销轴连接对液压支架稳定性及可靠性的影响

支架结构件和四连杆机构间均通过销轴连接,其结构尺寸和受力状况对液压支架的稳定性和可靠性有很大影响。通过分析销轴、底座孔和连杆孔的间隙与连杆倾斜角的关系,以及四连杆销轴连接组合对顶梁横向偏移量的影响,给出了相应的计算公式及减小顶梁偏移的措施,推导了销轴和支架孔挤压面接触压力的分布函数;从结构和材料强度的角度给出了提高销轴连接可靠性的措施。     

考虑铰接间隙影响的液压支架四连杆机构运动误差分析

为了研究铰接间隙对支架运动误差的影响,利用闭环矢量原理推导了液压支架四连杆机构的运动方程,采用牛顿-辛普森算法进行求解,根据连杆两端回转副元素,建立了两孔型、孔销型和两销型3种杆件的间隙模型,将间隙模型应用于四连杆机构运动方程进行误差仿真分析.结果 表明铰接间隙会使液压支架运动轨迹偏移,横向误差大于纵向误差.该研究可为...     

新型液压拔销机构

在煤矿三机中,液压支架数量多,吨位大,且液压支架的连杆、底座、掩护梁及顶梁等连接部分均使用尺寸较大的销轴铰接联接。如ZY8640大采高掩护式液压支架所用销轴最大直径为150mm,长度为570mm。液压支架在运输和维修过程中,需要对各部件进行拆卸。在拆卸时,大多采用在销轴一端安装高强度螺栓,然后靠工     

基于真实煤层环境的液压支架运动虚拟仿真方法

为解决现有煤矿开采中液压支架无法根据井下煤层环境及时调整支护姿态的问题,提出了一种基于真实煤层环境的液压支架运动虚拟仿真方法。该方法在虚拟软件Unity 3D中基于真实煤层数据点直接生成顶底板煤层环境曲面,并结合液压支架模型对其进行物理组件的添加,实现了液压支架基于重力作用下对底板曲面的自适应贴合。通过对液压支架模型的运动学和煤层顶板曲面数据点的分析,确定出满足该顶板支护状态下的液压支架各部件角度信息值,在虚拟空间中预先实现液压支架对煤层环境运动姿态的调整。最后进行了试验,在试验中构建了煤层顶底板曲面模型,进行了液压支架在试验煤层情况下的支护姿态调整;同时在虚拟环境中生成相应的煤层顶底板曲面,并进行了虚拟环境中液压支架姿态的调整。试验结果表明,利用虚拟软件Unity 3D实现基于煤层环境的液压支架运动参数变化与实际液压支架运动参数变化基本相同。本方法为实现液压支架对围岩煤层环境的自适应调整提供了思路参考和应用实践。     

液压支架辅助装配工具的设计

设计了一组辅助装配工具,一种通过销轴安装到底座上,可旋转座支撑住后连杆,另一种连接掩护梁和底座,保证四连杆机构处于稳定状态,方便安装掩护梁组件和顶梁组件,既提高了液压支架的安装效率,又消除了安全隐患。     

机器人运动学与时序预测融合驱动的刮板输送机调直方法

随着智能化开采的不断发展,刮板输送机直线度控制对于煤矿安全、高效开采具有重要意义。针对刮板输送机的调直精度不高的问题,提出了一种基于空间运动学与长短时记忆神经网络轨迹预测相融合的调直方法。首先,利用工业机器人的空间运动学知识对液压支架和刮板输送机浮动连接机构的运动规律进行了解析,并以C#语言的形式编入Unity3D仿真系统底层,通过推移机构连接头捕捉刮板输送机中部槽上的关键点,实现液压支架与刮板输送机的连接,实现了液压支架的精准推移,较理想化地解决了销耳间隙的影响;其次,综合考虑到传感器噪声与截割底板轨迹对刮板输送机轨迹检测的影响,在仿真系统中进行相关的补偿后,在MATLAB中利用LSTM(Long Short Time Memory)神经网络对刮板输送机的轨迹进行预测;最后,根据实际工况要求建立了目标调直轨迹的修正模型和轨迹-姿态转换模型,以得到的刮板输送机轨迹为基础,确定及时移架后的液压支架位置与对应中部槽的相对位置差,基于浮动连接机构运动规律液压支架精准推移,实现刮板输送机调直。通过虚拟试验的验证,建立的修正模型和转换模型具有较强的可靠性,在仿真系统与实验室条件下分别在底板存在起...     

掩护式铺网支架改造为放顶煤支架

针对掩护式铺网支架改造为放顶煤支架，存在后连杆与底座连接销轴剪断等问题，为此进行分析，提出了支架最小支护高度的确定方法。     

大倾角煤层伪俯斜工作面平行四边形液压支架结构设计与运动响应

液压支架是大倾角煤层伪俯斜工作面“围岩—装备”系统稳定性的核心,现有液压支架结构无法适应伪俯斜开采空间稳定性要求,严重影响了该类条件下工作面安全高效开采。以大倾角煤层伪俯斜开采工作面为研究背景,采用工程类比、结构运动学分析、数值仿真的综合研究方法,分析了大倾角伪俯斜工作面“支架—围岩”稳定性特征,并以ZY7000/22/45型液压支架为基础,发明一种新型平行四边形液压支架,进行了结构合理性设计,分析了关键构件运动学响应特征。研究表明：大倾角伪俯斜综采工作面垮落矸石非均匀填充以及矸石对支架的砸、压、推作用是影响支架稳定性的关键因素,平行四边形顶梁与底座更适应伪俯斜工作面。设计的平行四边形支架顶梁、底座及立柱排布方式为平行四边形,异形掩护梁与后连杆、油缸连杆、底座构成柔性四连杆结构。平行四边形支架立柱为主要承载结构,油缸连杆为主要运动机构,其运动特征影响因素主要为上下柱窝间距和前后连杆与掩护梁铰接位置间距,其中掩护梁与后连杆是支架位姿调控的关键,且支架运动过程中无双扭线产生。研究结果为该类条件工作面支架提供了一种选型,一定程度上保障了该类煤层的安全生产。     

