检索结果-南通市图书馆

液压支架关键部件失效分析与寿命评估研究进展

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中国表面工程 2022年第1期35卷 97-106页

作者：肖坤宇徐彤苏成明张鹏马飞西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049 陕西天元智能再制造有限公司西安710000

煤矿综采液压支架是控制采煤工作面矿山压力的大型核心装备,是现代采煤作业安全防护、作业空间扩大和采煤效率提高的关键,主要由液压件(立柱、千斤顶)、承载结构件(顶梁、掩护梁和底座等)、推移装置、控制系统和其他辅助装置组成,往往... 详细信息

煤矿综采液压支架是控制采煤工作面矿山压力的大型核心装备,是现代采煤作业安全防护、作业空间扩大和采煤效率提高的关键,主要由液压件(立柱、千斤顶)、承载结构件(顶梁、掩护梁和底座等)、推移装置、控制系统和其他辅助装置组成,往往在极其恶劣复杂的矿井环境中服役,局部容易发生变形损伤、疲劳和腐蚀。对其关键部件进行失效分析及剩余寿命评估,是推动整机再制造和促进绿色循环经济发展的基本前提条件。对顶梁、底座、连杆、立柱等关键部件的失效形式及原因进行综述与分析,指出结构件的失效原因分析需要受到更多关注。总结支架寿命评估的研究现状,指出目前的研究集中在设计阶段的强度校核和寿命预估上,而关于服役了一段时间的支架的剩余寿命研究仍是空白。最后提出基于断裂力学利用有限元模拟进行剩余寿命评估的发展趋势。

关键词：液压支架再制造失效分析剩余寿命有限元

液压支架放煤机构安全过煤临界准则及放煤口精准控制方法研究

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煤炭科学技术 2023年第9期51卷 251-260页

作者：李东辉李东印王伸黄志增刘清张学亮郑立军张旭和朱时廷河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454003 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 北京天玛智控科技股份有限公司北京100020 河南焦煤能源有限公司古汉山矿河南焦作454350 郑州煤矿机械集团股份有限公司河南郑州450000 晋能控股煤业集团同忻煤矿山西有限公司山西大同037199

综采放顶煤技术已成为我国特厚煤层高产高效开采的主流方式,放煤机构的精准控制是实现放顶煤开采自动化与智能化的重要基础,掌握放煤机构的空间运动规律是实现对其精准控制的前提。液压支架放煤机构的即时形态受支架支撑高度、支架姿态... 详细信息

综采放顶煤技术已成为我国特厚煤层高产高效开采的主流方式,放煤机构的精准控制是实现放顶煤开采自动化与智能化的重要基础,掌握放煤机构的空间运动规律是实现对其精准控制的前提。液压支架放煤机构的即时形态受支架支撑高度、支架姿态、插板伸出长度、后部刮板机相对位置共同控制,对放煤机构安全过煤高度和放煤口开口度有重要影响。以ZF15000/27.5/42型支架为研究对象,采用有限元分析软件ABAQUS建立了三维四柱式放顶煤液压支架多体动力学仿真模型,分别采用Hinge,Translator连接器模拟支架各铰接点的旋转行为及支架立柱、插板的伸缩行为。以支架支撑高度H、尾梁摆动角度α、插板伸出长度l为控制变量,开展了三因素多状态数值模拟试验,研究了掩护梁–尾梁铰接点、插板末端的空间运动规律,运用Levenberg-Marquardt拟合迭代法得出了放煤机构安全过煤临界准则,建立了插板末端坐标、放煤口开口度与H、α、l的标定关系数据库。推荐了用于感知与控制放煤机构姿态的传感器类型及安装位置,推导了基于行程传感器的尾梁角度计算方法,提出了放煤口开口度精准控制方法。通过现场验证对比放煤机构开口度计算值与现场放煤口实测值,得出两者相对误差符合现场精度要求。该控制方法为智能决策与控制系统(软件)研发提供了理论支持,在现场得到成功应用。

关键词：液压支架放煤机构智能放煤放煤口开口度临界准则精准控制

液压支架双级安全阀设计及其快速动载冲击试验研究

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中国机械工程 2023年第18期34卷 2194-2203页

