6000KN充填液压支架设计与研究
发布时间：2021-01-10 14:48
伴随我国对环境保护力度的不断加大,煤矿开采后的充填问题越来越受到重视,当前三机配套的综合开采技术在提高煤矿产量的同时,也对采后充填造成一定困难。尤其在综采过程中采煤机、刮板输送机及液压支架的不断移动,使得充填作业不能及时跟进,造成了开采与充填作业必须分班次进行的现象,从而降低生产效率。鉴于此,本文针对某煤矿充填开采的需求,设计开发了工作阻力为6000kN且能够同时适应开采及充填作业的液压支架。本文首先,通过分析某煤矿的实际充填采煤需求,确定了充填液压支架的架型及总体结构参数;通过ADAMS仿真验证了设计的合理性,并对设计参数进行优化,确定了液压支架大型零部件的结构与尺寸,并在SolidWorks建立三维模型。通过计算,对所建立的液压支架模型进行了初步强度校核,尤其针对顶梁及底座的校核,确定了其结构强度处于安全范围内;并对底座的比压进行了校核,验证了底座比压小于设计要求。通过ADAMS软件对充填液压支架进行了运动学仿真,验证了其顶升高度及顶梁摆幅均满足设计要求。最后应用SolidWorks Simulation模块分析了充填液压支架在顶梁两端加载、顶梁扭转加载及顶梁偏载情况下的应力及应变...
【文章来源】：河北科技师范学院河北省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
液压支架工作原理
第二章 充填液压支架总体结构设计面沉降。作特性工作特性曲线即为液压支架支撑力随顶板顶升 2-2 所示。当液压支架立柱在进行顶升动作时，分为三个阶段： 0t为初撑阶段，即立柱的升柱沉来压，立柱被压缩，溢流阀达到工作压力；断来压，溢流阀不断开闭溢流以达到压力调节经历这三个阶段，在恒阻阶段达到稳定的工作
同时为保证支护的快速性，需要保证前顶梁顶端到工作的煤壁的距离尽可能减小，顶梁端点的运动轨迹为双纽线，为保证端点水平位移不能过大，因此应使端点的轨迹以直线为目标函数。且最终要求充填液压支架的最高点（即 e 点，其轨迹为双纽线）在水平位置的偏移量最小，因此对四连杆进行优化设计。由几何作图法初步确定四连杆的长度，如图 2-6 所示，可得 11，tg 0 .19 0.35，满足要求。掩护梁与后连杆长度之比 1.57814002210 ，在 1.2～1.8 范围内，满足要求。支架最大和最小高度时掩护梁与水平夹角， 60,18maxmina a 。根据如上计算出的尺寸在 SolidWorks 中建立出四连杆的三维模型，并在ADAMS 中进行了运动学仿真和分析，测量四连杆 e 点的运动轨迹以及水平的位移曲线，以此来判断四连杆是否满足要求，并进行反复的修改，直到找到最优化的尺寸，即 e 点在水平方向的位移小于 70mm。如图 2-7 和图 2-8 所示，最终得到四连杆的参数，如表 2-3。
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZF9000/23/50型液压支架的设计及应用[J]. 李煜君. 机电工程技术. 2019(04)
[2]综合机械化固体充填采煤技术研究进展[J]. 王珏浩. 能源技术与管理. 2019(02)
[3]ZZ6400/22/45型液压支架的选型及支护强度验算[J]. 尹中会,周赫赫,宋唐,胡宇锋. 煤矿机电. 2019(02)
[4]基于有限元的新型充填支架结构分析[J]. 杨毅. 山西焦煤科技. 2018(Z1)
[5]基于有限元法液压支架底座的结构优化[J]. 田立勇,王启铭. 测控技术. 2018(10)
[6]基于有限元法的固体充填液压支架底座结构参数优化[J]. 田立勇,隋然,宋振铎,王启铭,孙聚涛. 机械设计. 2018(02)
[7]综合机械化固体充填采煤充填自动化系统[J]. 沈志亮. 矿业装备. 2018(01)
[8]膏体充填液压支架工作阻力确定[J]. 胡艳峰,周华强. 能源技术与管理. 2017(04)
[9]ZZC8800/20/38型支架顶梁有限元分析及优化[J]. 栾丽君,张斯淇. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2017(04)
[10]关节式爬管机器人的运动稳定性研究[J]. 罗洁,侯宇,郭艳霞,冯玖强. 计算机仿真. 2015(03)
博士论文
[1]水体下急倾斜煤层充填开采覆岩稳定性及合理防水煤柱研究[D]. 李永明.中国矿业大学 2012
[2]6.2米液压支架关键技术研究与优化设计[D]. 高有进.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]ZY4000型液压支架设计及有限元分析[D]. 骞杉.西安理工大学 2017
