液压支架电液控制阀的优化分析与试验

利用CFD技术模拟了电液控制阀的径向不平衡力和流量压差特性,并利用试验验证仿真研究的正确性。研究结果表明,大流量液压阀应尽可能保持流道对称性并增加径向过液孔数量。能为液压支架电液控制阀的设计提供一定的参考依据。     

液压支架安全阀内部流场仿真与性能分析

煤矿液压支架立柱回路中的安全阀,是支架过载保护的关键元件。液体在安全阀内部流动状态直接影响其性能,其性能的优劣,又决定了液压支架的承载能力、移架速度和工作可靠性等。基于FAD500安全阀整体建立了较为详细的流道模型,通过CFD流场仿真方法,获得复杂形体腔内运动流体参数的数值解:压力、速度等分布,并对不同模型仿真结果进行对比分析,验证高压大流量安全阀流道设计的合理性。     

液压支架大流量安全阀流体动力学特性分析

为了提高液压支架大流量安全阀的动态性能,需要对其流道内流体动力学和运动学特性进行研究。在建立大流量安全阀三维几何模型的基础上,利用仿真软件Fluent对安全阀内部流场的运动学和动力学规律进行了仿真分析,为液压支架大流量安全阀的设计与优化提供依据。     

矿用反冲洗过滤站换向阀芯动态特性仿真优化

介绍了液压支架系统中反冲洗过滤站换向阀芯的工作原理及结构特点,建立了反冲洗回路的AMESim模型,对回路模型进行仿真得出动态响应结果,并就换向阀芯主要结构参数对系统动态特性的影响进行了仿真和分析,为换向阀芯的优化设计提供依据。     

大流量换向阀的设计与流体动力学仿真

为提高液压支架大流量换向阀的设计水平,缩短设计周期,将流体动力学仿真计算引入到对液压支架大流量换向阀的研发设计之中.通过对大流量换向阀流体动力学仿真特性的分析,得出明确结论,再通过试验证实了该结论的正确性.实践证明,流体动力学仿真计算是阀类设计的一种先进方法,采用该方法设计阀,具有设计周期短、成本低、见效快的特点.     

液压支架安全阀流场仿真与研究

液压支架是综采工作面的主要支护装备。液压支架的安全稳定工作对于煤矿安全生产影响重大,当液压支架过载时,立柱回路中的安全阀就成了过载保护的关键元件。安全阀的性能对液压支架的移架速度、承载能力以及可靠性影响很大,而安全阀的性能又与安全阀内部液体流动状态直接相关。针对FAD500安全阀建立了详细的流道模型,又经过CFD流场仿真方法得到了安全阀腔内运动流体的速度、压力等的分布情况,并对比分析了不同模型仿真结果,从而验证高压力、大流量安全阀设计的可行性和合理性。     

基于AMESim的液压支架系统降移升仿真分析

对常用液压阀进行流阻仿真分析，利用AMESim软件计算液压支架管路的阻力，对某一液压支架系统建立AMESim仿真模型，对支架的降移升速度进行仿真，并分析影响液压支架降移升速度的主要因素，为支架液压系统管路通径、液压阀的选型提供了理论依据。     

基于AMESim液压支架升降回路仿真分析

研究了液压支架升降回路组成机构和工作原理,根据液压原理图,搭建了系统的AMEsim仿真模型,对电液换向阀的运动特性和该系统的动态特性以及支架在初空载、支撑、卸载过程进行了仿真分析,为设计者提供各模型运动参数,为进一步分析和优化系统提供理论依据。     

基于AMESim的锥阀和球阀式液压阀动态特性分析

液压阀作为换向阀,在液压系统中起着至关重要的作用,其动态性能的稳定往往会决定整套设备运行的稳定性能。借助AMESim比较分析不同液压阀的阀芯结构,对液压阀动态响应特性的影响。     

