基于去应力退火和自然时效的立柱尺寸误差

为了研究推镗滚压加工后的立柱缸筒的内径尺寸和圆柱度随时间变化的规律,在传统工艺基础上增加去应力退火和自然时效工序,对比研究了ZY11000/15/36D型液压支架400 mm立柱外缸筒在两种工艺下的内径尺寸和圆柱度变化规律。试验结果表明:尺寸变化幅度依据自然时效时间分为变化剧烈区、相对平稳区、基本稳定区3个区域。增加去应力退火和自然时效工序后,缸筒尺寸偏差和圆柱度离散程度明显变小,其标准差约为未采用去应力退火时的30%左右;自然时效后,缸筒横截面正交方向的尺寸呈现普遍增大现象;自然时效后,两种工艺方案的圆柱度均呈现普遍减小趋势,但增加去应力退火工序的缸筒减小更加明显,自然时效时间在120 h左右能达到初步稳定状态,如果时间允许可延长至168 h。     

千米深井大采高俯采工作面四柱液压支架适应性分析

针对口孜东矿121302工作面使用的四柱支撑掩护式液压支架适应性较差的问题,统计分析了121302工作面的矿压和支架受力特点,基于平面杆系建立了四柱支撑掩护式支架的力学模型,推导出支架极限外载荷大小和分布区间的解析表达式,得出支架外载荷与顶梁合力和底座合力是一一对应关系,支架能够平衡的外载荷必须满足其对应的顶梁合力和底座合力均在其长度范围内,否则,支架将不能保持稳定状态;支架极限外载荷区间不是完全覆盖顶梁长度,依据前后排立柱的最大工作阻力和最大拉力分为5个区域:前排立柱达到最大拉力区、后排立柱达到最大工作阻力区、前排立柱达到最大工作阻力区、后排立柱达到最大拉力区、无承载能力区,其中,无承载能力区的区间取决于支架高度、摩擦因数以及顶梁前端至底座前端的水平距离。通过实例分析了支架前后排立柱不同工作阻力分配比例和摩擦因数对支架适应性的影响,结果表明:支架前后排立柱工作阻力不能相差太大,太大会降低支架的适应性;顶底板松软和较大俯采角度的工作面,支架前后排立柱工作阻力分配比例6∶4时最为合理;通过增大中缸环形面积以提高后柱的受拉能力来提高支架适应性,为了保护导向套和立柱连接件不受损坏,立柱的上腔加装安全阀,并加强后排立柱的连接件强度;摩擦因数取负时,支架极限外载荷区间最小,随支架高度降低,支架极限外载荷区间增大;摩擦因数取非负时,摩擦因数越大,支架前端的承载能力越大,随支架高度降低,支架极限外载荷区间减小。     

基于BP神经网络PID的液压支架初撑力自适应控制

液压支架初撑力对顶板的控制具有重要作用，采用三位四通手动操纵阀的开环控制或两位三通电磁换向阀的先导控制，很难使初撑力达到设定值并保持稳定，即使达到设定值也存在压力降和波动现象。基于此，建立了立柱电液力控制系统数学模型，利用MATLAB分析了系统的稳定性，得到系统的Pole-Zero图右半S平面不存在开环零点和极点，系统为最小相位系统；Nyquist图逆时针绕（-1，j0）的圈数为0，系统相位裕度为941°，幅值裕度为107 dB，系统稳定；阶跃响应115 s趋于稳定，脉冲响应90 s趋于稳定。提出了基于BP神经网络的PID初撑力自适应控制方法，并建立了三层神经网络控制模型，误差控制采用二次型性能指标；采用有监督的Hebb学习规则和梯度下降法对输出层和隐含层的权值系数进行更新，经训练得到PID控制器的三个控制参数。仿真结果表明:期望输入为阶跃信号时，立柱达到初撑力并稳定需要约885 s，期望输入为方波信号时，立柱达到初撑力并稳定需要约91 s，相比没有采用BP神经网络PID控制，其响应时间提高了约13倍。     

ZF6000/18/28放顶煤支架尾梁耳板断裂原因分析

针对ZF6000/18/28放顶煤支架尾梁耳板断裂现象,运用材料力学知识建立数学模型,继而进行强度计算,找出耳板断裂的根本原因。由计算可知,套筒圆孔附近的宽度太小是造成耳板断裂的根本原因,按照介绍的改造方案,尾梁耳板强度得到了加强,通过跟踪实际使用,耳板没有再发生断裂现象。     

