液控单向阀对液压支架立柱动态特性影响研究

液压支架立柱在降柱、受到冲击作用时,立柱液压缸内会出现突变载荷,严重时易造成液压缸及其控制阀的损坏。为了研究液控单向阀对突变载荷的影响,在AMESim中搭建了液压支架立柱的液压系统模型,分别对液压支架立柱降柱、受到冲击作用时的状态进行时域分析。提出了一种变阻尼液控单向阀,并在AMESim中搭建新型变阻尼液控单向阀模型进行仿真分析,得到了立柱液压缸的动态响应曲线。经对比仿真结果,变阻尼液控单向阀能有效降低突变载荷,提高了立柱液压系统的稳定性。为液压支架立柱的液压系统设计提供了重要参考。     

掩护式液压支架升柱不同步原因分析与改进

针对掩护式液压支架升柱过程的不同步问题，在分析立柱升柱工况基础上，构建了立柱-液控单向阀升柱模型，基于阀芯受力平衡建立了立柱液控单向阀的阀芯开启量表达式，给出了立柱不同步的理论条件，并建立升柱系统的AMESim仿真模型，分析了立柱负载大小和液控单向阀阻尼孔直径对立柱同步的影响特性，给出了立柱不同步问题的改进方案，并用仿真与实验进行了验证。研究结果表明：造成两根立柱不同步的根本原因是两根立柱的负载不同，且负载相差越大，阀芯开启量相差也越大，不同步越明显；立柱液控单向阀主阀芯后腔阻尼孔直径对左右立柱的同步性能影响很小，且负载较大的立柱对应的液控单向阀阀芯开启时会出现一个冲击振动，阀芯会先开大然后再趋于较小的稳定值。     

基于ABAQUS的液压支架立柱与柱窝的接触非线性分析

用有限元分析软件ABAQUS对液压支架立柱和柱窝进行建模,利用其强大的非线性分析功能对液压支架立柱及柱窝进行接触分析,得出立柱和柱窝工作时的应力云图。同时将所得的分析结果与赫兹接触理论所得结果进行比较,总结立柱与柱窝的变形特点,为液压支架立柱与柱窝的设计及校核提供了依据和参考。     

基于ABAQUS的液压支架立柱与柱窝的接触非线性分析

用有限元分析软件ABAQUS对液压支架立柱和柱窝进行建模,利用其强大的非线性分析功能对液压支架立柱及柱窝进行接触分析,得出立柱和柱窝工作时的应力云图。同时将所得的分析结果与赫兹接触理论所得结果进行比较,总结立柱与柱窝的变形特点,为液压支架立柱与柱窝的设计及校核提供了依据和参考。     

液压支架底座柱窝充填块的研究

通过研究煤炭的安息角,设计了一种带有自卸煤矸滑台的新型立柱柱窝充填块,能够防止煤矸在充填块上堆积,最大限度地降低柱窝上方空间及立柱与柱窝配合面的煤矸侵入量。保障立柱在柱窝内摆动灵活不受煤矸阻碍,减缓立柱和柱窝配合面的磨损。     

冲击载荷作用下液压支架立柱液压系统特性研究

为了解决液压支架立柱受采场冲击载荷易于损坏的问题,利用AMESim仿真软件在构建立柱液压系统中的立柱模型、大流量安全阀模型和重锤模型的基础上,建立了立柱液压系统的冲击模型|按照国家对煤矿液压支架试验要求,对立柱进行冲击试验,研究了立柱液压系统的冲击响应特性,得到了立柱缸体内部乳化液压力峰值及变化曲线,得出在冲击载荷作用下需要加强液压支架立柱二级缸缸体强度、液压支架立柱系统达到压力峰值的响应时间与冲击质量和重锤下落高度存在一定关系等结论,从而为采煤工作面供液系统设计和液压支架设计提供重要依据。     

基于AMESim的支架立柱液压系统特性仿真分析

介绍了液压支架立柱液压系统的结构组成与工作原理。用AMESim软件建立了立柱液压系统的仿真模型,对支架升降柱过程仿真结果进行分析,验证了仿真模型的正确性。并仿真了立柱内泄漏和泵站额定流量的大小对升降柱性能的影响,同时仿真分析立柱受冲击力作用时的升柱速度变化。     

液压支架顶梁柱窝及立柱铰接处有限元分析

针对液压支架顶梁受压时其柱窝附近易于出现穿顶的现象,以ZY9000/22/45D掩护式液压支架顶梁为例,分析了顶梁柱窝和立柱的接触关系,得到了相同材料球面挤压的最大接触应力计算公式。分别创建了有、无活柱柱头铰接销轴的顶梁模型,经过ANSYS有限元分析,得到了顶梁柱窝及立柱铰接处的应力云图。通过对顶梁不同位置施加静载荷,得出了立柱铰接处受力普遍大于柱窝受力的结论。为液压支架顶梁柱窝的试验分析和强度结构设计提供参考依据。     

基于VB的掩护式支架平衡千斤顶受力分析

建立液压支架平衡千斤顶力学模型,以立柱柱窝到顶梁铰接点的距离为变量来研究平衡千斤顶受力,利用VB对其进行编程,实现平衡千斤顶受力曲线的自动绘制。所设计的系统界面友好,便于液压支架设计中使用。     

两柱掩护式低位放顶煤电液控制液压支架的应用

两柱式低位放顶煤电液控制液压支架立柱采用结构简单的单伸缩模式,支架柱窝、柱帽采用锻件,立柱内部采用珩磨等多项先进技术。该支架具有结构简单、采高大、阻力高、推进速度快、适应条件变化能力强等特点,以保德煤矿为例,介绍了该液压支架在高产高效自动化快速推进综采放顶煤工作面的成功应用。     

