针对超静定液压支架在升架过程中多缸同步的需求,基于液压阀同步的方式,采用插装阀对超静定液压支架的液压系统进行设计,并分析了其工作原理和性能。结论表明采用插装阀的液压支架液压系统具有工作可靠性高、抗污染能力强、便于维护,能实现支架的快速移架,满足某些特殊工况的需求,具有很高的应用价值。

为进一步探究超静定液压支架可能的优化路径,以ZC20000/34/68型超静定液压支架为研究对象,在对其进行三维建模的基础上,综合考虑各种不利工况进行强度分析,重点分析其应力分布情况,并根据仿真分析结果对液压支架的初步优化路径进行探讨。在此基础上,进一步分析该型超静定液压支架的疲劳寿命,针对部分疲劳寿命偏低的部件,提出更具针对性的优化措施,以期为后续的优化工作提供参考借鉴。

基于现有煤矿液压支架结构特征,构建液压支架有限元分析模型,并由此开展煤矿液压支架静力学仿真分析。根据分析结果,结合MATLAB工具实施液压支架结构优化,最终将结构优化设计方案应用于工程实践。

重点研究超静定液压支架调架控制方法。通过分析各种调架策略,对各种可能方案进行筛选,结合筛选结果制定超静定液压支架的调架控制方案,并针对其方案运用MATLAB进行仿真验证,使支架从不利于工作的非理想的架型转变为理想架型,从而大大提高了该液压支架的实用性,并为其后续研究了提供参考依据。

为解决超静定液压支架调架过程中立柱无法同时升降的问题，对比各种同步回路，选择同步缸同步回路。借鉴传统同步回路，设计新型同步回路控制策略，搭建新型控制回路AMESim模型并进行仿真。根据输出数据进行定量分析，研究各个支路的状态，确定同步回路的工作状态。

通过对超静定液压支架进行三维模型构建，并采用单向流固耦合方法对其立柱进行有限元分析，可知超静定液压支架应避免长期处于冲击载荷工况下，且对立柱缸体出现应力集中给出了改进措施，这为改善其结构设计和提高工作性能提供了理论依据。