液压支架抬底导向轴断裂原因分析及优化设计

针对抬底千斤顶导向轴断裂现象,研究了其断裂的原因,并采用Matlab中的非线性函数fmincon对导向轴中部截面进行优化设计。结果表明:导向轴中部开有互相垂直的通孔是造成断裂的原因所在。提高材质和优化截面尺寸均可加强导向轴强度,在取相同安全系数1.5的前提下,提高材质方法需要Q690以上的板材;优化截面尺寸方法,导向轴中部需要组焊同材质厚度为的加强板。比较两种方案,优化截面尺寸更能节省成本。     

基于推镗滚压和刮削滚光的缸筒尺寸误差分析

研究了推镗滚压和刮削滚光加工后的千斤顶缸筒的内径尺寸和圆柱度随时间变化的规律,选取6件400 mm立柱缸筒进行了试验,并运用插值法对试验数据进行了分析。结果表明:推镗滚压和刮削滚光加工后的缸筒的内径尺寸和圆柱度变化趋势一致,尺寸变化可分为震荡变化区段、缓和变化区段和基本稳定区段;圆柱度的变化较尺寸变化更为剧烈,自然时效168 h后开始稳定;推镗滚压的尺寸偏差和圆柱度离散程较刮削滚光小,其尺寸偏差的标准差约为刮削滚光的70%,圆柱度的标准差约为刮削滚光的65%;自然时效时间控制在168 h左右为宜。     

基于Python和Gurobi的液压支架管棒材优化切割程序设计

液压支架管棒材切割优化问题依据原材料情况分为3种类型:原材料长度相等;原材料长度不相等;原材料长度随机。针对类似液压支架行业普遍存在的原材料不定尺采购和存放的无序性现象而带来的第3种类型,同时考虑生产组织因素,以与实际情况高度吻合的情形为出发点,采用Python语言和Gurobi优化器开发了管棒材最优化切割程序,并以Excel表格形式存取数据,便于数据的管理。由实例可知:程序执行效率高,1 s内即可算出最优化结果;单根材料利用率达到99%以上,部分可达100%。     

初撑阶段的支架位姿与驱动千斤顶一一映射及调整策略

基于初撑阶段液压支架对围岩控制的重要性,提出了依据立柱的伸长量由谁主导承担和支架阻力变化将初撑阶段划分为3种情形和3个细分阶段,理论分析了支架位姿与推移机构之间的约束关系以及与驱动千斤顶的映射关系,通过坐标变换构建了三机设备位置关系的数学描述,并采用数值计算和试验方法研究了支架位姿的调整策略.结果表明:推移机构不会约束底座向采空区方向的运动;支架位姿与驱动千斤顶的一一映射必须在同一底座偏转角下才能成立;支架在初撑阶段主要发生顶梁偏转、底座偏转及水平运动,顶梁偏转可通过平衡千斤顶调节,底座偏转可通过立柱调节;底座下陷、支架整体向煤壁倾斜、采煤机仰采是造成三机配套关系失稳的关键因素.研究结果为实现支架位姿的自动控制提供了理论基础,对于坚硬顶板和松软底板的地质条件,适当加大梁端距能够有效避免采煤机与支架的干涉.     

桥式起重机吊重摆动的参变振动模型

针对起重机吊重摆动问题,着重探讨了吊重垂直运动对摆振的影响,在允许的假设条件下建立了起重机吊重摆动的数学模型,用坐标变换把起重机微分方程转化为Hill方程标准形式,通过研究Hill方程找出起重机吊重做减幅摆动的条件。最后引入参数平面,绘制Hill方程稳定图,即起重机吊重做减幅摆动的图示。结果表明：通过控制摆长实现起重机吊重的消摆需要综合考虑初始摆长、摆长的变化幅度和变化周期这三个参数,由这三个参数结合引入的参数平面求得一个坐标点,当这个点落在参数平面的减幅振动区域就可以实现吊重的消摆。     

液压支架用大铰接销轴加工余量分析

依据GB/T 702-2008从理论上分析销轴保有加工余量,然后取3组试样进行了验证,结果显示:该试样粗加工余量不宜小于5 mm,精加工余量不宜小于2 mm,总加工余量不宜少于7 mm;为了消除表面氧化皮对热处理的影响,粗加工时应完全去除氧化皮;采购尺寸偏差、不圆度和弯曲度较小的原材料也可以减小加工余量;原材料出现明显弯曲情况时,可以在加工前增加原材料校直工序;对于非关键受力销轴,对热处理质量要求不高时,可简单粗车后即进行热处理。