两柱掩护式液压支架初撑过程的机构演化机理

作     者：胡相捧 刘新华 HU Xiangpeng;LIU Xinhua

作者机构：天地宁夏支护装备有限公司宁夏银川750011 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2023年第51卷第8期

页      面：239-249页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：宁夏回族自治区重点研发计划资助项目(2023ZDYF0140) 宁夏回族自治区重点研发计划资助项目(2022BFE02008) 

主　　题：两柱掩护式 液压支架 初撑过程 机构演化 立柱 平衡千斤顶 

摘      要：针对两柱掩护式液压支架初撑过程的机构演化机理不明问题,建立了两柱掩护式液压支架的平面运动学模型,得到了两柱掩护式液压支架发生机构演化的必要条件,提出了平衡千斤顶与立柱的主动协同控制策略。理论分析和试验研究表明:两柱掩护式液压支架初撑过程是否发生机构演化取决于顶梁的接顶姿态和平衡千斤顶状态;顶梁以仰头姿态接触顶板,顶梁由摇杆演化为“摇杆+滑块,且平衡千斤顶为刚性件时,底座由机架演化为摇杆;平衡千斤顶为刚性件时,随立柱伸长,顶梁的运动形式为沿顶板向煤壁方向的滑移和向顶板方向的旋转,底座的运动形式为绕底座前端向煤壁方向的旋转,顶梁和底座的运动轨迹均呈二次函数变化,且顶梁仰头角度越大,顶梁前端滑移量和底座后端抬起量越大;平衡千斤顶为浮动件时,随立柱伸长,顶梁的运动形式为沿顶板的滑移和向顶板方向的旋转,底座不发生运动,平衡千斤顶长度呈二次函数变化,而顶梁的运动轨迹呈三次函数变化,且滑移量很小,还可能出现往复运动。所提出的平衡千斤顶与立柱的主动协同控制策略,能够有效避免平衡千斤顶的吸进空气和支架机构演化问题。研究结果合理解释了平顶山矿区出现的采煤机与支架顶梁的干涉现象,为研究立柱和平衡千斤顶的主动协同控制提供了新思路。