新国标液压支架立柱结构有限元分析研究

研究了GB25974.2-2010《液压支架立柱技术条件》要求下的立柱强度有限元分析方法,对有限元模型的建立进行了讨论,并针对ZY12000/25/50D液压支架的双伸缩立柱的三种压架工况分别进行了实例有限元分析。     

充填采煤液压支架受力分析与运动学仿真研究

根据充填采煤液压支架结构原理及控顶作用,建立了支架顶梁的力学模型,分析得出了顶梁受力情况及3排立柱受力之间的关系;运用Pro/E软件对支架进行三维建模和运动学仿真分析,模拟出主要部件的运动过程,得出各主要部件在工作过程中的运动特征曲线,并对支架参数进行了校核.基于以上分析结果设计制造了ZZC8800/20/38型充填采煤液压支架,支架前、后排立柱受力分别是中立柱支架受力的4.1倍、4.6倍.该支架在平煤十二矿成功应用表明受力分析及设计是科学合理的.     

QY200型液压支架立柱优化设计分析

在采煤过程中,液压支架作为煤矿开采的支护设备,其强度性能决定煤矿开采的安全指数。前期研究表明液压支架的应力主要集中在柱窝处,其应力大小和立柱的结构有关,在此前提下,针对QY200型液压支架的立柱结构进行优化。在不改变柱窝直径大小的前提下,对立柱的结构尺寸进行优化设计,优化试验采用正交试验设计法,将液压支架整体应力接近最小作为优化目标。优化结果表明,液压支架最大等效应力随活柱长度的增加成增长趋势,为保证液压支架能够更稳定地工作,活柱长度越小越好,而大缸外径和大缸长度越大越好。该优化方法能够减小试验次数,提高设计效率。     

液压支架主柱稳定性的可靠性研究

用可靠性理论，分析了液压支架立柱的稳定性问题。     

液压支架抗冲击立柱的动态特性仿真

利用功率键合图方法建立了液压支架抗冲击立柱的动态数学模型，并在计算机上对该立柱进行了三种不同类型冲击条件下的动态特性仿真。     

液压支架用大流量安全阀动态时间指标的分析与确定

本文论述了液压支架用大流量安全阀天启时间与煤层顶板下沉速及立柱参数间的关系和压力稳定时间对液压支架疲劳强度及顶板维护的影响，确定了大流量安全阀开启时间和压力稳定时间两个动态性能指标的取值范围，为大流量安全阀的动态设计提供了必要的依据。     

固体充填开采直接顶位态控制机制及工程案例

基于充填开采岩层移动特征与实际采场中的8种典型覆岩载荷形式,建立了四柱充填采煤液压支架顶梁的平衡方程,分析了不同覆岩载荷形式下立柱的受力状态,结合工程实测确定支架顶梁最优载荷形式为二次曲线;构建了充填采煤液压支架与充填体协同控顶的力学方程;分析了直接顶位态的主要影响因素,揭示了固体充填开采直接顶位态控制机制,即充填体弹...     

两柱掩护式液压支架空间承载特性研究

针对两柱掩护式支架基于平面力系的承载区适应性单一,难以反映顶梁纵向对称面以外区域承载特性的问题,提出采用“承载体”分析支架的承载特性。运用空间力学解析法,以顶梁为研究对象推导“承载体”外表曲面解析式并分析承载面重叠时的选取原则;对“承载体”进行纵向和横向切面,得到支架纵、横两向承载特性;分析承载体的体积与支架参数之间的关系,并与已有的计算结果进行对比。结果表明：承载面的选取应遵循各液压构件承载力最小值的原则,并要满足立柱承载力在顶梁承载范围内为正值;“承载体”随支架高度而变化,并与支架高度存在一一对应关系;纵向承载区的2个极值点及面积都在支架纵向对称面处取得最大值并向两侧立柱双向衰减,横向承载区按照分布特征可分为3种类型;增大立柱上铰点到顶梁末端距离、立柱间距、平衡千斤顶的工作阻力及与水平夹角均能增大承载体的体积;“承载体”纵向对称面处的承载区分布特征以及支架参数对承载能力的影响都与已有计算结果吻合,因此“承载体”能够反映支架顶梁任意区域的承载特性,“承载体”的体积可以作为支架参数优化的标准。     

