ZY9400/28/62型掩护式液压支架内伸缩梁结构分析

通过对ZY9400/28/62型掩护式液压支架内伸缩梁的运动进行仿真研究,得出伸缩梁与顶梁之间横向和纵向间隙对内伸缩梁运动的影响规律;根据模拟支架压架试验工况,对内伸缩梁进行应力分析。结果表明:该内伸缩梁可以满足破碎顶板的支护要求。     

冲击载荷下液压支架关键部位受载特性研究

当煤矿出现意外坍塌事故时,顶板下塌所产生的冲击载荷会直接作用于液压支架顶梁,易造成液压支架关键部位损坏。针对这一问题,以ZY9000/22/45D掩护式液压支架为例,分析了液压支架的受力状态,在Workbench软件中对液压支架进行有限元分析,得到了液压支架的应力和变形云图。由于液压支架顶梁的受载点在实际工况中具有不确定性,在顶梁上选取多个作用点施加冲击载荷进行瞬态动力学仿真,得到了液压支架在不同位置冲击载荷作用下的顶梁柱窝、立柱铰接销轴和掩护梁处铰接销轴的应力变化。为液压支架的强度设计和冲击试验分析提供了理论依据。     

冲击载荷作用于掩护梁对液压支架的影响分析

为研究液压支架掩护梁受到冲击载荷之后对支架运动趋势、受力状态以及掩护梁结构的影响,利用多体动力学分析软件ADAMS建立支架的数值仿真模型。模型中掩护梁通过Hypermesh前处理软件进行柔性化设置,立柱与平衡千斤顶由弹簧阻尼系统等效替代,其中立柱刚度设置为变刚度,支架初撑力由立柱等效弹簧预载荷提供,顶板压力采用某静载荷垂直施加于顶板上方,直接顶和基本顶岩块垮塌砸落于掩护梁所产生的冲击载荷由某阶跃载荷进行模拟。基于上述模型,分析了冲击载荷作用于掩护梁不同位置时,顶梁水平前移变化、顶梁与顶板接触力变化、各处铰接点力变化以及掩护梁应力变化,结果表明,载荷作用位置不同所引起支架的各种变化趋势也不同。这可以对支架的稳定性控制和结构强度设计提供参考。     

液压支架平衡千斤顶损坏分析及改进

平衡千斤顶在掩护式液压支架使用过程中，起着调节顶梁和掩护梁角度；调整顶梁与顶板的接触状态；调节顶梁合力支撑点的位置，使支架处于合理的工作状态等作用，到目前为止，许多矿井在使用掩护式支架时，由于平衡千斤顶的设计不合理或者使用不当，造成平衡千斤顶的损坏，甚至造成了更大的损失。     

小纪汗煤矿厚煤层液压支架选型研究

ZY12000/28/58D液压支架使用过程中出现了支架对顶板及来压的不适应,顶梁、掩护梁等出现损坏现象。通过对现有支架损坏原因的分析以及煤层顶板特性和矿压资料研究,得出合理的支护强度,提出合理的液压支架主要参数及设计要求。     

大倾角综采工作面液压支架参数设计及其与围岩关系

基于云南观音山煤矿已有的煤层地质条件,确定了合理的支架高度、支护强度及合理的额定工作阻力。在顶板分类原则基础上选定支架为ZQY4400/17/36型大倾角掩护式液压支架。采用数值模拟软件FLAC3D,建立了大倾角软顶底板煤层数值模型,模拟研究了所选支架在工作面的支撑应力分布规律,分析了工作面回采时煤壁内应力分布,顶板下沉及底板鼓起情况。采用ANSYS数值模拟软件,建立了支架与围岩关系的力学模型,模拟研究了支架所受载荷情况,对支架与围岩的力学关系进行了分析。结果表明：根据实际地质情况选择的ZQY4400/17/36型大倾角掩护式液压支架使用时,顶板下沉量和底板鼓起量能满足安全开采要求,支架以前梁变形为主,支架顶梁变形较小,支架底板尖端比压满足支护要求,支架整体选择适合实际条件。     

