冲击载荷下四柱支撑掩护式液压支架动态响应特征分析

液压支架装备通常用于采煤工作面的支护。液压支架在工作过程中承受了大量冲击载荷,导致其动态稳定性受到威胁。为研究四柱支撑掩护式支架在对称与非对称承载工况下顶梁及掩护梁承受冲击载荷时的动力学响应特征,采用动力学软件Adams以等效变刚度阻尼系统代替立柱的方法,建立了支撑掩护式支架的数值分析模型。其中,顶板压力由主动静载荷垂直施加于顶梁上方,冲击载荷垂直于顶梁及掩护梁向下施加。基于上述模型,分析了不同冲击载荷作用于支架顶梁与掩护梁时支架关键部位的动力学响应,以及偏置加载对支架稳定性的影响。随后通过设置不同立柱初撑力,讨论了液压支架在非对称支撑条件下承受冲击载荷时的动力学特性。结果表明,单一顶梁冲击载荷条件下,前立柱载荷变化系数达到1.41,对顶梁前端冲击载荷最敏感。顶梁和掩护梁同时承受冲击载荷时,支架各铰接点对于顶梁前端与掩护梁上部区域作用的冲击载荷响应更剧烈,最大载荷变化系数为0.64,极大地影响液压支架整体稳定性。支架承受横向扭矩时,偏置载荷作用于不同位置对支架承载性能的弱化效果基本一致,且偏置载荷的大小与削弱效果呈正相关。在考虑立柱不同初载比时,顶梁-掩护梁铰接点对初载比变化的敏感程度最高,且前立柱初撑力不足时将对支架承载性能形成最大削弱效应。研究结果可辅助优化支撑掩护式支架结构,改善液压支架承载可靠性。

冲击载荷作用于掩护梁对液压支架的影响分析

为研究液压支架掩护梁受到冲击载荷之后对支架运动趋势、受力状态以及掩护梁结构的影响,利用多体动力学分析软件ADAMS建立支架的数值仿真模型。模型中掩护梁通过Hypermesh前处理软件进行柔性化设置,立柱与平衡千斤顶由弹簧阻尼系统等效替代,其中立柱刚度设置为变刚度,支架初撑力由立柱等效弹簧预载荷提供,顶板压力采用某静载荷垂直施加于顶板上方,直接顶和基本顶岩块垮塌砸落于掩护梁所产生的冲击载荷由某阶跃载荷进行模拟。基于上述模型,分析了冲击载荷作用于掩护梁不同位置时,顶梁水平前移变化、顶梁与顶板接触力变化、各处铰接点力变化以及掩护梁应力变化,结果表明,载荷作用位置不同所引起支架的各种变化趋势也不同。这可以对支架的稳定性控制和结构强度设计提供参考。

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。

特大采高液压支架稳定性分析研究

为全面掌握影响大采高液压支架稳定性的因素,分析了大采高工作面液压支架的失稳机理,给出了大采高支架的临界失稳力学模型。以某大采高支架为例,将其状态参数代入大采高支架的临界失稳力学模型,得出液压支架临界失稳的理论解析。利用数值分析软件ADAMS建立该架的多体动力学模型,分析得出液压支架在各工况下临界倾倒的数值解。对比理论解析和数值仿真结果,二者误差仅为2%,证明了所建立模型的正确性与仿真方法的可行性,通过研究支架失稳角度曲线能得到支架在各高度条件下的失稳倾向情况,这对控制大采高液压支架的稳定性提供了技术方法。

