新型履带行走液压支架的开发与动力学分析

为解决传统单体液压支柱和超前液压支架时在对工作面支护存在的强度低、效率低以及安全性差的问题,在对工作面超前支护现状分析的基础上,完成了新型履带行走式液压支架的总体参数设计,并重点对其履带板结构和驱动方式进行设计。对所设计顶梁履带机构的动力学特性进行仿真分析,表明新型液压支架可行性较强。     

综采工作面超前支护液压支架设计

针对晋能控股煤业集团寺河矿使用单体液压支柱存在支护高度低、支护力小、不能自移、工人劳动强度大及安全隐患等问题,设计一套综采超前支护液压支架,共三组六架,并对挑梁、顶梁、掩护梁、前后连杆、底座等部件进行设计,该套超前液压支护具有支护面积大、工序简单、使用周期长、安全性高等特点,大大降低了工人的劳动强度.     

液压支架的三维建模及主体结构有限元分析

论文利用Solid Works软件的建模功能和ABAQUS软件的分析功能互补,应用Solid Works软件对液压支架进行三维建模,然后再将模型导入到ABAQUS软件中进行有限元分析。在工程实际中,液压支架的损坏一般是由于顶梁和底座的偏载和扭转造成的,所以本文选取其中顶梁偏载底座扭转、顶梁扭转底座两端集中载荷这两种工况,对两柱掩护式液压支架进行三维建模和有限元分析,从而得到液压支架各处的应力应变的分布情况,并得到液压支架在这两种工况下工作过程中的薄弱点,为液压支架的设计提供了参考依据。     

基于ANSYS的大采高液压支架的优化分析

利用有限元分析软件ANSYS对大采高液压支架在顶梁受扭转载荷且底座两端受载的工况进行分析,发现在该载荷下大采高液压支架顶梁和底座应力分布较为严重,其中最大应力发生在大采高液压支架顶梁与垫块连接处。因此,对该处进行结构优化,再次分析后发现,大采高液压支架应力分布基本不变,但是最大应力却得到显著降低,这为后续大采高液压支架的设计奠定了基础。     

用有限元法模拟液压支架强度试验

用有限元法模拟液压支架的强度试验较实物试验周期短、成本低,可用于指导液压支架的设计。由于液压支架的结构件属于钢板焊接件,为了更好地应用有限元法对液压支架刚度和强度进行分析,运用SHELL单元和SOLID单元分别划分钢板结构和其他复杂形状零件,运用绑定接触对单元进行连接,建立了混合单元类型的有限元模型,得到的模型规模小、单元质量好。再合理地施加载荷和位移边界条件,选择顶梁偏载和底座两端集中载荷、顶梁扭转和底座两端集中载荷工况进行分析,得到了较可靠的分析结果。     

基于MATLAB的掩护式支架运动学仿真与实验

液压支架作为基于二自由度四连杆机构的支护设备,每个结构部件的旋转角度受驱动部件的制约,直接影响顶梁的支护效率和运动轨迹。基于Denavit-Hartenberg(D-H)理论实现了支架各部件在不同坐标系下的位姿转换,建立了液压支架的运动学模型;利用MATLAB软件分析了液压支架的工作空间,融合Alpha Shape理论对支架顶梁运动轨迹进行分析,得到了顶梁工作空间的边界点;分析了立柱、平衡千斤顶的不同长度对顶梁、掩护梁以及后连杆位姿角的影响;通过自主开发的无线感知网络搭建了液压支架的位姿监测系统,并验证了模型的可靠性,为工业应用提供了理论和实践指导。     

垛式支架全封闭可互换挡矸装置的结构设计

垛式支架适用于综采工作面搬家倒面时回撤巷道的超前支护。综采面设备回撤时两帮煤壁受力变形较大,破碎和倒塌的两帮煤壁冒落的矸石进入支护空间,会损坏液压系统和工作人员的安全作业,采用模仿特征法在液压支架顶梁和底座之间设计了一种开放式全封闭可互换挡矸装置。该挡矸装置可实现大面积防护,可快速互换以实现支架两侧的安全支护,降低了事故发生率。这种结构设计为大采高工作面垛式支架设计提供了重要的参考依据。     

液压支架结构尺寸的优化设计

为进一步提升液压支架的支护效率和可靠性,以两柱掩护型液压支架为例,在对其简要分析的基础上,通过分析得出当前液压支架在不同工况下的最大应力值,为其轻量化优化设计提供依据,并对顶梁、掩护梁、连杆以及底座等部位进行优化设计.经优化设计后,液压支架的总质量减轻0.07×104kg,且在不同工况下液压支架的最大应力值减小,大大提...     

液压支架有限元应力应变的分析

为了解决液压支架在顶梁偏心加载、底座承受扭矩的工况下易发生破坏的问题,通过Ansys数值模拟软件对液压支架的顶梁、掩护梁和底座进行模拟,给出了各部件的应力及位移云图,根据模拟结果对液压支架的部件进行优化,并验证了优化的可行性,有效地提升了液压支架的刚度。     

快速掘进配套临时支护液压支架探讨

介绍了巷道临时支护液压支架的要求及特点,分析了顶梁、上连杆、前连杆、后连杆、底座、中间伸缩梁等支架的主要结构件及其作用以及支架液压系统工作原理。分析认为,液压支架的投入使用可以有效解决支护繁琐、人力投入大、作业时间长等问题,不仅能够减少人员伤害,还能极大促进企业的经济效益。     

液压支架底座受力优化数值模拟研究

为了解决液压支架在复杂工况下部件易发生损坏的情况,利用数值模拟软件对顶梁两端集中加载下液压支架应力分布情况进行模拟研究,发现在顶梁两端集中加载下液压支架整体受力较为均匀,符合设计要求;而在底座扭转加载下底座与后连杆接触位置超过了材料的屈服强度,所以对底座扭转工况下底座进行优化,经过对优化后的底座进行对比研究发现,优化后的受力有了明显的改观,液压支架的受力最大值有了明显的降低,达到了优化的目标,为矿井安全开采提供了一定的保证.     

