效分析

单元支架是巷道长距支护的有效形式之一,针对ZQ4000/19/40单元支架在使用过程中出现抱箍、螺栓断裂问题,从分析支架顶梁偏载受力入手,通过简化模型得出了抱箍及螺栓的受力方程,通过分析计算,找到了抱箍螺栓断裂的原因,并给出了改进建议。研究结果为液压单元支架的结构优化和受力分析提供了一定的理论依据,为液压支架设计人员提供了有效的计算方法,提高了整个支架的使用寿命。

掩护式前部放顶煤液压支架选型设计与可靠性研究

为解决土耳其IMBAT矿使用的四柱低位放顶煤支架出现的放煤效果不理想、拔后柱严重、外形尺寸大下井受限、前部顶板冒顶严重、顶板管理难度大等问题,结合矿方地质条件,提出一种适应此类地质条件的掩护式前部放顶煤液压支架。介绍了该液压支架的选型过程以及主要参数和结构特点,并对整架进行了偏转和扭转有限元分析。经样机研制及26000次压架试验,验证了该支架布局及结构的合理性,丰富了具备此类地质条件的综放开采液压支架应用案例。

推移千斤顶加载试验平台的设计

推移千斤顶在井下使用过程中工况复杂且伸缩频繁,对其密封寿命具有较大挑战,为验证推移千斤顶寿命,设计了推移千斤顶加载试验平台,确定了4工位结构和相关试验、加载控制回路的方案。该试验平台的研制能够验证推移千斤顶密封的寿命,为类似试验平台设计提供相关经验。

ZZ5000型液压支架四连杆机构受力分析

为进一步探究如何提升液压支架顶梁部位的运行质量,以煤矿企业常用的ZZ5000型液压支架为研究对象,在建立液压支架仿真模型的基础上,分别对底座与前连杆铰接点相对位置的上下误差、底座与后连杆铰接点相对位置的上下误差、掩护梁前后连杆铰接点相对位置的上下误差、掩护梁长度误差的上下偏差四个角度着手,探究上述偏差如何影响液压支架的运行质量,而后通过多变量遗传算法对上述指标进行优化,结果显示,优化后的液压支架四连杆有效支撑了液压支架支护准确度的提升。

一种液压支架及其生产工艺设计的总结

以某厂液压支架制造车间为例,介绍液压支架结构,阐述厂房工艺设计原则,介绍液压支架的加工工艺流程,对液压支架结构件生产的厂房的总体布局进行分析,从下料、焊接、涂装、装配4个环节总结液压支架制造车间相关的先进工艺和设备。

两柱及四柱放顶煤支架适应性对比分析

通过现场实测及理论计算,分别给出了两柱掩护式及四柱支撑掩护式综放支架立柱受力及支架合力作用点位置的对比分析。分析认为:两柱掩护式综放支架支护时,其支架左、右立柱受力分布均衡,支架支护性能得到了有效的发挥,支护效率较高;支架外载荷合力作用点分布范围更集中,距离工作面煤壁更近,有利于端面顶煤的稳定及减少工作面煤壁的片帮冒顶现象;在煤层条件适宜的情况下选用两柱式放顶煤支架更具有优势。

特大采高液压支架底板比压分析研究

为分析对比特大采高液压支架在不同工况下的底板比压分布,首先建立支架在正常工作加载、柱窝上方横向(纵向)加载、顶梁两端加载、顶梁前方(后方)扭转加载和顶梁受偏载几种工况下的原始三维模型,利用HYPERMESH对支架顶梁、掩护梁和前后连杆进行柔性化预处理,最后由多体动力学软件ADAMS建立支架的数值仿真模型。工作阻力由垂直施加于各种工况顶板的主动外载荷提供,并通过碰撞接触将外载传递给顶梁,然后经由弹簧阻尼系统等效替代的立柱及平衡千斤顶和由"旋转副"进行连接的支架各处铰接点传递到支架底座,最后由建立在底座底部的四排弹簧来平衡主动外载,使整个系统达到稳定。通过测取底座底部四排弹簧的力,可得支架在不同工况下的底板比压分布情况。结果表明:支架在不同工况下的底板比压分布情况各有异同;但整体来看,底座前端底板比压较大。

ANSYS在液压支架优化设计中的应用

基于ANSYS平台对液压支架顶梁进行参数化建模,针对顶梁扭转工况进行了有限元数值模拟,进一步利用ANSYS的优化功能,对顶梁截面参数进行优化,完成了顶梁的减重设计,优化方案较原设计方案最大等效应力降低6.5%,重量减少11%,减重效果十分显著,为液压支架和类似结构优化设计提供了有益参考。

基于Pro/E的液压支架三维实体建模与运动仿真

Pro/E软件是目前国内外最为先进的基于特征的三维参数化设计系统之一。较系统地介绍了利用Pro/E软件实现放顶煤液压支架三维实体造型与运动仿真的基本方法和技巧。

四柱放顶煤液压支架立柱受力不均衡规律及机理研究

为研究四柱综放支架立柱受力不均衡性规律,对有关综放工作面矿压资料进行整理分析,分别按顶煤软硬和放煤前后研究四柱综放支架的立柱受力不均衡变化规律,并与两柱放顶煤液压支架立柱受力特性进行对比。结果表明:前后柱受力不均衡系数主要取决于顶煤软硬程度,同时受放煤量和煤层倾角的影响;两柱放顶煤支架立柱受力相对均衡,支撑效率高于四柱放顶煤支架。

基于平衡千斤顶受力分析下的两柱综放支架适应性研究

为研究两柱掩护式综放支架在特定地质条件下的适应性,采用现场监测数据对支架合力作用点位置、平衡千斤顶安全阀开启率、放煤前后平衡千斤顶的受力状态及平衡千斤顶对顶梁的水平作用力等进行了分析。结果表明:在该特定地质条件下平衡千斤顶有效地调节和保持了支架的几何位态,合理地调节了支架合力作用点位置;有效地保证了端面顶煤的稳定,从而验证了在该特定地质条件下两柱综放支架的适应性。研究结果对于现场操作及该种架型的改进具有一定的指导意义。

综放开采支架受力测试与分析

对综放支架有后立柱载荷，四连杆、顶梁与掩护架相互作用力的大小及方向进行了现场测试，建立了支架受力分析的数学模型。结果表明：支架受力相对较小；工序对支架工作阻力影响较大，割煤后移架前支架受力最大，放煤后割煤前支架受力最小；支架总体受力的合力作用点靠前，部分工序出现后柱受拉现象。

液压支架监控主机系统设计

液压支架是机械化采煤重要设备,其监控系统完善程度决定了综采工作面无人化开采能否顺利进行。针对液压支架电液控制系统单个支架非自动控制效率低,采煤速度落后问题。设计实现集中控制的监控主机系统,又称为顺槽主机,是监控系统核心部分。重点介绍了上位机监控界面及控制器间通信问题。

液压支架空间力学模型及受力计算方法的研究

本文模拟液压支架强度试验,用空间力学模型分析支架受力,推导出支架空间受力的解析表达式,使支架的受力分析与实际工况接近,克服了目前通用的平面力系计算方法的严重缺陷。以空间力学模型为基础开发出WGF-SCP液压支架实用设计计算通用程序,利用该程序对两种支架进行了模拟计算,并进行了对比试验分析,计算精度较平面力系算法提高20%以上。从理论上证实了各种加载方式对支架构件的影响程度。