平面密封型安全阀的动态特性分析

液压支架立柱油缸控制回路中的安全阀，是液压支架呈恒阻特性有效地对顶极进行控制的关键元件．本文建立了平面密封型安全阀的数学模型，对该阀的稳定性、稳态误差、稳态柔度和响应速度等动态特性进行了分析研究，并得出了对数频率特性仿真和时域特性仿真结果，为液压支架安全阀的优化设计与选型设计提供了理论依据．对煤矿主井泵房的噪声进行了测试，并通过相关分析、频谱分析．识别出煤矿主井泵房的主要噪声源是：电动机产生的电磁噪声、水泵叶轮片作用产生的水力噪声及机械噪声等，为泵房的噪声治理提供了依据．     

吸能防冲立柱设计及其特性数值分析

为了提高液压立柱的抗冲击力学性能,增强冲击地压巷道支护效果.采用在常规液压立柱中加入具有恒定承载力的吸能防冲构件方法,设计了吸能防冲立柱,并采用ABAQUS有限元软件对吸能防冲立柱的抗冲击力学性能进行数值分析.结果表明:吸能防冲构件变形阶段吸收了部分冲击能量,有效改善了立柱受冲击载荷时的受力情况,减小了立柱变形,较大地提高了立柱抗冲击力学性能;在外界条件均相同情况下,吸能防冲立柱的抗冲击力学性能远好于常规立柱.在常规液压立柱中加入吸能防冲构件可有效增强立柱抗冲击性能.     

论液压自移支架轻型化的可能性及途径

本文分析了我国综采工作面矿压显现和实测阻力特征,指出了液压自移支架轻型化在我国的必要性和可能性。文章根据临界阻力的实测计算结果,提出了适合我国特点的自移支架系列和应重点发展的架型。根据对自移支架的实验受力分析,文章指出了自移支架轻型化的主要途径。除根据地质技术条件合理选择架型和参数,发展我国的轻型支架系列外,还应从以下几方面进行研究:(1)适当缩短顶梁长度;(2)增大顶梁——顶板摩擦系数或约束力;(3)增大立柱倾斜度使之接近垂直;(4)合理选择连杆结构参数,增大后连杆与前连杆斜率的比值;(5)将前(后)连杆改为可缩性液压千斤顶结构等,总的方向是实行结构参数优化,改善支架构件受力。     

斜纳立交桥支架设计验算书

斜纳立交桥上构箱梁采用扣件式钢管满堂支架施工,扣件采用直角扣件连接纵横钢管,双旋转扣件接长及布置斜撑,根据上构施工荷载及扣件式钢管支架容许承载力要求,拟定钢管支架布置为顺桥向46米全长布置光立柱,间距50cm,横桥向自桥中心轴线左右各5m,全宽10m,布置钢管立柱,间距50cm,钢管立柱支承在枕木垫层上,钢管支架纵向、纵向设置斜撑,纵向4道,横向10道:钢管采用Φ48mm×3.5mm。     

ZY6400/21/45型液压支架底座强度分析和结构优化

底座是液压支架非常重要的承载原件.依据液压支架国家标准GB 25974. 1—2010《煤矿用液压支架第1部分:通用技术条件》,选取两种危险工况对支架进行有限元分析,根据静应力分析结果观察整机应力分布状况和位移变化趋势,从中发现液压支架存在的初始设计问题,最后着重对底座的强度进行优化,使支架的整体强度得到了提高.     

ZF7200型放顶煤液压支架的计算机模拟仿真

依据国内制定的有关液压支架的最新实验标准,选取了2种ZF7200型放顶煤液压支架整架分析的危险工况进行了计算机模拟仿真.通过对该架模拟仿真,得出了整个ZF7200型放顶煤液压支架的应力和变形分布、重要结构件的应力分布和模拟状况,为ZF7200型放顶煤液压支架的设计提供了理论依据.     

