介绍了SMSMEER无缝钢管挤压机主要结构和影响成材率的主要故障点,并针对挤压机的结构结合作业现场的实际使用和工况环境提出改进方案。钢挤压机设备有两个部件影响荒管成材率,分别是热锯和挤压液压系统,热锯控制精度未达标影响成材率;液压系统不稳定影响荒管表面质量。通过改进使管材通过挤压机生产成材率提高。

为提升采煤机控制系统的动态特性,实现精确控制。通过分析遗传算法PID控制原理,将遗传算法PID控制和液压系统相结合,优化电液比例控制的采煤机自动调高液压系统。对比仿真分析优化前后活塞杆速度响应、位移跟踪情况,相比于单纯电液比例控制具有更好的效果,可实现滚筒垂直位置的快速改变;且优化后降低因负载扰动产生的稳态误差,增强抗干扰能力和精度。

基于机械结构可靠性分析理论,介绍了一种液压支架关键部件结构改进设计。具体设计中采用有限元仿真分析方法,根据ZY29000/45/100D液压支架基本结构构建刚柔耦合模型,并以此为基础实施偏载工况下液压支架可靠性分析,并根据分析结果实施液压支架关键部件结构改进设计。另外,将液压支架关键部件结构改进设计应用于工程实践,确认该液压支架关键部件结构改进设计具有较高可行性。

以ZY29000/45/100D型液压支架的顶梁结构为研究对象,基于有限元方法对顶梁偏载荷工况下的静力学情况进行分析。结果发现,顶梁结构出现了明显的应力和变形集中现象,特别是多个位置应力较大,应力最大值达到了966 MPa,超过了材料的屈服极限690 MPa,是导致顶梁容易出现断裂、变形的原因。通过增加筋板厚度并设置斜向加强筋的方式对顶梁进行结构优化,提升其强度和刚度。结果使得相同工况下其应力最大值和变形最大值分别降低了41.9%和26.76%。通过1年的实践应用,发现优化后的顶梁结构达到了预期效果。

基于煤矿顺槽围岩控制机理,介绍了一种大采高超前液压支架结构设计。为验证此结构设计的可行性,先采用仿真分析方法进行有限元仿真分析,初步确认结构设计有效性后,将大采高超前液压支架结构设计应用于工程实践,进一步检验结构设计应用价值。最终综合确认大采高超前液压支架结构设计具有较强可行性。

以ZF3700/16/26型液压支架为研究对象,结合液压支架底座结构特点,通过ANSYS软件构建液压支架底座有限元模型,并以此为基础开展有限元分析,根据有限元分析结果提出液压支架底座优化设计方案。最后,将优化设计方案应用于工程实践,确认优化设计方案的应用价值。

提出了一种具有压力自调定功能的综采工作面智能供液系统,采用机电液联合仿真平台对其压力特性进行仿真研究,并经现场试验和工业性应用表明,本次设计的综采工作面液压支架智能供液系统能够减小液压支架的压力脉动,流量冲击幅值下降,实现了对泄露量的智能控制,有效提高了综采工作面液压支架供液质量,验证了方案设计的合理性。此外,研究结论为后期优化液压系统实现多机协同提供参考。

为了解决传统钻孔方法在液压支架顶梁柱帽钻孔过程中出现的问题,设计了一种多功能定位钻模组合胎具。该胎具能够在钻孔时稳定支撑顶梁柱帽,同时能够实现多种位置的定位,确保钻孔精度。在实际使用中,该胎具能够提高钻孔效率和钻孔精度,极大地提高了液压支架的安装效率和安全性。

为进一步探究掩护式液压支架的力学性能特点,以ZY-7200-18-40D型掩护式液压支架为研究对象,首先结合力学分析方法确定其关键部件参数;而后应用有限元分析方法,对该掩护式液压支架的顶梁、连杆和掩护梁三类主要部件进行有限元分析,分析结果显示,各个主要部件均未出现应力超标或应力集中问题,表明该掩护式液压支架性能基本符合要求,可在后续综采工作中逐步推广应用。

以ZY12000/28/63型液压支架为研究对象,在确定其结构与技术参数的基础上,针对液压支架整体结构,以及液压支架的销轴连接结构两方面建立有限元模型进行分析,通过受力分析确定重点研究的4个销孔,根据4个销孔的应力分布情况,确定上述销孔存在连接失效风险。在此基础上,通过对各个销孔位置的变形量进行分析,确定销轴连接区域的失效特征和危险区域,以期为后续可能的液压支架优化作业提供参考借鉴。