掩护式液压支架平衡控制回路补液系统设计分析

为解决因平衡千斤顶有杆腔和无杆腔供液不平衡造成的掩护式液压支架顶梁在抬头及低头姿态下冲击顶板造成顶板破碎的问题,通过研究ZFY12000/25/42/D型掩护式液压支架在不同状态下接顶时平衡千斤顶的动作原理,在现有液压系统上设计了补液回路,通过液控换向阀和单向阀完成自动补液。借助AMESim软件分析增加补液系统后平衡千斤顶有杆腔和无杆腔工作特性曲线、安全阀和液控换向阀的动作情况,并改造ZFY12000/25/42/D型掩护式液压支架平衡回路以验证补液系统的有效性。仿真及试验结果表明,控制回路因负载变化造成乳化液流失时能够及时进行补液,避免了平衡千斤顶因没有及时补液而没有足够的支撑力的问题,保证液压支架平稳安全动作。     

液压锤中换向滑阀芯液动力的计算

推导了液压锤中换向滑阀的液动力公式 ,对其内部流道流场进行了模拟和仿真 ,并对仿真结果进行分析 ,得出了影响换向滑阀性能的主要因素 ,有利于合理选择、设计和应用换向滑阀     

基于Fluent的纯水大流量三用阀的数值模拟

利用流场仿真软件Fluent对具有复杂流道的纯水大流量三用阀进行了数值模拟,分析其压力和流量变化,并通过模拟单向阀和安全阀的内部流场。验证了其工作可靠性,提高了大流量三用阀对顶板的抗冲击适应性和在煤矿单体液压支柱中的实用性。从而为大流量三用阀的结构设计满足其性能要求提供了坚实的理论基础。     

特厚煤层大采高综放工作面矿压及顶板破断特征

针对大采高综放工作面覆岩活动空间大、开采扰动强烈的特点,以不连沟煤矿特厚煤层大采高综放开采为背景,采用现场实测和理论分析等方法对大采高综放采场矿压及顶板运移破断特征进行分析,建立了大采高综放采场周期来压岩层破断的力学模型,得出了液压支架工作阻力的计算方法。结果表明:大采高综放工作面来压时安全阀开启频繁、顶板快速下沉,额定工作阻力13 800 kN的液压支架不能满足顶板控制的需要;开采空间的增大、直接顶厚度增大,低位基本顶转化为直接顶成为悬臂结构、高位基本顶形成砌体梁,二者形成"上位砌体梁-下位倒台阶组合悬臂结构";工作面来压强烈、动载明显、持续时间短的矿压现象是由于高位砌体梁结构滑落失稳造成的,据其力学特征确定了液压支架的工作阻力。     

煤层透气性系数的优化计算方法

在煤层瓦斯流动理论和径向流动法的基础上，对透气性系数计算公式组进行了修正，解决了径向流量法需要多次试算才能找到合适的计算公式，而且计算时还存在着无法找到合适计算公式或存在两个互相矛盾的计算公式等问题，并给出了不需要试算即可直接计算透气性系数的优化算法，简化了透气性系数的计算。     

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。     

液压缸差动回路应用研究

针对液压缸差动回路输出速度受管道液阻及差动工作时换向阀工作状态影响的问题,分析了这些影响因素。指出合理选择液压缸活塞与活塞杆直径之比可以有效减小管道液阻,提高液压缸速度,合理设置差动换向阀工作状态可以提高液压缸运行的平稳性。     

定向割缝水力致裂顶板关键参数研究

煤矿坚硬顶板是诱发各种动力灾害的主要原因之一,针对传统坚硬顶板处理的缺点,提出了预制定向裂隙高压水力致裂坚硬顶板技术。作为一项治理坚硬顶板的新技术,其关键参数及其确定方法缺乏相应研究,制约了该技术的工业应用。本文基于关键层弹性板与"砌体梁"理论,给出了坚硬顶板应力解析解与破断判据,在此基础上,研究了预制裂隙致裂顶板总深度、分层厚度、裂隙扩展后最大悬顶长度、预制裂隙倾角4项关键技术参数确定方法与公式,从而为该技术的推广应用奠定了基础。现场工业性试验验证了所提方法的可靠性,治理坚硬顶板型冲击矿压效果显著。     

液动力对滑阀式换向阀的影响

分析了稳态液动力、瞬态液动力对滑阀式换向阀的影响,并以2个实例说明液动力过大造成的不良后果,提出了具体补偿措施,说明在设计液压换向回路时,应考虑液动力对滑阀换向的影响,以使液压系统工作更稳定。