ZY9000/24/58型两柱掩护式大采高液压支架稳定性研究

对大采高液压支架的稳定性进行研究,分析了ZY9000/24/58型两柱掩护式大采高液压支架的横向稳定性、纵向稳定性和移架时的稳定性,以纵向抗倾倒稳定系数为例,分析工作面倾角变化时,抗倾倒稳定系数的变化规律,并对带压移架时的最小立柱主动力随工作面倾角变化的规律做了分析。结果表明,支架工作高度、工作面倾角、销轴间隙、重心位置等参数都影响支架的稳定性,分别提出了提高大采高液压支架相关稳定性的解决措施。     

中部槽推移耳与液压支架连接方式的结构分析与改进

正煤矿综采工作面的煤炭采掘、运输主要是靠"三机"(采煤机、液压支架、刮板输送机)来完成的,其中刮板输送机与液压支架的配套使用是由刮板输送机的中部槽推移耳与液压支架的推移千斤顶用销轴连接的,销轴的固定通常采用开口销加挡圈的形式,这种固定方式存在强度及可靠性低等缺陷。针对这种问题,该公司开发了一种新型快换式中部槽推移耳与液压支架连接结构,有效地解决了以上问题,既增加了销轴的固定强度,又能快速拆装销轴。     

液压支架销轴断裂失效分析

ZY3600/11/25型液压支架的连杆与底座连接处销轴在投产短时间的作业中发生断裂。采用挤压的理论分析、宏观观察、化学成分分析、非金属夹杂物检测、力学性能检验、硬度检测、金相组织分析、销轴径向应力对比分析等手段对销轴的断裂原因进行了综合分析。结果表明:失效销轴属于剪切断裂,表面淬火不合格是导致销轴断裂的主要原因。该分析结果为失效销轴的改进提供了可靠的依据。     

液压支架销轴安装吊具的设计和应用

针对液压支架重要受力部位的销轴由于质量和尺寸较大导致安装困难的难题,设计了2种液压支架销轴安装吊具。这些吊具解决了液压支架在车间内安装销轴时工人劳动强度大、效率低且危险系数较高的难题,具有一定的参考、使用价值。     

基于ANSYS的液压支架仿真优化

对液压支架四连杆机构工作原理进行分析,简化四连杆机构,建立四连杆机构模型。研究基于ANSYS的仿真优化计算工作流程,建立液压支架三维模型,导入ANSYS对四连杆机构进行仿真,得到后连杆受力曲线图和顶梁前端运动轨迹。为了降低后连杆的受力,提高后连杆的稳定性,将液压支架的前、后连杆长度均减少30 mm,重新建立模型进行仿真。仿真结果显示,优化后后连杆的受力明显减小,而且顶梁前端的运动轨迹未超出允许值,由此可知优化后的液压支架性能更佳。     

BW200型往复泵曲轴磨损原因分析及解决措施

建立齿轮传动往复泵的曲柄连杆机构曲轴空间力系,对曲轴曲柄销轴进行受力分析。通过加装平衡条平衡旋转惯性力和改变进水管接口位置试验,找出了液力端进排水流道尺寸的改变是BW 200型泵的工作腔液体产生水击的原因,解决了泵温升高和曲轴曲柄销磨损问题。可用于齿轮传动往复泵的曲柄连杆机构曲轴受力分析和计算,解决泥浆泵的类似问题。     

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。     

基于虚拟样机的液压支架三维建模及运动仿真

利用三维建模软件Pro/E对四柱支撑掩护式液压支架的各部分零件进行三维建模,按照其位置关系进行整体装配。将液压支架模型先导入3DSMAX中进行运动仿真,利用Virtools软件对模型进行场景动画制作,整合了三款软件的优势,简化了液压支架建模和仿真过程,将液压支架的运动直观、真实地表现出来,可以从视觉上给客户更感性的认识,为煤矿虚拟现实打下基础。     

基于SolidWorks和ADAMS的液压支架动力学仿真

利用SolidWorks建立液压支架的实体模型,将模型导入ADAMS中施加约束、驱动及载荷,建立液压支架的虚拟样机,进行工作过程的动力学仿真。仿真得到了液压支架俯仰角、工作阻力、铰接载荷时域变化曲线,将其与理论计算值比较,证明样机模型可行正确,可为设计研发提供较为准确可靠的依据。     

基于Pro/E与ANSYS Workbench的超静定液压支架的设计

根据液压支架的设计参数,首先运用Pro/E对超静定液压支架进行三维建模和虚拟装配,然后利用其运动仿真模块Mechanism进行运动仿真分析,最后将模型导入ANSYS Workbench进行有限元分析。这种设计方法提高了设计效率,缩短了设计周期,同时提高了液压支架设计的可靠性。