五连杆式液压支架梁端距控制优化方法研究

为了解决目前四连杆式液压支架在正常支护状态下不能自主调姿的问题，提出了五连杆式液压支架新架型。针对五连杆式液压支架梁端距摆动幅度过大的问题，根据其具有2个自由度的结构特点，提出了“正常固定，异常解除”的控制优化方法。该方法充分发挥五连杆机构的优点，根据液压支架支护状态判断是否将下前连杆进行固定还是解除固定，以使五连杆机构在四连杆最优状态下进行支护，在五连杆状态下进行调姿。基于液压支架运动仿真分析了下前连杆位置对于连杆力、调姿千斤顶作用力和梁端距的大小影响，综合确定了下前连杆合理支护位置。研究结果为该型液压支架结构设计、梁端距控制优化提供了指导方向。     

掩护式液压支架四连杆机构设计及力学分析

介绍利用机构数学模型对掩护式液压支架四连杆机构进行计算机辅助设计及力学分析，通过对计算结果分析、筛选、归纳，确定出具备良好的水平稳定性的四杆机构，支架其它关键参数，支架较好的增力效果，前后连杆较优良的受力状态与最佳的支架工作高度。     

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。     

推进我国放顶煤液压支架改革的建议

当前我国放顶煤综采存在煤层条件多样性与放顶煤支架支护型式和放煤位置单一化的矛盾。支架支护型式,除了两柱、四柱以外,建议开发三柱支架以改善适应性;煤层冒放性的差异,是高位、中位和低位放煤方法存在和使用的依据;目前广泛采用的小步距放煤和开放式放煤插板不仅造成严重混矸漏矸,也妨碍顶煤回收率的进一步提高,建议采用大步距放煤和可关闭放煤口;液压支架四连杆稳定机构,制约了新型放顶煤液压支架的开发,介绍了液压支架伸缩杆稳定机构及全掩护拖移高位、中位和低位放煤尾梁。全面解决支护和冒放等难题,关键在于开发和采用由上述两项新技术结合而成的新型放顶煤液压支架———伸缩杆尾梁放顶煤液压支架(专利号:02240093.1)。     

液压支架护帮板运动及受力分析

针对ZY6000/20/40D掩护式液压支架小四连杆铰接式护帮板的运动特点和受力进行分析,并运用ANSYS软件对其集中载荷和扭转试验工况进行有限元模拟。结果表明:护帮板运动速度应为先快后慢,收回时上侧小连杆与千斤顶轴线、两小连杆间应有一定夹角;护帮顶板两缺口、弯曲小连杆及铰接处产生应力集中,为液压支架小四杆护帮机构的研究与优化设计提供参考。     

综采工作面端头支架重要部件优化设计及仿真研究

针对综采工作面端头支护难题,对端头支架重要部件进行了优化设计,选择最优的顶梁、立柱、底座、四连杆机构参数和材料。分析了支架动作顺序和四连杆机构运动轨迹,仿真模拟端头支架应力和位移变化,结果表明优化设计后的端头液压支架具有支护强度高、适用性强等优势,能够满足生产要求。为矿井解决端头支护困难提供了新型支护设备。     

支撑掩护式液压支架整体结构设计

液压支架主要由顶梁、立柱、千斤顶、掩护梁、四连杆机构和底座等部件组成。设计时要遵守支护性能好、强度高、移架速度快、安全可靠等原则。主要介绍了一种支撑掩护式液压支架设计的一般步骤,从液压支架主要尺寸的确定,四连杆机构的分析、设计,顶梁长度计算等方面,提出了液压支架中主要部件的设计方案和计算方法。     

基于VC++液压支架四连杆机构的优化设计与分析

通过对四连杆型液压支架的深入研究,揭示了四连杆机构受力与顶梁前端运动轨迹之间的关系,采用以前连杆受力为目标函数,改固定函数约束运动轨迹为约束其范围,用运动速度约束运动方向,建立了四连杆机构优化数学模型。利用VC++语言进行优化程序设计,通过实例对比证明,此优化不仅使顶梁运动轨迹满足了液压支架支护要求,而且四连杆机构受力明显减小,可降低支架重量,节约支架成本。     

三自由度并联液压支架的设计与仿真

针对现有的四连杆型液压支架的立柱及顶梁不能承受侧向力,以及侧向力通过掩护梁传递给连杆易造成倒架和支架机构损坏的原理性缺陷,提出了一种基于3-RPC三平移并联机构的新型双并联液压支架,除了可承受垂直压力外,还可承受来自其他方向的侧向分力。采用ADAMS对其进行运动学和动力学仿真,验证了该并联液压支架的设计符合煤矿井下支护的要求,在技术上是可行的,为实体样机的设计提供了参考。     

ZY18000/35/77D型液压支架技术设计及特征分析

根据特厚煤层大采高工作面需要,研发设计了ZY18000/35/77D型大采高掩护式液压支架。文章阐述了支架的选型设计中支架支护强度和工作阻力的确定,以及平衡千斤顶保持力矩的计算,并对支架的护帮机构、液压控制系统和支架四连杆优化设计、运动分析进行了较详细的介绍。     

