ZY9000型掩护式液压支架顶梁两端承载能力仿真分析

ZY9000型掩护式液压支架是一种常用的液压支架,为了分析在矿井下能否满足工况要求以及实际工作情况需要,建立支架顶梁SolidWorks三维模型,在其两端装配加载垫块,利用有限元分析软件workbench对模型进行网格划分,添加约束与载荷,对仿真结果进行分析,并通过作业试验进行验证,得到该液压支架可以满足该矿井下工作以及极限工况下工作的结论。     

液压支架空间受力分析新方法

针对液压支架加载实验,提出一种新的液压支架受力分析方法,可以分析支架在偏载、扭转等加载情况下,各个部件的受力受扭情况。本方法根据液压支架的结构刚度关系,对液压支架所受的力和扭矩进行分配,求出每个联接耳板上的受力,再推导出各个部件的受力。     

复合型顶板煤层组合滑移支架适用性研究

为了解决鸡西矿业集团滴道盛和煤矿复合型顶板条件下不规则块段、边角零星块段煤炭资源安全高效的回采,介绍了组合滑移液压支架在该矿井中的应用。采用理论计算和现场数据采集分析相结合的方法,研究了组合滑移支架在该煤层赋存条件下使用的稳定性。研究表明:不同顶板条件下,组合滑移支架前、后支柱承受主要载荷不同,支架工作阻力未超过其额定工作阻力,而对直接顶破碎较严重地段适应性一般。组合滑移支架总体上适应矿井生产地质状况,并能够满足矿井生产需求,取得了一定技术经济效益。     

板式液压支架顶梁拓扑优化研究

板式液压支架的主要材料为钢板,但支架内部部分横筋板在承载过程中发挥的作用不明显,属于多余的材料,而横筋板主要存在于板式支架顶梁内部。通过拓扑优化手段对支架顶梁内部多余的横筋板进行筛除。认为在单侧载荷作用下部分横筋板发挥着重要作用,是不可筛除的;而其他工况条件下顶梁的横筋板对强度值的贡献不是必须的,都可以筛除;总体上可筛除的顶梁横筋板为3号、5号以及6号板,从拓扑优化后顶梁的应力分布云图中可看出拓扑优化结果是有效合理的。     

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。     

矿井液压支架在动态力学条件下的结构强度分析研究

随着采矿深度的增加,矿井液压支架的运行状况逐渐恶化。液压支架的立柱和平衡千斤顶都被视为刚性结构部件,关系到液压支架的安全性,为了提高液压支架的可靠性,建立了基于刚性—柔性耦合的液压支架的刚度可变冲击动力仿真平台。首先,模拟了平行表面荷载、上升表面荷载和下荷载作用于上梁时液压支架的应力状态,识别了不同铰接缝的临界载荷;其次,发现了不同铰链接头对应的危险冲击位置;最后,总结了冲击荷载对液压支架应力状态的总体影响。结果表明,在6 000 kN冲击载荷下,支顶掩护梁铰接点最大力变化系数10.5,是最危险的铰接位置。     

板式液压支架在冲击载荷下的动力学特性

选取板式液压支架作为研究对象,建立冲击载荷下支架的模型,对梯形波和三角波的冲击特征进行研究,在偏载工况下对载荷波形进行等效处理并仿真分析,得到支架部件受冲击时的应力变化情况,系统地研究了板式液压支架的抗偏载能力,根据试验结果提出了支架的改进方法,为新型液压支架的开发提供理论依据。     

冲击载荷作用下液压支架的力传递分析

为研究冲击载荷作用下液压支架的力传递特性,利用ADAMS仿真软件建立了液压支架的多体动力学模型。模型中将液压支架的立柱液压缸、平衡液压缸、顶梁、前连杆、后连杆以及掩护梁等效为弹性体,用预载荷模拟正常工作条件下的静载荷,用阶跃载荷模拟基本顶断裂或垮塌时对支架的冲击力。基于此数值仿真模型,计算分析了冲击载荷作用于顶梁不同位置时液压支架各铰接点的力传递系数和各铰接点力对冲击载荷作用位置的敏感度。结果表明：冲击载荷作用位置对液压支架各铰接点力传递特性的影响不同,各铰接点对冲击载荷作用位置的敏感度也不相同。这些计算结果对于液压支架的自适应控制和等强度设计具有重要意义。     

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...     

基于样机型式试验的液压支架有限元分析

基于液压支架样机型式试验的思路,模拟不同型式试验的加载方式,对液压支架进行有限元分析;同时将常规设计的液压支架与支架型式试验不同加载方式下的液压支架有限元应力云图进行了分析比较,建立了该液压支架的虚拟型式试验平台。     

超前支护液压支架底座的失效分析及设计改进

以超前支护液压支架底座为研究对象,分析主肋板断裂原因。通过SolidWorks建立底座的模型,简化容易出现奇异性的结构,导入ANSYS Workbench有限元分析软件建立有限元模型,对其在一端接地工况条件下施加相应的载荷和约束进行加载试验,得到底座的应力分布云图。通过查看底座的应力云图发现底座主肋设计存在缺陷,使主肋在受力时存在应力集中的情况,通过设计改进使结构强度满足设计需要。     

