主动安全液压支架顶梁装置结构设计与分析

煤壁片帮与顶板冒落是影响煤矿安全开采的重要因素,目前常见的液压支架有效支护面积大,移架脱离顶板时间长,很容易发生煤壁片帮与顶板冒落造成支架再次支护失稳等问题。通过对顶板失稳机理进行分析,建立了等效砌体梁结构的数学模型,计算得到了回采工作面顶板发生破坏的强度条件以及支护面积对顶板发生破坏的影响,同时提出了主动安全液压支架顶梁装置的设计,对现有液压支架顶梁在满足原有功能的基础上,设计了顶梁装置,实现了对顶板的有效支护和相对主梁的步足式移动,达到了液压支架主动安全支护的目的,从而满足降低砌体梁发生破坏的概率。通过对ZY4800/18/38液压支架的改进,并对其进行典型状态下顶梁装置有限元分析,结果满足设计要求。

液压支架顶梁位姿调控仿真分析

针对液压支架稳态支护对液压支架控制器自适应控制快速性和强抗干扰能力要求,以ZY10800/28/63支顶掩护式液压支架为研究对象,建立了液压支架运动学模型和阀控液压缸液压系统传递函数,设计了一种包含速度补偿的RBF神经网络控制器,基于该控制器提出了一种液压支架顶梁位姿调控系统,通过控制立柱和平衡千斤顶长度,保证支护状态下液压支架顶梁高度和姿态角稳定。在Matlab/Simulink中建立了液压支架顶梁位姿调控系统仿真模型并进行实验,结果表明:RBF神经网络控制器对阶跃信号的响应时间短,未出现超调现象;在施加顶梁冲击力情况下,RBF神经网络控制器较PID控制器和滑模控制器具有更快的响应速度、更小的超调量和更强的抗干扰能力,能维持支架顶梁位姿处于目标位置,具有良好的稳定性。

放煤过程中液压支架顶梁动态载荷演化特征试验研究

接触式煤矸识别需要研究综放开采液压支架顶梁承载特性,但现有研究大多重点关注放煤前后的支架承载特性或在给定载荷情况下支架的力学响应特征,忽略了对放煤过程中载荷变化的深入探究。针对上述问题,搭建了放顶煤支架动态载荷相似模拟试验平台,借助散体颗粒模拟破碎煤矸块体,反演了综放工作面放煤过程,利用薄膜压力传感器采集支架顶梁压力,分析了放煤过程中顶梁动态载荷演化特征。试验结果表明:①顶煤的放出对支架顶梁载荷产生了较为明显的影响,即随着顶煤放出,支架顶梁载荷整体呈先增大后减小最终稳定的演化规律。②沿顶梁长度方向,支架顶梁距离掩护梁越远的位置受顶煤放出的影响越小,主要表现在距离掩护梁越远,顶梁载荷峰值相较初始值的增幅越小,且达到载荷峰值所需的时间越长。③沿顶梁宽度方向,由于顶煤的放出过程受到了约束边界或流动过程不均衡性的限制,顶梁不同位置的载荷峰值具有差异性,顶梁载荷峰值相较初始值的增幅最大值达到了最小值的2.4倍。

煤矿用液压支架顶梁结构的焊接变形控制研究

以ZY8640/25.5/55型液压支架顶梁结构为研究对象,对液压支架主要结构及尺寸进行简要介绍的基础上,引出顶梁结构焊接变形问题.提出顶梁结构的TANDEM双丝焊工艺,并对焊接工艺参数进行详细设计.通过焊接试验发现相邻主筋板之间的变形量最大值为3.83mm,达到了最大变形量不超过4mm的基本要求.验证了提出的焊接工艺是有效的,达到了控制顶梁结构焊接变形的效果.

脱轨阀顶梁割伤修复焊接操作方法

文中介绍了脱轨阀顶梁割伤修复的焊接操作法,通过焊接方法选择、焊接参数设定、脱轨阀顶梁焊前保护、“左右点焊法”、“先左右后中间”等焊接方法的运用及焊后打磨,成功解决脱轨阀顶梁割伤修复技术难题,达到降本增效的目的。

煤矿液压支架顶梁强度分析与优化设计研究

针对ZY29000/45/100D型液压支架出现顶梁破坏的问题,借助有限元仿真分析方法,开展了顶梁强度分析,结果表明,顶梁垫块侧柱窝上方横筋板上靠近顶梁盖板位置存在明显的应力集中,其他位置也有不同程度的应力集中,是其出现破坏问题的主要原因。采用增大顶梁筋板的厚度、贴板与斜搭肋板结合方法对横梁进行的改进,仿真验证结果表明,顶梁应力集中问题得到了改善,最大应力数值降低了近43.6%,安全性数达到了1.06,改进效果显著。

