针对柔轮小型化、轻量化、高谐振频率的设计需求,以柔轮内径、长径比、厚径比和齿宽系数为研究变量,基于有限元软件Ansys,采用响应面法参数优化分析探究了各参数变化对柔轮固有频率的影响。结果表明,在柔轮小型化的设计过程中,柔轮内径和长径比的减小会引起其固有频率的增加,厚径比和齿宽系数的减小会导致其固有频率增大;但其固有频率都大于减速器工作的激励频率,因此,不会发生共振,不影响正常工作。

为研究高性能超短筒谐波减速器,将拓扑优化理论引入谐波柔轮的设计。基于折衷规划法定义刚度拓扑优化的目标函数,并以体积分数与加工工艺为约束,构建谐波柔轮的拓扑优化模型。基于Abaqus/ATOM的优化准则算法进行求解,利用SolidWorks软件进行二次设计,并通过有限元分析,验证优化前后结果的合理性。该方法对超短筒谐波柔轮的设计和优化具有实际意义。

大倾角煤层综采工作面液压支架的稳定性成为研究的重点和难点。分析了液压支架受力状态和围岩之间的关系以及影响支架稳定性的因素,进行了液压支架防滑和防倒研究,并对过断层技术进行了探讨。

五缸压裂泵曲轴曲拐的不同布置,会导致与液力端相连的低压吸入管汇与高压排出管汇中出现流量与压力波动,甚至出现局部断流。流量与压力波动可表现为曲轴负载及惯性水头损失,降低曲轴寿命和能量转换效率;局部断流会造成管道沉沙。为了减小流量与压力的波动,改善局部断流与曲轴受力,提出了断流现象持续区域和曲轴所受弯矩的优化目标,建立了五缸压裂泵曲轴曲拐布置的优化方法。最终确定出两种曲轴曲拐布置的最优方案,其吸排管汇的流量波动幅值最小、断流现象持续区域最短,有效地减轻了惯性水头损失和沉沙问题,改善了泵的吸排性能和曲轴弯矩。