作者：周国强王慧宋宇宁赵国超辽宁工程技术大学机械工程学院阜新123000 辽宁省大型工矿装备重点实验室阜新123000 营口理工学院机械与动力工程系营口115000

为提高液压支架的抗冲击性和稳定性,设计了一种额定流量、额定压力分别为50 L/min和45 MPa的一级直动阀与额定流量、额定压力分别为1000 L/min、50 MPa的二级差动阀相组合的新型双级安全阀。开发了基于蓄能器组的快速动载冲击试验系统,... 详细信息

为提高液压支架的抗冲击性和稳定性,设计了一种额定流量、额定压力分别为50 L/min和45 MPa的一级直动阀与额定流量、额定压力分别为1000 L/min、50 MPa的二级差动阀相组合的新型双级安全阀。开发了基于蓄能器组的快速动载冲击试验系统,利用AMESim-Simulink联合仿真技术获得了快速动载冲击试验系统的压力动态响应特性和双级安全阀压力流量动态响应特性,研制了快速动载冲击试验台样机对双级安全阀进行了测试。结果表明,二级差动阀额定压力、额定流量分别约为49.2 MPa和992 L/min,开启时间小于3 ms,压力稳定时间在13~15 ms范围内,卸荷时间小于5 ms,验证了设计的双级安全阀具有卸荷速度快与抗冲击性能优良的特点及快速动载冲击试验方案的正确性。

关键词：液压支架双级安全阀 AMESim-Simulink联合仿真技术快速动载冲击试验

液压支架材料表面激光熔覆Ni60高硬耐磨涂层的性能

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材料热处理学报 2024年第3期45卷 166-174页

作者：王家胜舒林森巩江涛张朝铭陕西理工大学机械工程学院陕西汉中723001 陕西省工业自动化重点实验室陕西汉中723001

为实现损伤液压支架立柱的再制造修复,采用激光熔覆技术在液压支架立柱材料27SiMn钢表面制备Ni60合金涂层。通过正交试验法研究激光工艺参数对涂层稀释率的影响规律并确定最优工艺参数。利用超景深显微镜、显微硬度计及摩擦磨损试验机... 详细信息

为实现损伤液压支架立柱的再制造修复,采用激光熔覆技术在液压支架立柱材料27SiMn钢表面制备Ni60合金涂层。通过正交试验法研究激光工艺参数对涂层稀释率的影响规律并确定最优工艺参数。利用超景深显微镜、显微硬度计及摩擦磨损试验机等分析了涂层的显微组织、硬度及耐磨性能。结果表明,影响熔覆层稀释率的因素由大到小依次为:激光功率>扫描速度>送粉速度>离焦量。以稀释率为指标的最佳工艺参数组合为A_(1)B_(3)C_(3)D_(3),即激光功率为1500 W、扫描速度为22 mm/s、离焦量为+1 mm、送粉速度为12 g/min。熔覆层整体晶粒细小均匀,涂层上部主要由等轴晶组成,中部主要由等轴晶和树枝晶组成,下部则主要由沿熔合界面生长的胞状晶及柱状晶组成。熔覆层的平均硬度值为729.5 HV0.5,是基体硬度的2.32倍,最高硬度出现在熔覆层顶部的等轴晶区,为756.9 HV0.5。熔覆层的显微硬度压痕棱边平直、四角光滑无裂纹,具有良好的韧性。熔覆层的摩擦系数明显低于基材,且稳定性好于基材,磨损量仅为基材的58%,熔覆层的磨损机制为磨粒磨损和轻微的黏着磨损。

关键词：液压支架激光熔覆 Ni60 硬度耐磨性能

液压支架电液控制系统总线通信故障检测与诊断方法

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工矿自动化 2023年第12期49卷 70-76页

作者：杨永锴张敏龙许春雨宋建成田慕琴宋单阳张晓海聂鸿霖太原理工大学矿用智能电器技术国家地方联合工程实验室山西太原030024 太原理工大学煤矿电气设备与智能控制山西省重点实验室山西太原030024 晋能控股装备制造集团金鼎山西煤机有限责任公司支架制造分公司山西晋城048006

