煤矿辅助运输单轨吊设备在井下巷道内垂直转弯处重载运行时,单轨吊承载轨道的悬挂连接处或者轨道的腹板位置会发生折弯甚至发生断裂状况。通过SolidWorks建立单轨吊设备、轨道以及悬挂的三维模型,以单轨吊所使用两个连续I140E轨道之间的夹角α和单轨吊重载垂直转弯时起吊梁最后一个承载车和下方第一个驱动部的连杆和轨道之间的夹角β为变量,以轨道在受到冲击时轨道的最大应力和最大应变量为约束,对单轨吊运输车驱动和轨道分析,并结合轨道失效位置,找到引起轨道失效的原因。选用石家庄煤矿机械有限责任公司的DC280/160Y防爆柴油机10驱单轨吊车,通过分析、计算、建模、仿真,提出辅助运输连续化作业优化方案,结合工程验证,证明了方案的可靠性,为煤矿辅助运输设备连续化作业的高效安全提供经验借鉴。

为更方便灵活的控制滑靴副的油膜特性,提出了一种以液压力和电磁力相平衡的磁性滑靴副结构,并建立了数学模型和有限元模型。分析了电压、电场强度等对磁性滑靴副工作性能与使用寿命的影响。结果表明:磁性滑靴副中铁芯与斜盘接触处电场强度最大,易出现放电影响使用寿命;主磁路能构成闭合回路且漏磁较少,励磁绕组线圈之间的磁场不存在叠加和干涉;安匝数越多电磁力越大,通入不同的电流磁感应强度峰值均出现在励磁绕组线圈顶端,磁感应强度达到峰值后迅速衰减并趋于平滑,在励磁绕组线圈底端时磁感应强度最小。

为研究闸变量式轴向柱塞泵的流量特性,建立闸变量式轴向柱塞泵机构模型,对其变量原理进行论述,并推导相关公式,在考虑泵柱塞数为奇数和偶数情况下,将闸变量式轴向柱塞泵的流量特性与斜盘式轴向柱塞泵的流量特性进行对比仿真分析。结果表明:采用闸变量式轴向柱塞泵,无论泵柱塞数为奇数还是偶数,泵的周期瞬态流量曲线形状发生变化,但瞬态流量周期没有发生改变;斜盘式轴向柱塞泵的流量脉动不随斜盘斜角的变化而变化,闸变量式轴向柱塞泵的流量脉动随配流盘转角增大而增大,且增大趋势逐渐增加。因此,采用闸变量式轴向柱塞泵时要考虑在满足泵实际排量变化范围要求下尽量控制配流盘最大转角范围,并且对闸变量式轴向柱塞泵采取必要的稳流措施非常重要。

针对目前综采工作面回撤过程中液压支架回撤工期长且安全性低的问题,设计了一种安全高效回撤液压支架的工字形回撤装备。通过SolidWorks建立了工字形回撤装备的三维模型,借助ANSYS Workbench开展了卡链器的静力学分析,并进行了模态分析,得到前6阶固有频率和主振型。结果表明:卡链器的最大变形量发生在顶部,变形量为0.18 mm,小于0.2 mm;最大应力集中在链条槽处,应力值为193.89 MPa,小于其许用应力245 MPa,卡链器模态分析的前6阶固有频率范围为1471~3484 Hz,验证了结构的合理性。

在对大倾角,地势复杂的煤层开采工作中,自旋转式液压支架的稳定性研究尤为重要。在液压支架原机构的基础上建立了新型自旋转液压支架,对4种旋转角度下的自旋转式液压支架进行稳定性研究,分析了煤层倾角、顶板压力、支架重心变化对支架稳定性的影响。结果表明:随着支架高度升高,支架翻倒临界角会随之降低;支架+90°放置在斜坡工作面时,支架失稳为直接翻倒;支架旋转一定角度时,即支架重力沿斜坡面分力的投影与支架旋转底板直径不重合时,支架失稳为先滑动后翻倒。

为解决传统液压支架回撤设备存在的效率及安全问题,基于TRIZ理论开展了回撤装备的创新设计。通过因果轴分析得出现有设备问题的根本原因,并综合运用技术矛盾、物理矛盾法以及物-场模型法提出结构改进方案,进而设计出综采液压支架一体化回撤装备,在此基础上开展了关键部件的有限元校核分析,为综采液压支架回撤装备的创新设计提供了新思路。

为研究新型液压执行元件双侧驱动轴向柱塞马达的扭矩脉动,在考虑配流盘三角槽和闭死角影响的前提下,推导出双侧驱动轴向柱塞马达的瞬态扭矩公式.仿真分析扭矩特性,得出不同内外排柱塞数的奇偶性、交错角、平均扭矩对双侧驱动轴向柱塞马达扭矩特性的影响.结果表明：当内外排柱塞数均为奇数时,扭矩脉动优于内外排柱塞数均为偶数;存在交错角的扭矩脉动较小,内外排柱塞数均为奇数的最优交错角为其理想周期的1/4,内外排柱塞数均为偶数的最优交错角为其理想周期的1/2;内外排平均扭矩相等有利于降低扭矩脉动率;闭死角导致双侧驱动轴向柱塞马达产生扭矩突跳,且闭死角越大,扭矩突跳越明显,但交错角能显著降低扭矩的突跳值.

论文通过对球面配流副的轴向柱塞泵的泄漏的分析和研究，对球面配流副的泄漏进行分类，建立了球面配流副的泄漏模型，列出球面配流副的泄漏公式，在根据球面配流副的功率损失最小的原则，首次提出球面配流副的最佳平均间隙的概念，得出其计算公式emin0，并进行了仿真分析，得出了相关结论，进一步完善了球面配流副的理论，有一定的理论参考价值。

为改善轴向柱塞泵配流副的摩擦学特性，延长其使用寿命，选择具有不同参数的微凹坑对配流副进行织构化，并在自行研制的试验机上对其进行试验研究。研究结果表明：在相同的压紧力和转速下，合理的表面织构设计可以使摩擦系数相对于无织构试件有着明显的降低，并且使其摩擦表面的磨损量降低9．5％。

讨论了进油路节流调速系统的基本工作原理和回路相关的特性。在此基础上，讨论了负载压力、节流阀通流面积、溢流阀开启压力和额定工作压力的变化对系统工作点、功率特性和效率的影响。并得出有关结论，可供进一步深入研究作参考。