[2]ZFY12000/25/42D型液压支架强度分析及结构与工艺改进[D]. 郭振宇.辽宁工程技术大学 2017
[3]ZZC8800/20/38型液压支架夯实机构结构优化[D]. 郭金山.辽宁工程技术大学 2016
[4]充填综采液压支架底座强度分析及其结构优化[D]. 唐琨.中国矿业大学 2014
[5]ZCL4200/19/29直壁型充填液压支架的设计[D]. 宓德广.河北科技大学 2013
[6]基于KBE的绳轮式玻璃升降器技术研究与软件开发[D]. 陆静.吉林大学 2007
本文编号：2968896
【文章来源】：河北科技师范学院河北省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
液压支架工作原理
第二章 充填液压支架总体结构设计面沉降。作特性工作特性曲线即为液压支架支撑力随顶板顶升 2-2 所示。当液压支架立柱在进行顶升动作时，分为三个阶段： 0t为初撑阶段，即立柱的升柱沉来压，立柱被压缩，溢流阀达到工作压力；断来压，溢流阀不断开闭溢流以达到压力调节经历这三个阶段，在恒阻阶段达到稳定的工作
同时为保证支护的快速性，需要保证前顶梁顶端到工作的煤壁的距离尽可能减小，顶梁端点的运动轨迹为双纽线，为保证端点水平位移不能过大，因此应使端点的轨迹以直线为目标函数。且最终要求充填液压支架的最高点（即 e 点，其轨迹为双纽线）在水平位置的偏移量最小，因此对四连杆进行优化设计。由几何作图法初步确定四连杆的长度，如图 2-6 所示，可得 11，tg 0 .19 0.35，满足要求。掩护梁与后连杆长度之比 1.57814002210 ，在 1.2～1.8 范围内，满足要求。支架最大和最小高度时掩护梁与水平夹角， 60,18maxmina a 。根据如上计算出的尺寸在 SolidWorks 中建立出四连杆的三维模型，并在ADAMS 中进行了运动学仿真和分析，测量四连杆 e 点的运动轨迹以及水平的位移曲线，以此来判断四连杆是否满足要求，并进行反复的修改，直到找到最优化的尺寸，即 e 点在水平方向的位移小于 70mm。如图 2-7 和图 2-8 所示，最终得到四连杆的参数，如表 2-3。
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZF9000/23/50型液压支架的设计及应用[J]. 李煜君. 机电工程技术. 2019(04)
[2]综合机械化固体充填采煤技术研究进展[J]. 王珏浩. 能源技术与管理. 2019(02)
[3]ZZ6400/22/45型液压支架的选型及支护强度验算[J]. 尹中会,周赫赫,宋唐,胡宇锋. 煤矿机电. 2019(02)
[4]基于有限元的新型充填支架结构分析[J]. 杨毅. 山西焦煤科技. 2018(Z1)
[5]基于有限元法液压支架底座的结构优化[J]. 田立勇,王启铭. 测控技术. 2018(10)
[6]基于有限元法的固体充填液压支架底座结构参数优化[J]. 田立勇,隋然,宋振铎,王启铭,孙聚涛. 机械设计. 2018(02)
[7]综合机械化固体充填采煤充填自动化系统[J]. 沈志亮. 矿业装备. 2018(01)
[8]膏体充填液压支架工作阻力确定[J]. 胡艳峰,周华强. 能源技术与管理. 2017(04)
[9]ZZC8800/20/38型支架顶梁有限元分析及优化[J]. 栾丽君,张斯淇. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2017(04)
[10]关节式爬管机器人的运动稳定性研究[J]. 罗洁,侯宇,郭艳霞,冯玖强. 计算机仿真. 2015(03)
博士论文
[1]水体下急倾斜煤层充填开采覆岩稳定性及合理防水煤柱研究[D]. 李永明.中国矿业大学 2012
[2]6.2米液压支架关键技术研究与优化设计[D]. 高有进.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]ZY4000型液压支架设计及有限元分析[D]. 骞杉.西安理工大学 2017
[2]ZFY12000/25/42D型液压支架强度分析及结构与工艺改进[D]. 郭振宇.辽宁工程技术大学 2017
[3]ZZC8800/20/38型液压支架夯实机构结构优化[D]. 郭金山.辽宁工程技术大学 2016
[4]充填综采液压支架底座强度分析及其结构优化[D]. 唐琨.中国矿业大学 2014
[5]ZCL4200/19/29直壁型充填液压支架的设计[D]. 宓德广.河北科技大学 2013
[6]基于KBE的绳轮式玻璃升降器技术研究与软件开发[D]. 陆静.吉林大学 2007
本文编号：2968896
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