液压支架底座扭转分析模型与有限元分析

底座结构的特殊性决定了底座扭转时力的传递方式具有特殊性。将底座看成平面空间系统的刚架体,并认为掩护梁、前后连杆和底座组成的系统为三点扭转的完整分析模型。以该系统为基础进行有限元分析,用电测法进行应力测量,辅以验证。结果表明,底座柱窝处主肋上沿应力较大;三点扭转时前后连杆力较小,因此可将底座独立出来建立简化的刚架分析模型。为后续建立理论的底座扭转分析模型奠定基础。

综采工作面三机运动模拟关键技术

综采工作面虚拟现实中需要大量的动画序列。在分析综采三机的运动后,以3dsmax软件为平台,运用运动控制技术模拟出支架内部油缸和各连接部件间的协调运动以及推移机构和刮板输送机间的协调运动。为制作综采工作面虚拟现实系统奠定基础。

四柱大尾梁插板式放顶煤支架降架力分析与结构优化

针对大尾梁插板式放顶煤过渡支架空载降架困难的现象,着重分析了该型支架的降架力。首先分析放煤机构自重在顶梁铰点处产生的附加力,并进一步推导降架时各部件自重对立柱铰点力的影响。根据实算印证了具体支架降架困难的现象。文章指出,尾梁千斤顶铰点位置和尾梁的极限摆角对降架力影响较大。通过优化尾梁千斤顶铰点,限制尾梁的极限摆角两种措施,解决了具体支架降架困难的现象。

非随行式三级护帮机构及小四连杆结构优化

为了解决特大采高支架随行式三级护帮结构存在的伸缩梁接顶差、操作复杂以及收不到位的现象,采用非随行式三级护帮结构,并针对该结构研究推导了小四连杆的几何和力学参数,研究了相关优化三要素。经过实算表明,非随行式护帮机构优点突出,适合大力推广。

电牵引采煤机水介质调高与冷却喷雾系统分析

水压传动应用到采煤机中是实现采煤机井下作业无油化的有效途径。结合现有采煤机的现状及其在井下作业时带来的一些问题,提出了电牵引采煤机机载式水介质调高与冷却喷雾系统。在此基础上,着重分析了该系统的工作原理、元件的选型及传动方案布置等。

两柱掩护式液压支架内外加载支护对比试验研究

为解决内加载无法反映液压支架真实工况,智能开采支护状态调控缺乏试验依据的问题,研制了ZY6400/17/31液压支架1∶2缩比模型,搭建了液压支架位移、压力等状态监测系统,分别采用内、外2种加载方式,按照GB 25974.1—2010对不同垫块接触条件下液压支架进行试验。试验结果表明:内加载与外加载合力作用点位置易产生偏移,液压支架响应差异明显,前者作用下表现出压力协同,后者作用下位移协同;平衡千斤顶在非调控外加载状态下,随加载次数将产生累积效应,导致压力不断增大,有失稳趋势;接触状态对立柱位移影响较大,因此井下现场必须对姿态予以测量,提供顶、底板围岩接触状态判断依据。

液压支架及综采工作面配套三维动态设计平台

针对目前液压支架设计缺乏专业化、集成化设计软件的问题,利用三维设计软件Pro/E进行二次开发,将已有的液压支架设计知识和经验固化到程序中,并结合Pro/E系统的Top-down流程、有限元分析模块和3DM ax动态模拟系统,开发了液压支架及综采工作面配套三维动态设计平台,集设计、运动仿真、力学分析和工作面配套模拟为一体。该平台的应用可大大提高支架的设计效率,充分保证支架的设计质量和适应性。

薄煤层超大伸缩比强力液压支架设计

针对凉水井煤矿4^(-3)薄煤层赋存条件,综合分析伸缩比、运输、通风和板材等条件,确定了适应4^(-3)薄煤层开采的合理架型、中心距和高度,基于矿压显现特点确定合理支护强度,通过对ZY9000/09/16D梁端距等运动参数动态分析,完成了薄煤层超大伸缩比强力液压支架设计。

中厚煤层超长工作面大中心距超强力液压支架优化设计

布置超长工作面是中厚煤层实现高产高效的必然趋势。基于国内外工作面参数的调研分析,以数值模拟方法为手段分析了工作面长度对矿山压力显现的影响,得出了超长工作面支护参数确定的关键影响因素。以高可靠性支护为目标,通过有限元分析,优化设计了2 050 mm超大中心距、1 800~3 200 mm超大伸缩比的ZY16000/18/32D型超强力中厚煤层液压支架,为超长工作面顶板控制提供了有力支撑。