通信系统是综采工作面液压支架电液控制系统信息传递的通道与桥梁,目前多采用CAN总线作为通信总线,易受井下复杂电磁环境的干扰,导致支架控制器内部通信硬件出现故障,造成控制器“失联”现象,且CAN总线通信系统采用多主通信模式,单台控... 详细信息

通信系统是综采工作面液压支架电液控制系统信息传递的通道与桥梁,目前多采用CAN总线作为通信总线,易受井下复杂电磁环境的干扰,导致支架控制器内部通信硬件出现故障,造成控制器“失联”现象,且CAN总线通信系统采用多主通信模式,单台控制器“失联”将导致整个电液控制系统无法正常工作,造成安全隐患。设计了CAN通信保护电路,可使通信系统在较大负载情况下稳定运行,在复杂环境中具有较强的抗干扰性。基于CAN总线通信协议,结合令牌环网思想,提出了CAN总线通信故障检测与诊断方法,通过合理设计数据的帧结构与故障检测方式,弥补了CAN总线通信模式下节点丢失时难以定位的缺陷,并将增加数据长度对传输负载的影响降到最低,确保良好的通信性能。以2台端头控制器配合6台液压支架控制器组成环网,通过上位机不定时下发命令模拟井下实际操作时总线真实的负载情况,对液压支架电液控制系统总线通信故障检测与诊断方法进行实验验证,结果表明:该方法对系统负载率的影响较低,不会影响系统的正常运行;当出现故障节点时,可在300 ms内检测出故障控制器并向全工作面报警,故障排除率达100%。

关键词：综采工作面液压支架电液控制系统 CAN总线通信令牌环网协议故障检测故障诊断

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液压支架自动跟机动态规律研究

工矿自动化 2023年第9期49卷 47-54页

作者：任怀伟张帅薛国华赵叔吉张玉良李建煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013 中煤科工开采研究院有限公司北京100013 陕西陕煤黄陵矿业有限公司陕西延安727307

目前针对综采工作面液压支架自动跟机问题的研究集中在基于外部环境变量来控制液压支架动作,在工作面长时间运行中无法保持很好的效果。考虑外部环境的变化最终会反映到液压系统中,提出以液压系统压力特性预测液压支架跟机动作时间。以... 详细信息

目前针对综采工作面液压支架自动跟机问题的研究集中在基于外部环境变量来控制液压支架动作,在工作面长时间运行中无法保持很好的效果。考虑外部环境的变化最终会反映到液压系统中,提出以液压系统压力特性预测液压支架跟机动作时间。以陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司S1204工作面为工程背景,采用AMESim软件建立了单架液压系统模型和工作面液压系统模型,通过仿真分析得到移架和推溜同时动作时推移液压缸压力、行程等参数的动态变化规律,发现工作面液压支架自动跟机过程中推移液压缸进液口压力与拉架时间呈线性关系,说明可通过进液压力预测跟机动作时间。研发了工作面液压数据采集系统并安装于试验工作面,实时获取液压支架工作过程中推移液压缸进液口压力,并计算出对应的移架时间,得出二者具有强线性相关性,与仿真结果一致。采用线性拟合方法得出进液压力与拉架时间的关系式,实现了基于液压系统进液压力预测拉架时间,提高了自动跟机的准确性,减少了人工调节率。

关键词：综采工作面液压支架自动跟机稳压供液液压系统压力拉架时间预测

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液压支架健康评估与寿命预测模型研究

煤炭科学技术 2021年第3期49卷 141-148页

作者：马旭东王跃龙田慕琴许春雨宋建成陈昆宋单阳太原理工大学山西太原030024 煤矿电气设备与智能控制山西省重点实验室山西太原030024 矿用智能电器技术国家地方联合工程实验室山西太原030024

为解决当前综采工作面液压支架健康状态评估和寿命预测的迫切需求,提出了一种应用于液压支架的层次型模糊综合评价方法。该方法采用基于三标度法的改进型模糊层次分析法计算健康状态参量的权重向量,引入变异系数和梯形模糊数的概念对评... 详细信息