单颗粒煤岩冲击放顶煤液压支架尾梁动态响应分析

综合机械化放顶煤开采过程中煤岩垮落产生的冲击载荷会导致放顶煤液压支架的运动状态发生变化,严重时会导致综放设备的冲击破坏。为研究放顶煤液压支架尾梁受到煤岩冲击后的动态响应及受力情况,利用机械系统动力学分析软件Adams建立放煤机构的刚柔耦合模型,通过固液弹簧耦合理论计算出尾梁平衡千斤顶的刚度并用弹簧阻尼系统进行等效替换。采用“煤岩直冲”的方式对尾梁进行加载,并引入Hertz接触理论确定接触参数。基于此模型,模拟煤岩颗粒冲击承载区不同位置以及在不同放煤角条件下冲击尾梁的动态过程,最后通过与刚体冲击方式下的仿真结果对比,验证了所用方法的可靠性。结果表明,煤岩冲击承载区不同位置时,尾梁的动态响应量及碰撞接触力有差异,冲击位置位于尾梁-弹簧连接处附近区域时,碰撞接触力较小,而尾梁的最大速度、加速度、振幅较大,在所有动态响应量中,最大振幅的变化规律最明显,随着冲击点位置远离尾梁-掩护梁铰接处附近区域,最大振幅稳定上升;当放煤角逐步增大时,尾梁的动态响应量及接触力均减小,尾梁的振动特性变弱,当放煤角较小时,煤岩冲击尾梁后会产生数值巨大的碰撞接触力。可选取尾梁的振幅响应作为反馈量对尾梁进行动态监测,同时应针对碰撞接触力较大的情况在放煤机构的设计制造中对其进行强度校核及结构优化,避免尾梁及其连接处冲击破坏情况的出现。

基于MATLAB/SIMULINK的变量泵变量马达调速系统动态仿真

通过对变量泵-变量马达容积调速系统进行数学建模和利用MATLAB/SIMULINK模块进行的动态仿真,分析和总结了容积调速系统的动态特性及其影响因素,为以后的系统应用提供了理论依据。

矿用液压支架回撤起吊机液压控制系统设计与研究

矿用液压起吊设备是用于井下大型采煤设备搬运的关键性设备,设计了一种矿用液压支架起吊机,重点研究设计了起吊液压控制系统。应用AMESim对整个液压系统进行分析,得到了系统流量响应特性曲线,应用Pumplinx对关键性液压控制元件进行了流场分析,得出了压力分布图、速度分布图以及空化分布,为整个液压起吊机的可靠性设计提供了依据。通过现场应用,在起吊支架重载设备过程中,起吊机运行可靠,能够保证立柱负载能力和速度及位置同步要求,大大加快了工作面搬家速度。

基于Workbench薄煤层支架整架有限元分析

为研究薄煤层液压支架静力学承载特性,以薄煤层液压支架ZY2100/8/15为例,分析了其在井下支护时载荷较为恶劣的2种组合工况。采用有限元分析方法及内加载方式对上述工况进行模拟,探究了薄煤层液压支架自顶而下的应力、位移变化特点。针对分析结果显示的顶梁强度较弱问题,给出某些危险区域肋板加厚的建议。提出的自顶而下的应力分析方法,对薄煤层液压支架的结构优化设计及母材分配具有重要意义。

基于模糊PID主运输自动配煤系统的研究

针对井下多采面同时生产的运输状况,结合主运输输送带配煤过程时变和非线性的特点,设计了一套可以远程自动控制的主运输自动配煤系统,并基于模糊PID控制法,给出了模糊PID参数控制规则。该系统提高了井下配煤系统的自动化和智能化程度,解决了主运输输送带运煤量时高时低的问题,有效地控制了其运煤量。

液压马达加载测试装置的设计研究

本文设计了一套液压马达的加载测试装置 ,该装置能够按照实际工况对液压马达进行性能测试 ,由于系统采用了比例控制技术和信号自动采集系统 ,从而提高了系统的测试自动化程度和测试精度 ;同时有效解决了液压马达的低速加载稳定性问题。

现代汽车造型设计分析

汽车造型设计主要涉及科学和艺术两大方面,本文从工业设计角度出发就科学与艺术两方面对 现代汽车进行造型分析。通过讨论CAD在汽车造型中的应用、车身设计、头部设计和尾部设计,描述了现代 汽车造型设计中科学与艺术的完美结合,物质与精神的统一。

