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。

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。

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.

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。

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。

高速铁路桥梁病害整治顶梁工作对轨道结构的影响分析

针对某高速铁路地震后桥梁受损情况及修复方案,研究了修复桥梁工程的顶梁工作对轨道结构稳定性及强度的影响,从减少轨道结构受扰动和缩短修复工作时间的角度,提出了不同顶梁方案在不同轨温下顶梁高度的理论建议值,结果表明:(1)从减少有砟轨道结构扰动的角度考虑,控制顶梁允许高度的主要影响因素为轨道的稳定性;(2)某高速铁路按照建议顶梁高度实施顶梁操作,并在顶梁过程中对桥梁和轨道几何状态进行监测。监测结果表明,钢轨应力及位移均在允许范围内,这验证了轨道适应性理论计算结果的正确性。研究成果可为桥梁病害整治顶梁修复提供参考和借鉴。

大型搅拌槽顶梁结构设计及优化

本文主要阐述了氧化铝生产中大型搅拌设备-槽顶梁的设计方法及其优化思路,并以某氧化铝项目中的种分槽为例,应用有限元分析对该设备中槽顶梁的力学性能、载荷情况、稳定性进行了有限元分析计算,提出优化解决方案,并对其进行校核计算加以综合验证。在保证工程设计可靠性的基础上,最大限度地优化了工程材料使用量,最终实现了槽顶梁的工程优化设计。

适用于小罐笼运输的液压支架顶梁结构及其优化设计

为解决工作阻力在13000 kN以上液压支架顶梁无法满足小罐笼运输要求问题,通过液压支架整体受力分析,从满足液压支架适应性角度,将顶梁结构分为插楔子形顶梁结构及铰接顶梁结构,对插楔子形顶梁的联接箱强度及数量、铰接轴规格等进行改进及优化设计,通过液压支架整架及顶梁整体有限元分析验证,表明插楔子形顶梁可以满足液压支架井下的使用要求,为利用罐笼运输设备的矿井由于无法适用于目前为提高产能而配套的大功率、大尺寸设备的罐笼运输问题提供了一种解决方法。

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。

液压支架顶梁结构优化设计与有限元分析

以ZY4000/13/28型液压支架为例,分析支架顶梁在偏载、扭转工况下的受力情况,优化顶梁的结构,消除顶梁的危险点,在保证顶梁结构强度的情况下减轻顶梁的质量,减少焊接量。借助有限元分析软件,分析顶梁的应力、变形,优化了顶梁的主肋/横肋分布、盖板等。通过优化设计,降低了顶梁结构折弯件处的应力值,同时顶梁部装的质量减轻了133.72 kg,达到了优化目标。

32 m简支梁顶梁作业对有砟轨道无缝线路状态的影响

以32 m简支梁为研究对象,测试两端支座顶升、单边支座顶升、单墩支座顶升三种工况下的钢轨应变,计算分析顶升过程中钢轨纵向附加力和落梁后钢轨锁定轨温的变化规律;应用有限元软件建立桥上无缝线路梁轨相互作用模型,采用双线性阻力模型计算三种顶升工况下的钢轨附加力,并与现场测试结果进行对比。结果表明:落梁后钢轨内部存在残余附加力,引起钢轨锁定轨温改变,最大改变量为0.36℃,小于规范规定的5℃限值,不需要进行应力放散;三种顶升工况下,顶梁作业对钢轨纵向附加力影响范围均在顶升桥梁的相邻一跨简支梁以内,且产生的钢轨纵向附加力峰值均位于顶升位置和梁端位置;两端支座顶升方案对无缝线路影响最小,建议桥梁支座更换施工时采用该方案。

液压支架顶梁焊接特性分析及焊接变形控制措施研究

针对液压支架顶梁在焊接过程中易出现焊接变形的问题,分析了液压支架顶梁焊接变形特点,创建了液压支架顶梁三维模型,对液压支架顶梁温度场变化及结构变形情况进行了仿真,并提出了控制液压支架顶梁变形的措施。通过综合应用控制措施,有效控制了液压支架的顶梁焊接变形量,提高了液压支架焊接质量,保障了液压支架的支撑性能,更好地保障了矿井作业安全。

薄煤层端头液压支架顶梁侧护板结构适用性分析

针对薄煤层两巷过渡处截割顶矸、含矸率高的问题,提出了工作面设备大梯度过渡配套方式;研究设计了一种带有特殊侧护板的端头支架,用来维护受巷道与工作面落差影响的围岩稳定性;通过与传统端头液压支架侧护板机构对比,设计出折叠式平行四杆侧护板机构,可适应巷道掘进中两顶角的自然弧度,显著增大了支护力,解决了架间漏矸问题。合理的配套方式及侧护机构的应用,降低了薄煤层开采的含矸率,提高了煤炭质量,具有很高的推广使用价值。

煤矿液压支架顶梁强度有限元分析及优化

根据煤矿液压支架顶梁结构特点,合理提出三种液压支架顶梁优化方案,通过有限元分析方法,分析液压支架顶梁在扭转载荷和偏心载荷两种工况下优化前与优化后强度性能,从中获取最佳优化方案,并将此方案应用于工程实践,检验有效性和实用价值。

液压支架顶梁焊接变形仿真及控制研究

基于有限元分析理念,根据液压支架顶梁焊接工艺流程构建顶梁焊接变形有限元模型,并由此实施液压支架顶梁焊接变形仿真分析,根据分析结果确认现有焊接工艺中变形控制存在的不足,提出针对性液压支架顶梁焊接变形控制措施。