扣件钢管以架承载力的实验研究与分析

采用电测法实测了扣件钢管支架的工作和和立柱的轴向内力,对其承载力进行了分析,为扣件钢管支架的设计计算提供了实验依据和理论基础。     

四柱支撑掩护式支架空间承载特性研究

针对基于平面力系建立的承载区理论未能反映四柱支撑掩护式支架顶梁全范围的承载特性问题,提出采用承载体理论分析四柱式支架顶梁全范围的空间承载特性。通过构建四柱式支架顶梁分离体空间力学模型,得到空间力系表达式并推导出承载曲面解析式;根据曲面判定原则进行取舍得到支架处于最大支撑高度时的承载体为极限承载体,其外形与“三角曲面锥”体类似,呈现四周低、中心高的特点。通过对四柱式支架极限承载体做垂直及水平切面得到纵、横向承载区以及承载力等值面,分析得到纵向承载区在顶梁纵向中部的支架合力以及面积最大,并沿两侧衰减,与平面承载区理论研究结果相同;横向承载区以极限承载点m₀为界差异显著,承载区面积在m₀处最大,并向前后两侧减小;承载力等值面呈三角形分布,承载力越大三角形越小。提出了量化支架承载能力的体积计算法;分析了极限承载体体积的关键影响因素为支架单立柱工作阻力和立柱定位尺寸,结果表明：单立柱工作阻力异常下降会影响支架的额定工作阻力,减小承载容量,影响支架的整体承载性能,削弱支架对顶板的适应能力;适当增大立柱间距能够增加支架的承载容量,扩大支架的有效支护面积,增强支架对顶板载荷变动的适应性,提高控顶效果,而支架的整体支撑效率并不改变。     

液压枕的设计计算

液压枕是量测压力的一种仪器,在矿山可用来测定巷道支架,工作面支架等的承载大小。液压枕也可以作为岩体试验的加压设备。液压枕可根据不同用途进行设计。过去曾设计和使用过测定巷道支架载荷用的液压枕。本文介绍的液压枕,根据测定液压自移支架的外载分布而设计的。结构与其他形式的液压枕基本相同,只是增加一个压力传感器。现已由我院工厂投入小批量生产,已在现场试用。     

液压支架设计现状及发展趋势

本文简要介绍了我国液压支架在近十年来的迅速发展情况和计算机在液压支架设计中的应用。本文针对我国中厚煤层、特厚煤层储存丰富的特点,着重阐述了中厚采高支架、大采高支架、铺底网支架和放顶煤支架的性能和结构特点,并提出了电液控支架有着广阔的发展前景。     

我国液压支架市场运行环境及趋势分析

首先回顾了我国液压支架市场运行的基本特征;其次从市场规模、竞争环境、竞争因素等方面分析了我国液压支架市场的运行环境;再次作出了2010至2015年国内液压支架的市场需求预测,并对市场未来的发展趋势进行了判断分析;最后指出了我国液压支架企业行业如何面对挑战、抓住机遇的基本思路和有效途径,从而谋求生存与发展,实现做大做强的愿景目标.     

约束边界和销轴简化对液压支架强度影响

为准确分析液压支架在顶梁扭转加载试验时的强度特性,以ZY6800/08/18D型液压支架为研究对象,采用整机建模的方式,建立了液压支架的三维实体有限元模型.根据液压支架试验的测试结果,选取仿真模型上的测点位置,分析对比顶梁和底座在8种不同的约束边界条件下,液压支架的应力分布情况,同时分析带摩擦的接触边界条件下底座和平台的接触应力分布及接触状态,指出顶梁扭转加载时的载荷不对称导致的底座不完全接触的现象.在不改变顶梁和底座约束边界的条件下,分析4种销轴连接简化方法对液压支架整体应力分布的影响.对比仿真结果与测试结果,分别评估各种边界条件和不同销轴连接简化方法的准确性,以及对仿真效率的影响.结果表明,液压支架的顶梁边界选择固定支撑,底座边界选择与工作台摩擦接触,保留销轴并将销轴与轴孔绑定接触得到的仿真结果最接近试验结果,且有较高的计算效率.研究结果可为液压支架设计过程中准确预估应力分布提供依据和参考.