掩护式液压支架顶梁承载特性及其适应性研究

为研究掩护式液压支架顶梁承载特性及其对顶板载荷的适应性,基于空间载荷对称假设构建了单区承载条件下液压支架全高度范围载荷平衡区力学模型,分析了液压支架顶梁载荷平衡区分布特征及其影响因素。随后结合液压支架实际工况,分析了双区承载条件下液压支架顶梁极限平衡条件,进一步拓展了平衡区理论。最后运用ADAMS构建了液压支架的多体动力学模型,分别对液压支架单区、双区承载工况进行了模拟。通过与理论的对比分析表明,改善液压支架承载条件、合理优化平衡千斤顶及立柱参数等均可有效提高掩护式支架顶梁对顶板的适应性。     

冲击载荷下四柱支撑掩护式液压支架动态响应特征分析

液压支架装备通常用于采煤工作面的支护。液压支架在工作过程中承受了大量冲击载荷,导致其动态稳定性受到威胁。为研究四柱支撑掩护式支架在对称与非对称承载工况下顶梁及掩护梁承受冲击载荷时的动力学响应特征,采用动力学软件Adams以等效变刚度阻尼系统代替立柱的方法,建立了支撑掩护式支架的数值分析模型。其中,顶板压力由主动静载荷垂直施加于顶梁上方,冲击载荷垂直于顶梁及掩护梁向下施加。基于上述模型,分析了不同冲击载荷作用于支架顶梁与掩护梁时支架关键部位的动力学响应,以及偏置加载对支架稳定性的影响。随后通过设置不同立柱初撑力,讨论了液压支架在非对称支撑条件下承受冲击载荷时的动力学特性。结果表明,单一顶梁冲击载荷条件下,前立柱载荷变化系数达到1.41,对顶梁前端冲击载荷最敏感。顶梁和掩护梁同时承受冲击载荷时,支架各铰接点对于顶梁前端与掩护梁上部区域作用的冲击载荷响应更剧烈,最大载荷变化系数为0.64,极大地影响液压支架整体稳定性。支架承受横向扭矩时,偏置载荷作用于不同位置对支架承载性能的弱化效果基本一致,且偏置载荷的大小与削弱效果呈正相关。在考虑立柱不同初载比时,顶梁-掩护梁铰接点对初载比变化的敏感程度...     

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AMESim的矿用自动平衡阀动态特性仿真

两柱掩护式液压支架工作时,平衡液压缸的作用是保持支架顶梁位置合理且调整载荷分布;但由于平衡油缸动作时的受载情况复杂,存在平衡油缸动作不稳定,故障率过高的问题。笔者提出一种矿用自动平衡阀,运用AMESim建立仿真模型,并分析了液压支架升降时,自动平衡阀对平衡油缸动作稳定性的影响。仿真结果表明,自动平衡阀可实现平衡油缸带压浮动,并进行自动补液,从而使平衡油缸有效调整顶梁和掩护梁的相对位置,保证液压支架平稳安全动作。     

两柱掩护式支架采场顶板灾害预警指标研究

受高强度快速推进影响,采场支架外载处在一个剧烈的动态变化过程中,压架事故频发;基于压架事故特征和机理分析,研究了顶板合理作用点位置及大小与支架支撑能力的关系;然后基于四连杆结构运动规律并以掩护梁倾角、顶梁倾角为输入参量,结合支架固有结构参数研究得出活柱伸缩量、平衡千斤顶悬伸长度、顶梁掩护梁夹角等反映支架位态的关键指标;通过建立支架位态识别模型,根据位态的变化反演支架灾变前的荷载特征;据此特征,提出上述基于支架位态识别的3个压架预警指标(活柱伸缩量、顶梁和掩护梁倾角、合力作用点位置及大小),利用该预警指标对凯达矿等国内多个综采工作面支架荷载特征进行分析,验证了其合理性与科学性。     