煤矿液压支架顶梁强度分析与优化设计研究

针对ZY29000/45/100D型液压支架出现顶梁破坏的问题,借助有限元仿真分析方法,开展了顶梁强度分析,结果表明,顶梁垫块侧柱窝上方横筋板上靠近顶梁盖板位置存在明显的应力集中,其他位置也有不同程度的应力集中,是其出现破坏问题的主要原因。采用增大顶梁筋板的厚度、贴板与斜搭肋板结合方法对横梁进行的改进,仿真验证结果表明,顶梁应力集中问题得到了改善,最大应力数值降低了近43.6%,安全性数达到了1.06,改进效果显著。

液压支架顶梁结构偏载工况下的静力学分析及结构优化

以ZY29000/45/100D型液压支架的顶梁结构为研究对象,基于有限元方法对顶梁偏载荷工况下的静力学情况进行分析。结果发现,顶梁结构出现了明显的应力和变形集中现象,特别是多个位置应力较大,应力最大值达到了966 MPa,超过了材料的屈服极限690 MPa,是导致顶梁容易出现断裂、变形的原因。通过增加筋板厚度并设置斜向加强筋的方式对顶梁进行结构优化,提升其强度和刚度。结果使得相同工况下其应力最大值和变形最大值分别降低了41.9%和26.76%。通过1年的实践应用,发现优化后的顶梁结构达到了预期效果。

偏载工况下液压支架顶梁结构受力及优化研究

以ZY29000/45/100D型液压支架为研究对象,利用ANSYS和ADAMS软件对液压支架可靠性进行研究,通过对整机应力应变进行分析,发现在主筋板、顶梁外主筋板销孔处和尾部盖板连接处应力值较大,所以针对应力较大点进行结构尺寸优化,优化后顶梁受力有了明显的改善,最大值小于材料屈服极限,结构的刚度、稳定性有了较大提升,优化方案可行。

液压支架顶梁结构偏载工况下的静力学分析及结构优化

以ZY29000/45/100D型液压支架的顶梁结构为研究对象,基于有限元方法对顶梁偏载工况下的静力学情况进行分析。结果发现,顶梁结构出现了明显的应力和变形集中现象,特别是多个位置应力较大,应力最大值达到了966 MPa,超过了材料的屈服极限690 MPa,是导致顶梁容易出现断裂、变形的原因。通过增加筋板厚度并设置斜向加强筋的方式对顶梁进行结构优化,提升其强度和刚度。结果使得相同工况下其应力最大值和变形最大值分别降低了41.9%和26.76%。通过一年时间的实践应用,发现优化后的顶梁结构达到了预期效果。

液压支架顶梁瓦楞层叠式吸能构件结构性能分析

基于液压支架顶梁吸能构件吸能特性理论,介绍三种液压支架顶梁瓦楞构件设计。为验证瓦楞构件设计可行性和应用效果,先采用仿真分析方法对三种液压支架顶梁瓦楞构件设计进行选型分析,确认最佳设计后,将设计应用于工程实践,最终确认最佳设计具有较高应用价值。最终确认设计可行性较高,可在后续液压支架顶梁瓦楞结构优化调整中进行参考应用。

矿用液压支架顶梁焊接变形控制措施实践分析

在矿用液压支架的结构中,顶梁作为重要的承载部件,其焊接质量直接影响到整个支架的稳定性和安全性。然而在顶梁焊接过程中,热变形等因素的存在往往会导致焊接变形,进而影响到支架的使用效果和寿命。因此,旨在深入探讨矿用液压支架顶梁焊接变形的控制措施,对矿用液压支架顶梁焊接工艺进行阐述,分析焊接变形的原因,提出控制焊接变形的措施,以期为提高支架焊接质量和稳定性提供理论和实践指导。

高速铁路桥梁病害整治顶梁工作对轨道结构的影响分析

高速铁路桥梁病害整治顶梁工作是保障高速铁路安全运营的关键环节。以某高速铁路桥梁病害整治顶梁工程为例,分析了顶梁工作对轨道结构的影响。通过对顶梁前后轨道几何状态、轨道动力学性能、轨道横向阻力等指标的测试分析,研究了顶梁工作对轨道结构的影响规律。结果表明,顶梁工作会导致轨道几何状态、轨道动力学性能等指标发生变化,但变化仍在允许范围内。

