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。     

基于冲击载荷的液压支架立柱动态特性分析

为解决液压支架在短时间内遭受顶板冲击力时造成立柱液压系统受损问题,对支架立柱液压系统在冲击力作用下的受力特性进行仿真模拟。通过AMESim仿真模拟平台对支架立柱、卸压阀以及重锤分别建模,并根据这3个仿真模型对支架立柱液压系统进行冲击力仿真模拟试验。试验结果表明:冲击力对支架立柱的二级缸影响较大,缸体质量有待加强;支架立柱液压系统对冲击力的响应速度受冲击力大小和重锤运动距离的影响,为液压支架设计及改进提供了理论数据。     

大缸径液压支架立柱动载过载试验系统研究

立柱是超大采高、大阻力的综采液压支架的主要受力部件。新国标要求对液压支架立柱进行动载过载试验,现有的试验系统不能满足要求。本试验系统采用蓄能器组件及组合冲击缸,将高压液储存在蓄能器中,通过快速释放高压液到冲击缸中,冲击缸再作用到被测立柱上,立柱内腔压力瞬间升高,模拟顶板突然来压时立柱内腔压力快速升高、安全阀快速开启并溢流释放的实际工况。通过设计计算,确定了系统核心部件的各项参数,满足试验系统在30 ms内达到冲击试验的流量及压力要求,最终研制出满足新国标要求的液压支架立柱动载过载试验系统。     

液压支架双伸缩立柱落锤冲击特性仿真分析

为掌握冲击载荷作用下液压支架立柱及其安全阀的冲击特性及流量匹配规律，在分析落锤冲击载荷及立柱结构的基础上，以某型液压支架双伸缩立柱为例建立了其落锤冲击模型及AMESim仿真模型，并对其冲击特性进行了分析。研究结果表明：在冲击载荷作用下，活柱由于底阀的存在无法实现位移缩让，在介质压力能的作用下会形成上下振动，中缸由于安全阀可以产生较大的瞬间冲击流量实现缩让，不易形成位移振动；而当存在2次冲击时，第2次冲击产生的立柱冲击压力比第1次冲击产生的压力大；且随着安全阀流量压力梯度的增加，大缸及中缸的第1次冲击压力都是逐渐减小，而第2次冲击压力存在先减小后增大的趋势。     

基于AMESim大缸径立柱控制回路液压系统特性仿真分析

针对大缸径立柱在冲击载荷作用下液压系统不稳定的问题,介绍了液压支架立柱的结构组成以及控制回路的工作原理,通过AMESim液压仿真软件对大缸径立柱控制回路进行建模分析,得出在设定工况下立柱的位移、速度、加速度和无杆腔流量动态特性曲线,并针对曲线中的冲击振荡现象对液控系统提出改进措施,对于液控系统的参数优化和指导煤矿安全生产具有重要意义。     

蓄能器在液压支架立柱动载过载试验系统中应用的研究

立柱是液压支架主要部件,新国标中提出对液压支架立柱进行动载过载试验,为满足要求,对液压支架立柱动载过载试验系统进行研究。采用理论计算、液压原理设计、三维建模等方法研究立柱动载过载试验系统,利用蓄能器组快速释放功能,实现在短时间内释放大量高压液体,使被试立柱安全阀打开溢流,完成试验。设计的系统可在30 ms内达到动载过载试验的流量及压力要求。     

基于AMESim的充填支架液压系统仿真研究

通过液压仿真技术研究,对充填支架立柱液压系统进行了仿真分析,利用AMESim软件建立充填支架液压系统模型,模拟充填液压支架的实际工况,进行立柱液压系统仿真,验证动态仿真结果的正确性,为充填液压支架液压系统整体动态性能的准确分析提供了新的研究思路。     

6500kN静-动复合加载液压冲击试验机研究

针对现有设备无法实现对冲击地压矿井防冲支架进行静-动复合动力冲击加载实验的问题,提出一种基于液压蓄能及快放原理实现大吨位快速静-动复合加载的动力冲击试验机设计方法。提出了加载试验机的结构组成及工作原理,设计了液压加载系统,并给出液压加载系统的工作原理。该试验机能够实现被压试件的准静态加载、动态加载和静-动复合加载。运用AMESim软件建立了液压加载系统的仿真模型,对其加载特性进行了仿真分析;提出了一种实现高压超大流量开关阀的新型结构,运用FULUNET软件对超大流量开关阀进行了结构优化与流场研究,确定了额定压力31.5 MPa,流量达到120 000 L/min的超大流量阀的结构参数;推导了防冲液压立柱的冲击波动方程及其定解条件;建立了液压动力加载系统的AMESim仿真模型,并进行了动力冲击仿真分析。根据理论分析结果完成了6 500 kN高速液压冲击实验机样机的研制,并对样机进行了实验测试,实验结果表明,该试验机最大冲击力为6 500 kN,最大冲击速度8.2 m/s,从静止到最大速度加速时间小于25 ms,超大流量开关阀的额定流量达到了121 179.8 L/min,开启时间小于15 ms。通过对实验样机的实验,验证了设计方案的正确性。     

液压支架大流量安全阀动态性能试验系统仿真

液压支架大流量安全阀动态性能指标是衡量液压支架性能优劣的重要依据。在阐述了安全阀的动态性能指标及试验要求的基础上,介绍了以蓄能器为动力源的快速加载试验系统工作原理;并结合仿真软件AMESim对试验系统进行了数字仿真分析,为大流量安全阀试验系统的设计与优化提供了依据。     

工作面支架液压系统仿真与稳压供液技术

为提高工作面支架对采煤机的跟随特性,以支架运行过程不同动作供液需求特征为研究起点,基于工作面支架系统的液压原理,利用AMESim建立了支架液压系统的数学仿真模型。通过仿真液压支架动作的供液过程,分析总结了供液流量对支架动作速度和过程压力的作用规律,并提出了适应支架动作的稳压供液理念。通过理论分析稳压供液过程特性,推导出适应支架动作的稳压供液流量的数学计算公式,该公式表明:同一支架液压系统下,稳压供液流量主要由支架动作类型、动作行程、动作数量、卸载阀压力设定等因素决定。最后,在仿真模型中验证稳压供液技术,对比液压支架运行过程的额定供液与稳压供液方案效果,结果表明:稳压供液技术不仅保证了支架动作快速执行,同时减少了系统压力波动,减缓了支架液压系统的压力冲击。