基于AMESim的煤矿液压支架液压系统仿真

针对煤矿液压支架承载能力大、可靠性强、疲劳寿命长等高要求,以某型煤矿液压支架为研究对象,对煤矿液压支架液压系统进行分析,运用液压仿真软件AMESim对煤矿液压支架液压系统中的立柱液压缸、推杆液压缸的油液压力、活塞杆作用力等特性进行数值仿真。仿真结果表明:立柱液压缸为阶梯工况,推杆液压缸为单一工况;在不同工况下立柱液压缸、推杆液压缸的油液压力、活塞杆作用力均呈现为开始波动较大、然后波动逐渐减小、最后稳定在某一固定值的变化趋势。该研究为煤矿液压支架液压系统优化设置、可靠性提升及精确控制等方面提供理论依据。     

ZY6400/21/45型放顶煤液压支架的有限元分析

在设计ZY6400/21/45型放顶煤液压支架时,利用SolidWorks结合Simulation对该支架进行三维建模,并进行受力分析;依据国内制定的最新有关液压支架的试验标准,选取了ZY6400/21/45型放顶煤液压支架整架分析的多种危险工况之下的一种进行计算机模拟仿真;通过对该架模拟仿真,得出了整个支架的应力和变形分布,也得出了重要结构件的应力分布和模拟状况。     

液压支架护帮千斤顶节流优化控制研究

针对液压支架护帮的支护速度问题,研究了护帮速度控制与采煤机截煤速度的匹配关系,建立了护帮千斤顶节流优化控制AMESim仿真模型,仿真结果表明可通过对护帮千斤顶运动速度的优化控制实现护帮及时支护,为提高支架护帮支护系统的可靠性,满足采煤机安全高效生产提供了一定的理论基础。     

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。     

“外骨骼”液压伺服系统物理模拟及仿真

根据外骨骼机器人的运动特点设计了液压驱动系统,利用功率键合图和传递函数建模法建立机器人处于支撑相前期运动的模型,用MATLAB软件对系统的压力和速度仿真,由仿真结果证明了所设计液压系统的合理性。     

薄煤层液压支架虚拟样机的参数化分析

建立了液压支架虚拟样机模型,并将其导入ADAMS中对支架进行参数化分析,主要分析了顶板压力及立柱支撑力对顶梁位移的影响,仿真分析结果为液压支架的设计与改进提供了参考。     

液压支架平衡千斤顶的失效分析及预防

针对综采工作面掩护式液压支架平衡千斤顶失效,分析了平衡千斤顶的受力状况。通过验算偶合构件的强度及对双向锁安全阀污染状态进行铁谱分析,提出预防措施及偶合构件强度设计优化方案,以充分发挥液压支架的工作性能,实现矿井高效安全生产。     

工作面支护与液压支架技术理论体系

工作面支护是安全高效综采的首要条件,液压支架是综采系统的核心。笔者和其合作团队持续30多年致力于综采工作面支护与液压支架技术理论的研究和实践,建立了综采工作面支护与液压支架技术理论体系框架,提出了液压支架与围岩耦合原理,建立液压支架与围岩耦合模型,分析了液压支架与围岩的强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合规律,阐述了液压支架合理工作阻力、临界护帮力和支护系统稳定性控制策略,提出液压支架三维动态优化设计理论和方法,将围岩下沉、断裂等力、力矩以及边界条件的变化通过液压支架骨架模型传递和分解到具体的液压支架结构上,借助三维设计平台动态模拟仿真液压支架与围岩耦合作用的力学特征,优化得出对围岩最优支护效果的液压支架结构参数。提出液压支架系列型谱和工作面支护系统液压支架群组的自组织协同控制方法,将支护系统群组自组织协同控制分解为围岩自适应控制和队列保持推进控制两个控制线程,同步实现群体系统协调控制。建立了工作面支护设备技术标准体系。     

ZF7200型放顶煤液压支架的数值仿真与分析

主要解决的是反映实际结构的ZF7200型放顶煤液压支架的三维建模及受力分析,依据国内制定的最新有关液压支架的试验标准,选取了ZF7200型放顶煤液压支架整架分析的多种危险工况之下的其中一种进行计算机模拟仿真。通过对该架模拟仿真,不仅得出整个ZF7200型放顶煤液压支架的应力和变形分布,而且得出重要结构件的应力分布和模拟状况。为ZF7200型放顶煤液压支架的设计提供理论依据。     

超大采高工作面液压支架与围岩耦合作用关系

针对金鸡滩煤矿坚硬厚煤层赋存条件,提出了8.2 m超大采高一次采全厚开采方法,分析了超大采高工作面液压支架与围岩的强度、刚度、稳定性耦合关系及控制方法,研制了ZY21000/38/82D型超大采高液压支架及新结构。基于液压支架与围岩耦合作用关系,采用理论分析与数值模拟方法研究了超大采高液压支架合理工作阻力确定的“双因素”控制法;通过建立脆性坚硬厚煤层煤壁片帮的“拉裂-滑移”力学模型,得出了控制煤壁片帮发生滑移失稳的液压支架临界护帮力;分析了销轴铰接间隙对超大采高液压支架稳定性的影响及控制方法。通过创新研制大缸径抗冲击双伸缩立柱、三级协动护帮装置等新结构,保证了超大采高液压支架与围岩系统的稳定性控制。