基于Python和ADAMS的液压支架四连杆结构优化及支架整体受力影响分析

为改善液压支架在工作过程中的运动和受力情况,设计过程中对支架的结构和受力进行分析。首先构建四连杆结构运动方程,并在Python程序中设置多变量多条件求解得到多组四连杆结构参数,选取3组参数进行支架建模并运用ADAMS软件进行运动受力仿真分析。在此基础上,对最优四连杆结构支架的立柱倾角进行调节再建模和受力仿真分析。结果表明:液压支架的运动取决于四连杆结构,但受力取决于立柱倾角和四连杆结构等多个因素。为提高支架的使用安全性和顶板支护能力,设计时应综合考虑四连杆结构参数和立柱倾角。

基于Cosmos/Works液压支架整架有限元分析

对适用于大倾角的液压支架优化设计技术进行研究,在对液压支架产品建立虚拟样机模型的基础上,按照MT312-2000试验标准,通过Cosmos/Works软件,主要分析支架在顶梁扭转载荷工况下的有限元分析,为支架结构的优化设计分析提供了参考。

液压支架初撑力保证系统的设计研究

本文对液压支架的初撑力进行了分析,提出了一套初撑力保证系统,当初撑力不足时,能够自动提高液压支架立柱下腔的液体压力,直至达到支架所需要的初撑力。

双抛光轮磁流变机床设计与抛光工艺研究

针对传统单抛光轮机床在加工中存在的不足,研发一台拥有双抛光轮的磁流变机床,该机床采用气浮技术,有力的减小了外界振动对加工过程的影响。该机床具备加工大口径平面、球面、离轴非球面以及加工光学元件表面小特征的能力,并对加工性能进行了实验验证。以所研发机床为平台分别研究了材料去除过程稳定性,修形能力和加工光学表面小特征的能力实验。实验表明在七个小时内去除函数的体积其去除效率低于5%,并对一块直径100.7mm的光学元件加以修形,经过迭代加工,PV值在2小时内由波长0.773下降到波长0.173,RMS值由61.3nm下降到4.577nm。并用直径20mm的抛光轮进行小特征的加工,加工结果表明小特征的宽度约为2.5mm,且图案清晰、均匀。由此表明,所研发机床具有较好的材料去除稳定性,较强的面形修正能力和加工光学元件小特征的能力。

摇臂形式对装煤效果的影响

目前摇臂最常见的结构形式为直摇臂和弯摇臂2种,在建立弯摇臂的数学模型的基础上,利用ANSYS软件对摇臂处于不同弯曲角度时做了有限元分析,并用Matlab拟合曲线的功能来找出装煤效果最好的弯曲角度,以确保在保证过煤空间的前提下,摇臂受力合理。

基于Adams的煤矸颗粒冲击金属板碰撞响应研究

综放开采工作面放煤口煤和矸石混合物与液压支架尾梁碰撞时会产生不同的振动响应。为研究煤矸与尾梁上部金属板冲击过程中振动信号的产生机理及其差异,运用Adams建立煤矸球颗粒直冲钢板动力学仿真模型,得到不同工况下系统产生的最大碰撞力和最大反弹距离。据此研究不同参数、冲击速度及结构半径的颗粒球体冲击钢板产生的振动响应。通过比较分析,其结果可以为振动法进行煤矸识别提供参考。

采煤机液压系统故障分析与主动维护

针对采煤机液压系统的常见故障，提出对液压系统进行主动维护的措施。

基于结构树的产品成本评估系统研究

对基于并行工程的产品成本评估系统进行了研究 ,建立了基于产品结构树的成本估算方法 ,在产品设计阶段为设计人员提供了有力的成本信息支持 。

分布式机械故障诊断系统的协调机制及其分析

基于主体(Agent)的分布式机械故障专家系统可以有效地提高诊断效率,但Agent间诊断结果的不一致性会影响整个系统的诊断结果,需要采取适当的协调机制调节Agent之间的矛盾.为此给出了可信度优先、权威性优先、相邻影响、彼此影响等4种Agent协调机制以及相应的协调公式,并对它们进行了量化比较,分析了各自的优越性和适应性情形.最后给出了基于协调的Agent分组诊断的一致性处理机制.