为解决当前综采工作面液压支架健康状态评估和寿命预测的迫切需求,提出了一种应用于液压支架的层次型模糊综合评价方法。该方法采用基于三标度法的改进型模糊层次分析法计算健康状态参量的权重向量,引入变异系数和梯形模糊数的概念对评价结果去分歧化,提高了综合评价结果的一致性和有效性。在综合评价的基础上可得到液压支架健康指数和综合健康水平。同时,在此基础上建立了基于健康指数的液压支架寿命预测模型,实现了液压支架综合健康管理。以晋煤集团古书院矿152313工作面所使用的液压支架为例分析健康状态评估和寿命预测,结果表明;该方法所预测的评估时刻到失效大修的剩余寿命为13.45个月,而这与预期大修时间13个月基本一致,验证了上述模型的合理性和有效性。

关键词：液压支架健康指数寿命预测模型层次型综合评价变异系数梯形模糊数

液压支架双级安全阀设计及快速动载冲击试验研究

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中国机械工程 2023年

作者：周国强王慧宋宇宁赵国超辽宁省大型工矿装备重点实验室辽宁工程技术大学机械工程学院营口理工学院机械与动力工程系

为提高液压支架的抗冲击性和稳定性，设计一种额定流量、压力分别为50L/min和45MPa的一级直动阀与额定流量、压力分别为1000L/min、50MPa的二级差动阀相组合的新型双级安全阀，开发了基于蓄能器组的快速动载冲击试验系统，利用AMESim-Si... 详细信息

为提高液压支架的抗冲击性和稳定性，设计一种额定流量、压力分别为50L/min和45MPa的一级直动阀与额定流量、压力分别为1000L/min、50MPa的二级差动阀相组合的新型双级安全阀，开发了基于蓄能器组的快速动载冲击试验系统，利用AMESim-Simulink联合仿真技术获得了快速动载冲击试验系统的压力动态响应特性和双级安全阀压力-流量动态响应特性，研制快速动载冲击试验台样机对双级安全阀进行了测试。结果表明，二级差动阀额定压力、流量分别约为49.2MPa和992L/min，开启时间小于3ms，压力稳定时间在13ms至15ms范围内，卸荷载荷时间小于5ms，验证了设计的双级安全阀具有卸荷速度快与抗冲击性能优良的特点及快速动载冲击试验方案的正确性。

关键词：液压支架双级安全阀 AMESim-Simulink联合仿真技术快速动载冲击试验

液压支架用换向阀主阀结构优化与液压冲击抑制方法研究

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机床与液压 2024年第8期52卷 167-173页

作者：李珂张占东张品陈吉顺赵文超山西大同大学煤炭工程学院山西大同037003 山西大同大学机电工程学院山西大同037003

针对液压支架初撑阶段末段存在较高液压冲击的现象,以及由此诱发的支架液压系统可靠性降低的问题,以ZF17000/27.5/42D型液压支架用换向阀主阀为研究对象,在分析结构组成、工作原理及液压冲击发生机制的基础上,提出以控制阀口过流面积来... 详细信息

针对液压支架初撑阶段末段存在较高液压冲击的现象,以及由此诱发的支架液压系统可靠性降低的问题,以ZF17000/27.5/42D型液压支架用换向阀主阀为研究对象,在分析结构组成、工作原理及液压冲击发生机制的基础上,提出以控制阀口过流面积来调控过流流量的液压冲击抑制方法。针对现有换向阀采用单根弹簧完成阀芯复位的现状,通过并联复位弹簧降低支架液压系统在阀芯关闭过程中的流量梯度,缓解支架初撑阶段末段的液压冲击现象;利用AMESim软件搭建换向阀模型,对换向阀进行动态特性仿真,得到换向阀主阀流量、压力、速度及阀芯位移规律。结果表明:改进方案相比原方案降低了流量峰值与速度峰值,流量梯度与速度梯度分别下降了9.91%与9.87%,有效缓解了液压支架初撑阶段末段存在的液压冲击现象。

关键词：液压支架换向阀液压冲击复位弹簧流量梯度