针对矿用液压支架中顶梁在使用过程中出现了结构变形、局部开裂等失效现象,以ZF12000型液压支架为例,在分析其顶梁结构特点基础上,通过三维建模和仿真建模,对顶梁在不同工况下结构强度进行仿真分析,结果显示,顶梁的柱窝及中部铰接耳部位为薄弱部位,需进行重点改进,因此提出了顶梁的结构改进措施,以提升顶梁结构性能。

结合ZY6400型液压支架推移机构的结构特点,对其结构性能进行研究,找出其中部铰接处为整个结构的薄弱部位,由此对推移机构进行优化改进。通过验证分析可知,改进后的推移机构具有更好的受力情况及结构性能,整体结构性能得到明显提升。

采用有限元分析方法,对ZYWL-6000型矿用液压钻车中机械手进行了不同工况下的结构性能研究,得出了其手臂中段及外侧手爪的中部区域均是整个结构的薄弱部位,找到了其结构的变化规律,提出了机械手的结构改进措施,这对提高机械手的结构强度及使用寿命具有重要指导意义。

为了解决10 m以上特厚煤层矿井开采工作阻力问题,通过现场勘查并对支护强度分析计算,特设计ZF15000/27.5/42型液压支架,将支架支护强度确定为1.46 MPa,对应的支架工作阻力为15000 kN。现场使用结果表明,该型号支架的支护强度和结构特点能够满足特厚煤层强矿压要求,达到了预期的效果。

基于店坪煤矿中ZE07型液压支架现有电液控制系统,提出了控制系统设计要求,完成了电液控制系统的方案设计、系统详细设计、控制参数配置,提出了系统的运行维护方法。

随着采矿深度的增加,矿井液压支架的运行状况逐渐恶化。液压支架的立柱和平衡千斤顶都被视为刚性结构部件,关系到液压支架的安全性,为了提高液压支架的可靠性,建立了基于刚性—柔性耦合的液压支架的刚度可变冲击动力仿真平台。首先,模拟了平行表面荷载、上升表面荷载和下荷载作用于上梁时液压支架的应力状态,识别了不同铰接缝的临界载荷;其次,发现了不同铰链接头对应的危险冲击位置;最后,总结了冲击荷载对液压支架应力状态的总体影响。结果表明,在6000 kN冲击载荷下,支顶掩护梁铰接点最大力变化系数10.5,是最危险的铰接位置。

针对液压支架中底座在使用过程中存在结构变形、局部开裂等失效现象,以ZF12000型液压支架为分析对象,在分析其结构特点基础上,对底座在不同工况条件下的结构性能进行仿真研究,找到了底座中部纵向筋板及柱窝是整个结构的薄弱部位,并从材料属性、结构尺寸、热处理工艺等方面提出了底座结构改进措施,为底座的进一步优化改进提供参考。

文章针对液压支架顶梁焊接质量要求越来越高的现状,以某型号液压支架顶梁为研究对象,开展顶梁筋板焊接工艺分析工作。结果表明,焊接过程温度场分布合理均匀,符合实际焊接过程情况,顶板与主筋板焊后的样件变形较小,能够得到质量较高的焊接工件。通过分析焊接变形产生的原因,主要由温度应力和残余应力共同作用产生的,结合仿真计算结果得出,在温度均匀、变形较小的情况下产生的温度应力和残余应力较小,焊接方法具有很好的应用前景。

通过建立ZF13000型矿用液压支架中插柱的结构性能仿真模型,开展了其在不同工况下结构强度分析研究,掌握了插柱的结构应力变化规律,得到了其顶部与顶梁连接的铰接耳处为插柱结构的薄弱部位,提出了插柱的结构优化改进措施,以对后期开展插柱结构性能的进一步研究提供参考。

掩护梁是液压支架重要的承力结构件,工作中容易因为受力过大而引发故障问题。以ZY4000型液压支架为例,开展了液压支架掩护梁结构的受力有限元分析研究,结果发现,掩护梁工作时存在显著的应力和位移变形集中现象,应力和位移变形最大值分别为858.89 MPa和18.812 mm。通过对应力和位移变形较大的部位增加厚度及较小部位减小厚度的方式,对掩护梁进行结构优化改进,优化后掩护梁的最大应力值降低到338.64 MPa,使其结构使用寿命提升了20%以上,对提高液压支架的作业安全性具有重要作用。