基于液压支架底座的有限元静力分析及结构优化

通过对液压支架的结构、功能分析,着重研究了底座的结构及优化。运用基于ANSYS软件对液压支架及其底座进行了有限元分析,得出液压支架底座中应力集中的位置为柱窝、筋板以及底座后部与连杆连接处附近。在有限元分析的基础上对底座的结构进行了优化,使得底座的集中应力明显减小,重量降低,强度提高。     

基于Workbench的三自由度液压支架并联机构优化设计

在前期提出的三自由度并联液压支架设计基础上,运用Workbench软件建立并联支撑机构的有限元分析模型,施加以实际工况。通过对立柱倾角及耳座分布位置作参数优化分析,得到满足液压支架实际工况需求的参数。通过对优化后的并联支撑机构进行分析,验证了液压支架在X、Y、Z方向上都具有较好的让压卸载能力。结果表明,三自由度并联液压支架能克服现有液压支架存在的技术缺陷,可承受包括侧向力在内的不同方向的载荷,能提高液压支架支撑稳定性和对围岩的适应性。     

结构参数和外载荷形式对放顶煤液压支架的综合影响分析

为研究放顶煤液压支架在工作过程中的影响因素,从支架的结构参数、外载荷形式、尾梁受冲击载荷三方面对放顶煤液压支架进行分析。分别对 4 组结构参数不同的放顶煤液压支架进行建模,采用线性弹簧阻尼器等效替代前后立柱,并在 ADAMS 中对顶梁分别施加 5 种不同形式外载荷进行受力分析,确定了受力最优的液压支架。在此基础上,当顶梁承受偏心载荷、前端扭转载荷、横向中间载荷时,对受力最优的液压支架进行尾梁不同位置承受冲击载荷时的受力仿真分析。结果表明,放顶煤液压支架的受力状况受四连杆结构参数和立柱倾角的共同影响,冲击载荷作用在尾梁时,液压支架力变化情况同时取决于顶梁承受外载荷形式和冲击点位置。     

焊缝大小及形式与强度关系分析

在液压支架设计过程中,结构件不同位置的焊缝在矿井下受力不同,通过对不同焊缝大小及形式做出的焊接试件分别做拉伸试验,对比拉伸试验后得到的试验数据,然后总结出焊缝大小及形式对焊缝强度的影响关系,从而能够为设计人员在设计液压支架结构件不同位置焊缝结构时提供参考。     

基于多传感器的液压支架直线度测量方法研究

针对目前液压支架直线度测量方法存在测量数据不够完整、误差大、易受粉尘影响等问题,提出了一种多传感器组合的液压支架直线度测量方法。该测量方法主要通过在液压支架底板固定位置布置2个行程位移传感器与三轴倾角传感器组合测量得出相邻支架间的位置关系,并通过基于D-H坐标系的液压支架直线度推导模型,求解得液压支架群的直线度。实验结果表明,对于长达150 m的工作面,此方法的偏航角度累积误差小于5°,直线度测量累积误差小于85 mm,可以满足液压支架直线度的测量需求,可为液压支架调直控制提供精确的数据支持。     

液压支架内加载试验力分析及直接测力装置研究

液压支架进行内加载试验时，通过在液压支架立柱下腔施加一定压力的工作介质使立柱支撑力达到特定系数的工作阻力，并将该力作为液压支架的试验力。但由于液压支架立柱安装存在一定的角度，且液压支架顶梁与试验台之间存在摩擦力，上述试验力实为液压支架立柱支撑力的分力，因液压支架立柱角度无法精确测量，计算出的试验力与实际值存在较大误差。为解决这一问题，文章通过对二柱掩护式液压支架内加载试验工况进行受力分析，得出试验力与立柱支撑力之间的差值，再设计一套试验力直接测试装置，经过对不同工作阻力液压支架试验力的测试，得出实际试验力应高出目前加载力8%～18%的结论，并解决了液压支架试验力无法准确测试的技术难题。     

液压支架新国标与现行行标的差异性分析

介绍了新国标GB25974.1的特点,即更加强调液压支架的安全措施和安全性能。通过与旧标准MT312对比分析可知,二者差异性主要体现在:增加了循环复合加载项目对支架进行综合性能测试,为原来次数的2～3倍;增加了让缩性能试验项目,着重考核液压支架承受顶板下沉的能力;增加了水平加载和多项集中载荷试验项目等强度试验项目。这些变化和改进对液压支架的结构强度、耐久性能和安全性能等方面提出了更高要求。新标准基本上与国际标准接轨,该标准的颁布使我国的液压支架标准体系更加完善,对于提高我国液压支架的设计、制造和试验水平将发挥重要作用。     

液压支架型式试验中载荷修正方法

本文运用摩擦圆理论推导了液压支架在外加载和内加载时,支架实际外载与立柱工作阻力的关系,以便对支架试验载荷进行修正。     

新型液压支架侧护板锁紧装置

<正>目前,液压支架侧护板在矿井下应用较为频繁,随之引发的问题就是侧护板的变形和损坏等。一旦变形或损坏,侧护板的锁紧装置将失去作用。因为目前液压支架侧护板的主要结构形式为直角式侧护板,而锁紧方式多数采用耳板与销轴的别卡来实现对侧护板的锁紧,带来的问题就是结构变形且发生干涉,造成无法安装等情况。所以,液压支架侧护板锁