应用反向动力学实现液压支架的三维虚拟仿真

采用Pro/E三维建模软件构建液压支架三维实体模型,并将其导入到3DSMAX环境进行仿真,解决了3DSMAX建模难题,克服了Pro/E贴图、渲染不足缺点,实现了精确的三维实体模型的虚拟仿真,达到了形象、生动、逼真的预期效果,为下一步工作面综采设备虚拟现实问题的解决创造了条件。

超大采高长工作面大跨度切眼强力支护装备设计

分析了6~8 m超大采高综采工作面切眼的合理尺寸,进行了切眼成巷至安装完毕全过程的矿压显现特征观测。研究结果表明:6~8 m超大采高综采工作面切眼断面尺寸不宜小于11 m×5 m,常规木支柱减跨支护缺点明显,通过优化设计的单元式液压支架强力减跨支护装备具有支护强度大、支护高度可控、稳定性好和适应性强等优点,经实践应用可实现切眼的有效支护,且可用于工作面正常回采阶段回采巷道超前支护,取得了良好的技术、经济和安全效果。

液压支架护帮板有限元分析与结构优化

针对某型支架护帮板损坏情况,首先分析了护帮板的功能和对应的2种试验加载方式。通过刚性区域法,着重进行了改进前开口式护帮板和改进后箱形梁式护帮板的扭转分析,得出扭转工况受力更为恶劣,该工况下的弯扭合力是其损坏主因。箱形梁的扭转刚度远大于开口截面梁,设计中应将护帮板设计成箱形梁结构,保证结构强度。

基于灵敏度分析的减速器动态设计

针对齿轮传动系统,介绍一种实用的动态设计方法。该方法通过灵敏度分析,找出影响动态特性大的设计变量,并对其修改,用一阶矩阵摄动法预测修改后的动态特性,从而使系统满足设计要求。

放顶煤端头液压支架力学模型及底座破断原因分析

放顶煤端头支架一般由前架、中架和后架铰接而成,支架的受力状态复杂,加上底座狭长,容易损坏。为了研究底座损坏的原因,首先建立了放顶煤端头液压支架力学模型,找到后架底座合力及作用点。通过分析,得出支架所受水平力的大小影响后架底座合力作用点的位置和支架的稳定性。研究表明,为了维持平衡,后架底座和中架底座的铰点力是导致底座损坏的原因。该研究为该型端头支架底座的优化设计奠定了基础。

单元式超前液压支架偏转自复位机构及有限元分析

当顶板凹凸不平时,超前支架普遍存在接顶效果差、支护不理想的现象,为此提出了一种全新的顶梁偏转自复位机构。首先介绍了该机构的工作原理,通过增大立柱球头的尺寸,并利用卡盘将顶梁和立柱连接,可以增大顶梁的偏转角度;在卡盘内置复位橡胶垫可实现顶梁的自复位。为了研究该机构,采用基于MFC法的角位移施加方式对复位橡胶垫进行分析,求出复位载荷。结果表明,顶梁可以自复位,且偏转角度越大复位效果越明显。

移架中推移机构形式对液压支架底座前端比压的影响

论述了液压支架移架中不同推移装置对底板比压的影响,建立了相应的力学模型。通过定性分析和定量计算,得出了移架中不同推移装置对比压的影响趋势及大小。

液压支架四连杆机构运动轨迹误差分析

支架中的四连杆机构决定了其运动轨迹。设计中由于尺寸圆整或公差标定的盲目性,导致支架实际运动轨迹和理想运动轨迹间存在较大误差,从而影响顶板维护和支架前端的安全截割距离。为了研究四连杆机构运动轨迹的误差,以组成机构的各构件为研究对象,基于欧拉公式,以四连杆机构组成的矢量闭环为基础,推导出了能反映机构运动轨迹精度的误差传递系数。通过实算得出了几组误差传递系数曲线,结果表明,前后连杆长度、跨度以及前连杆在掩护梁上铰点的偏心量的误差传递系数较大,是四连杆机构的关键尺寸,应给予更严格的精度控制。

支架四连杆机构解析法设计与优化

介绍了一种支架四连杆的求解方法。首先由偏置曲柄滑块机构得到四连杆机构的解析解,然后采用黄金分割法求出与特定高度对应支架运动参数的数值解,给出了调整双纽线轨迹的方法。以四连杆参数的解析解为基点,适当扩大变量的作用域,运用优化方法可得到满足要求的四连杆参数。

基于Pro/E软件的非规范驱动液压支架三维布管技术

研究了基于Pro/E管道模块的液压支架管路布置方法,介绍了三维布管的流程和关键技术。该方法便于液压系统的干涉检验,能准确确定胶管长度,精确统计管路附件数量,可大幅提高液压设计效率和精细化程度。