大采高采场液压支架的静力学分析

由于大采高采场对支架工作稳定性的要求较高,液压支架其内部的结构设计完成后需要进行强度检验,因此对大采高采场超静定液压支架的各个构件进行了系统分析。分析认为:直接的承载构件中,顶梁中间位置和底座的千斤顶耳板位置为应力集中位置;载荷传递构件中,掩护梁在顶梁连接耳板处和连杆在底座连接耳板处应力为应力集中位置;整体上,支架各个构件位移均在弹性变形范围内,稳定性较高。     

不同工况下ZY9200型矿用液压支架的结构性能研究

为掌握液压支架在使用过程中的结构性能情况，保证液压支架的支撑安全性。采用有限元分析方法，开展了ZY9200型液压支架在顶梁扭转载荷与底座两端载荷工况、顶梁偏心载荷与底座两端载荷工况等条件下的结构应力、结构位移变化分析研究，掌握了液压支架在此工况下结构变化规律，得出顶梁、底座是整个结构的薄弱部位，极容易发生结构失效现象。从结构设计、材料厚度、材料属性等方面提出了液压支架的优化改进措施，对提高液压支架的结构强度及支撑性能具有重要指导意义。     

基于数值模拟方法的液压支架结构优化

基于CAE优化原理,采用数值模拟方法优化了液压支架的底座结构以及连杆机构尺寸。以底座的外主筋厚度,内主筋厚度以及底板厚度作为设计变量分别进行灵敏度分析,通过基于ANSYS的优化计算,将底座质量降低了5%,应力峰值降低了8%;以连杆机构的尺寸为设计变量,通过基于ADAMS的优化计算,降低了顶梁端点轨迹横向摆动,有效地提升了液压支架的支护效率。     

液压支架承载后的变形和应力分布情况研究

准确计算液压支架工作变形和应力分布是保证其经济性与工作性能的前提。基于有限元方法,采用SHELL单元和SOLID单元分别对钢板结构和其他复杂形状零件进行网格划分,同时,设置不同类型单元连接为绑定接触、不同结构件的铰接连接为摩擦接触,由此构建了由混合类型单元组成的液压支架整机有限元分析模型,其节点和单元数量少、单元质量好、计算精度高、迭代求解速度快。分析计算中,分别选择顶梁偏载和底座两端集中载荷、顶梁偏载和底座扭转两种组合工况,分析了液压支架承载后的工作变形和应力分布规律,结果表明偏载和扭转作用是支架失效的主要原因,其对液压支架的设计具有重要的借鉴价值。     

煤矿井下综采液压支架底座结构的优化设计

由于煤矿井下支护环境恶劣,工作时的受力条件复杂,对液压支架的底座造成了巨大的影响.因此,利用三维建模软件建立液压支架底座三维结构模型,对其支护作业时的受力状态进行分析,并利用仿真分析软件对其进行仿真研究,根据仿真结果针对性地提出了底座结构的优化方案.对优化前后底座受力情况进行分析,表明优化后底座重量降低了约121.49 kg,其制造成本降低了约2.9％.     

基于有限元法的ZY6400/21/45型放顶煤液压支架强度分析

在对ZY6400/21/45型放顶液压支架进行三维建模的基础上,利用有限元仿真软件对液压支架在扭转和偏移工况下顶梁和底座的应力分布进行分析,结合分析结果对液压支架提出科学的优化建议,为提升放顶煤液压支架的工作性能与稳定性提供参考。     

矿用液压支架顶梁作业时的强度研究

基于液压支架的结构组成，分别构建液压支架顶梁的三维模型和有限元模型，并以此为基础，通过ANSYS有限元分析软件，从顶梁端载试验、顶梁偏载试验、顶梁扭转试验以及顶梁集中载荷试验四个角度对液压支架顶梁强度进行有限元分析，进而指出当前液压支架顶梁结构中存在的不足，提出针对性改进方案，最后将改进方案应用于工程实践，检验改进方案的有效性。     

煤矿液压支架使用时整体结构性能分析

为掌握液压支架在使用过程中的结构性能,保证液压支架的结构安全性。分析了液压支架的结构组成,通过CAD软件UG构建液压支架模型,并以此为基础,利用OptiStruct求解器实施顶梁两端承受集中载荷底座偏载工况下液压支架的有限元分析。根据分析结果提出优化方案,最后将优化方案运用于工程实践,验证优化方案的有效性和实用性。     

矿用液压支架顶梁的有限元分析及改进研究

基于矿用液压支架顶梁结构的特点,以ZY8650型掩护梁液压支架为研究对象,构建矿用液压支架顶梁带焊缝模型,采用罚函数法对模型进行接触处理,并对所构建的模型进行网格划分,开展具体模型分析计算。根据分析计算结果来看,带焊缝顶梁的实际应力和位移均大于无焊缝顶梁。在矿用液压支架顶梁设计中必须要对焊缝所造成的影响进行综合考虑,以此来降低矿用液压支架的使用风险。