基于Pro/E和ANSYS的液压支架掩护梁有限元分析

在顶梁单侧加载工况下,分析了液压支架掩护梁的受力情况,利用Pro/E建立了掩护梁的三维模型,通过IGES中间文件将模型导入ANSYS中,建立了掩护梁的有限元力学模型。通过ANSYS分析计算,得到了掩护梁的应力和位移分布。计算结果可用于修正设计,提高掩护梁结构的可靠性,为液压支架部件的结构优化打下了基础。     

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。     

可旋转顶梁液压支架设计及应用

针对现阶段矿区环境复杂多变、煤层顶板常常出现不平整现象,设计了一种可旋转顶梁液压支架,通过旋转体将顶梁与掩护梁联接,实现顶梁的多方向旋转。经过实际应用,该支架能够适应煤层顶板的多方向倾斜,在煤层开采过程中具有较高的适应性和使用价值。     

工作面应急维修处置液压支架顶梁及掩护梁断裂的措施

针对某矿综采工作面过构造期间,顶板压力大、破碎严重,发生多处局部冒落,先后造成多架液压支架的掩护梁、顶梁断裂;分析了支架受损的可能原因,并提出了采用焊接圆环链联接断裂口和单体液压支柱支撑掩护梁或顶梁的临时应急处置方案,进行了现场实施,保证了液压支架的支护能力,维持了工作面的临时生产;实践证明这种临时应急处置方法是可行的、有效的。     

两柱掩护式液压支架虚拟疲劳寿命分析研究

为了研究两柱掩护式液压支架疲劳寿命,选取ZY8700/17/32两柱掩护式液压支架,在计算机虚拟环境中建立三维模型,依据MT 312-2000《液压支架通用技术条件》对顶梁两端集中载荷工况下液压支架进行有限元仿真分析和动力学仿真分析。获得其应力分布和力—时间载荷历程,利用液压支架材料的疲劳寿命S-N曲线,对其进行疲劳寿命分析,获得疲劳寿命分布云图和相关数据,与液压支架的设计寿命对比,探索液压支架虚拟压架试验方法的正确性和有效性,为两柱掩护式液压支架的研制和改进提供参考。     

扭转工况支撑掩护式液压支架掩护梁力学性能分析

根据液压支架强度加载方法,建立了四柱式支撑掩护式液压支架的空间力学模型,对支撑掩护式液压支架顶梁扭转工况进行受力分析,得出掩护梁各个铰点处的支反力;基于Abaqus有限元计算软件,结合zz5000液压支架,对扭转工况下支撑掩护式支架掩护梁进行分析,得出,此支架掩护梁在扭转工况下强度不满足要求。研究方法可为液压支架设计及研究提供参考。     

基于FMEA的液压支架掩护梁故障树分析

利用在液压支架使用过程中的FMEA对掩护梁进行故障树分析,得出液压支架掩护梁失效原因。根据失效原因制定相应的措施,进而提高液压支架掩护梁质量。为液压支架掩护梁的制作提供一定参考。     

大采高液压支架合理工作高度及掩护梁结构研究

液压支架的工作高度远低于其最大高度,会使掩护梁承受部分本来应由顶梁承担的顶板压力,致使其受力状况恶化,造成焊缝开裂、平衡千斤顶拉断等结构件破坏。因此将液压支架最大/最小高度区间分为若干支撑区,分析各个支撑区高度范围内掩护梁的受力和运动特征,给出支架最为合理的工作高度区间。采用有限元分析的方法,对恶劣工况下的掩护梁受力状况进行研究,改进其筋板、盖板的结构形式和布置方式。掩护梁是大采高液压支架结构中较为薄弱的一环,使其具有合理的结构和正确的工作姿态,对于减少结构破坏的发生,提高支护系统的可靠性具有重要作用。     

ZY12000/28/64D型液压支架运动仿真分析

以UG软件中装配好的ZY/12000/28/64D型液压支架几何模型为研究对象,将支架模型导入UG自带的仿真环境中,然后模拟分析支架移架、升柱的过程,得出液压支架顶梁、掩护梁分别在水平、垂直方向的速度、加速度曲线。通过对得到的曲线进行分析可知:在支架动作的这两个过程中速度、加速度变化的最大值及出现峰值的时刻,这些结果对支架的使用、设计及动态特性的深入研究具有指导意义。