基于C++的液压支架梁端轨迹的分析与优化

通过对某ZY型大采高液压支架四连杆机构进行分析,利用弦位法确定支架由高到低变化的过程中掩护梁的坐标变化,确定掩护梁上端轨迹的最小间距。建立数学模型,推导出液压支架梁端轨迹中一个关键点的计算方程式[1]。基于VC++6.0平台,用枚举法对液压支架在各个杆长变化的条件下进行优化选择,对四连杆机构的轨迹长度进行优化分析后从众多的可能条件中筛选较优的连杆尺寸,并用Matlab软件进行仿真计算,最终寻找到符合设计条件的在确定高度变化范围下的最优四连杆尺寸。     

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。     

偏载工况下液压支架四连杆机构受力分析

以ZY20000/33.5/68D型液压支架为例,对其进行了传统空间力系分析和ANSYS Workbench非线性分析,分别得到了液压支架四连杆销轴处的受力状态,并进行了有限元分析和对比。结果表明:传统空间力系分析的简化过多,四连杆机构被简化为二力杆进行计算,导致结果偏差较大;ANSYS Workbench非线性分析能准确地反映出四连杆在偏载情况下的扭转状态,接近实际情况。该方法对液压支架设计更具指导意义。     

基于Matlab/Simulink的液压支架四连杆机构动力学分析

在连杆质心运动分析的基础上,基于牛顿-欧拉法推导了液压支架四连杆机构各构件的动力平衡方程,将方程在Matlab/Simulink软件中集成构建液压支架四连杆机构的动力学数值仿真模型。在给定输出点运动规律的条件下,可计算出四连杆机构各关节点的约束反力变化曲线,为液压支架的优化设计提供了基础。     

基于ADAMS的液压支架四连杆机构优化设计

建立多梁四连杆型液压支架的三维参数化模型,并以支架四连杆机构的前连杆受力作为优化目标,利用ADAMS软件对四连杆机构进行优化设计,优化后不仅改善了支架内部的受力,而且降低了对部件的强度要求,使得支架的受力更合理,增强了支架的稳定性。     

基于SolidWorks的液压支架四连杆机构变参数化仿真分析

采用SolidWorks 2009软件建立了液压支架的3D模型,并使用Motion仿真功能研究了四连杆机构的运动特性.通过对连杆变参数进行仿真,找出了前后连杆的最佳尺寸,同时也分析出顶梁在升降过程中的合理操作方法,可为液压支架的设计提供参考.     

四柱支撑掩护式液压支架支护状态分析计算

为解决特殊地质条件下四柱支撑掩护式液压支架智能控制的技术难题、提升工作面智能化开采技术水平、丰富四柱支撑掩护式液压支架支护状态监测技术的理论基础,对四柱支撑掩护式液压支架支护状态进行了系统分析,提出液压支架支护状态主要包括姿态特征与承载特征。结合支架平面对称结构及受力特性,构建了四柱支撑掩护式液压支架平面杆系姿态分析模型与平面杆系承载分析模型,基于模型推导了支架姿态特征计算方法和承载特征计算方法。在Solid Works仿真平台构建了支架简易运动学模型并进行运动仿真,利用MATLAB软件对仿真运动进行解算,验证了姿态特征计算方法的正确性。该研究成果为推进四柱支撑掩护式液压支架支护状态监测技术的发展具有重要意义。     

ZFS4800型液压支架位移误差分析

为分析液压支架受加工尺寸精度的影响,在建立ZFS4800型液压支架三维模型的基础上,对液压支架四连杆运动规律进行求解,并提取液压支架结构参数的变量矩阵,采用全微分的方法建立了液压支架掩护梁与顶梁铰接点水平位移的误差模型。针对不同的输入角度,在MATLAB软件平台下进行仿真,实现了水平位移误差分布受各结构参数分布的影响。结果表明,该型液压支架顶梁的水平位移为24.4mm,且位移误差值受前连杆长度、后连杆长度和特征角度误差的影响最大。     

二柱掩护式液压支架受力分析及优化

通过对二柱掩护式液压支架工作原理进行分析,建立了运动学和力学数学模型,得到支架在降架过程中的运动和力学特性;结合支架数学模型,对四连杆机构和平衡千斤顶安装定位进行优化,从而提高了支架的支护效率并改善了支架对顶板的适应性,对液压支架设计工作有一定的参考价值。     

初鉴

<正>山东矿机集团生产的ZY12000/28/62D型大采高液压支架采用电液控制技术,可实现成组快速移架,并可通过采煤机上红外发射与支架上红外接收,实现与采煤机联动。山西晋城煤业集团寺河矿采用ZY12000/28/62D型掩护式支架对3号煤层工作面进行支护,有效提高了矿井资源的采出率。平煤机生产的ZY18800/32.5/72D型大采高液压支架的四连杆机构为双前连杆、双后连杆,提高了支架的横向稳定性。该支架突破了8万次型式试