顶梁偏心底座承受扭转载荷下液压支架结构优化研究

通过提出一种适用于液压支架在顶梁偏心底座承受扭转载荷工况条件下的仿真分析方法,将此方法应用到有限元分析技术中,基于液压支架结构特点构建并实施有限元运算分析,进而根据有限元分析结果对液压支架参数结构进行优化。此外,为进一步验证方法的应用效果,研究中还开展了工程应用分析,验证了该方法应用价值的同时,为后续液压支架结构优化提供支持。

基于三维激光扫描技术的液压支架顶梁变形量检测技术研究

液压支架的顶梁是支架的主要承载部件,在液压支架型式检验中,顶梁变形量是否超标是判定产品合格与否的主要技术指标之一。国内外液压支架进行定型检验时均需要测量顶梁变形量,以验证其顶梁结构强度。为解决液压支架顶梁变形量手工测量效率低、重复精度低等问题,基于三维激光扫描技术,提出了液压支架顶梁变形量检测的一种新方法,介绍了技术设计方案、成果分析以及测量结果验证,实现了液压支架顶梁变形量高精度、广适应性的检测,检测精度最高0.02 mm/m,能满足液压支架检验需求,还可以为液压支架检验及设计提供数据支持。

顶梁自调角度的防倾倒单元式液压支架研制与应用

本文主要介绍了一种顶梁自调角度的防倾倒单元式液压支架的研制与应用。在煤炭开采中,支护设备是保证综采工作面安全和高效的重要设备。其中单元式液压支架具有结构简单、操作方便、性能稳定、智能化程度高等优点,随着智能化综采工作面的建设加快,综采工作面两巷支护将逐步应用于单元式液压支架代替单体液压支柱。综采工作面两巷巷道在掘进时,根据地质状况有可能局部倾斜、镂空等现象。因此,单元式液压支架在使用过程中顶梁与立柱连接的横销轴在综采工作面两巷的顶板角度变化时容易被切断,带来安全隐患;由于单元式液压支架的底座与两巷底板的接触面积于单元式液压支架的支撑高度相对值偏小,单元式液压支架的稳定性相对偏低。为了解决这个两个问题,对综采工作面两巷的顶板情况两巷和底板情况、单元式液压支架的底座结构和单元式液压支架的顶梁与立柱的连接方式认真分析研究,设计出了一种顶梁自调角度的单元式液压支架,解决了综采工作面两巷由于地质情况掘进造成顶、底板不水平,造成单元式液压支架的顶梁与立柱连接销轴被切断和单元式液压支架稳定性相对的问题,消除了单元式液压支架在使用过程中由于连接销轴切断和单元式液压支架的稳定性问题带来的安全不稳定因素。

掩护式液压支架顶梁承载特性及其适应性研究

为研究掩护式液压支架顶梁承载特性及其对顶板载荷的适应性,基于空间载荷对称假设构建了单区承载条件下液压支架全高度范围载荷平衡区力学模型,分析了液压支架顶梁载荷平衡区分布特征及其影响因素。随后结合液压支架实际工况,分析了双区承载条件下液压支架顶梁极限平衡条件,进一步拓展了平衡区理论。最后运用ADAMS构建了液压支架的多体动力学模型,分别对液压支架单区、双区承载工况进行了模拟。通过与理论的对比分析表明,改善液压支架承载条件、合理优化平衡千斤顶及立柱参数等均可有效提高掩护式支架顶梁对顶板的适应性。

整体顶梁支架在大倾角煤层开采中的应用

由整体顶梁组合液压支架组成的支护系统应用于长沟峪煤矿大倾角煤层开采中。经过近9个月的生产实践表明,整体顶梁组合液压支架基本上能够适应长沟峪煤矿大倾角煤层开采需要。针对生产实践中发现的矸石冲击支柱的问题,发明了门插式档矸板。

超静定液压支架顶梁的有限元分析

介绍了超静定液压支架的架型。利用Pro/E三维软件对顶梁进行了建模,并使用ANSYS软件针对4种不同受力方式进行了有限元的受力分析,得出顶梁在不同情况下最大应力和存在危险的部位。对今后该支架的设计与改进提供了理论依据。

基于Matlab的液压支架顶梁断面参数优化设计

利用Matlab优化工具箱编写简单的程序,对液压支架顶梁受集中载荷作用下危险断面结构参数进行优化设计。通过分别改变顶梁极限厚度和腹板厚度,可得到多组可供参考的优化设计方案,为液压支架其他结构件的优化设计提供了参考依据。