基于COSMOSWorks的液压支架顶梁优化设计

收稿日期:2009-05-05

基金项目:“十一五”国家科技支撑计划项目“煤矿复杂条件综采工作面关键设备研究”(2006BAA11B05);“山东科

技大学科学研究‘春蕾计划’项目”(2008AZZ034)

作者简介:叶铁丽(1967-),女,山东济南人,副教授,现为山东科技大学机械电子工程专业在读博士。

基于CO SMO SW orks 的液压支架顶梁优化设计

叶铁丽,李　民,刘欣丽

(山东科技大学,山东青岛　266510)

摘　要:以Solid works 为平台建立液压支架顶梁的三维模型,应用COS MOS Works 模块对顶梁偏载工况下的承载能力进行有限元分析,并根据分析结果进行优化设计,实现了顶梁重量的减

轻,优化效果显著,为相似结构的设计提供了有益参考。 关键词:有限元分析;优化设计;顶梁;COS MOS Works 中图分类号:TP391 文献标识码:B 文章编号:1671-0959(2009)12201112031　概　述

综合机械化采煤是煤矿开采技术现代化的重要标志,液压支架作为综采工作面的关键设备,是综采成败的关键因素,并对煤矿安全生产有着重要的影响,液压支架在整个综采工作面中的投资占到了全部投资的60%左右,其重量占综采设备总重量的80%左右,因此对液压支架进行优化有重要的实用价值,通过优化可以显著降低成本,提高综采的经济效益。液压支架的优化设计按其目标函数不同可以分为:

1)在保持材料消耗量不超过某一限定值的前提下使最

大应力达到最小,即应力优化。

2)在保证结构件一定可靠度的前提下,使重量达到最

小,即重量优化。

3)在重量不超一定值时,使可靠度最大,即可靠性优化。

本文基于C OS MOS Works 平台,以ZF5600/1615/26放顶煤液压支架顶梁为例,在外形和连接尺寸一定的前提下,对顶梁截面尺寸进行优化,即通过调整顶梁梁体顶板、盖板及主筋板的厚度和分布位置,改善应力分布,进行重量优化,以达到减轻重量的目的。

2　液压支架顶梁三维建模

支架顶梁为箱形结构,一般由钢板焊接而成,结构比较复杂,如果完全按其实体结构进行有限元分析是很困难的,甚至可能受计算机的配置限制,无法完成相应的计算及分析,所以对顶梁进行结构简化是十分必要的。

在建立顶梁三维模型时,应忽略次要因素,简化复杂因素,抓住主要因素来建立模型。充分利用Solid works 强大的功能,合理的选择建模手段,采用自底而上的方式建立顶梁模型如图1所示

。

图1　顶梁三维模型

3　有限元分析

从理论上分析,顶梁支撑力分布应与顶板载荷分布一致。但顶板载荷复杂,分布规律因支架顶梁与顶板的接触情况而异,主要表现在顶板对顶梁压力大小的不确定性、顶板和顶梁接触位置和面积的不确定性等。因此支架顶梁加载模拟方式可分为均布载荷加载、集中载荷加载、扭转载荷加载三大类。根据经验,顶梁受扭转载荷作用是其损坏的主要原因。本文通过对顶梁受扭转载荷作用的情况进行分析来考核顶梁的承载能力。顶梁材料为Q460,材料性能指标见表1。

311　边界条件

由于掩护梁与侧护板对顶梁的影响不大,在此不予考虑。以液压支架通用条件为依据在顶梁上添加垫块,采用组合加载方式对顶梁进行加载,如图2所示。在计算时不把垫块的作用力当作外力来考虑,而是把垫块的作用力当作边界条件来处理,在顶梁四个柱窝位置定义完全限制,

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限制其x 、y 、z 三个方向的运动。

表1　材料的各项指标

材料

弹性模量/N ?m -2

抗剪模量/N ?m -2

密度/kg ?m -3

屈服强度/N ?m -2

抗拉强度/N ?m -2

Q460

211X1011719×1010

7900416×108615×108

312　划分网格

划分网格前首先要进行网格设置,设置如下:网格参数选择默认;网格品质为高;网格器选择标准;网格器选项为自动过渡和实体的雅可比检查为4。然后进行网格划分,生成节点数为156610,单元总数为82962,如图3

所示。

313　求解与结果分析

划分网格之后,通过C OS MOS Works 对模型进行计算,得到结果如下:

1)从图4(a )中可以看出,最大应力为417×107

N /m 2

,发生在垫块位置。

2)由图4(b )中可以看出,最大变形为112×10

-4

m 。

发生在距离前柱窝1050mm 处。

3)由图4(c )得出,最小安全系数为917,发生在垫块

位置。这说明该支架顶梁的设计偏于安全,顶梁应该进行优化设计。

4　优化设计

COS MOS Works 使用的是基于“实验设计”的优化方

法。在优化设计时,为了计算方便,应对顶梁再做适当的简化,简化后的顶梁截面图如图5所示。

1)目标函数:以模型的体积最小为目标函数。2)设计变量:将顶梁的主筋板厚度

、盖板厚度和主筋

图4　液压支架顶梁的有限元分析结果

板之间的距离作为设计变量,如图5所示

。

图5　顶梁横截面

3)约束条件:以节应力为结果类型,以VON:von M ises 应力为分量,选择合适的界限。

4)优化分析结果:模型经过38次迭代收敛于一个最

优解,如图6所示。其重量减小了615%,而其最大应力值的变化量很小,安全系数高达716,仍可进行优化,但考虑到液压支架顶梁的受力比较复杂,存在很多不确定因素,

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收稿日期:2009-04-04

基金项目:河南省杰出青年基金(074100510003);河南省自然科学基金(0411053300)

作者简介:刘　晓(1981-),男,河北怀安人,硕士,河南理工大学能源科学与工程学院煤及煤层气工程系助教,

研究方向为瓦斯预测及防治、煤层气勘探开发。

基于G I S 的瓦斯地质编图技术研究

刘　晓1

,张瑞林

2

(11河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作　454003;21河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作　454003)

摘　要:现有纸质瓦斯地质编图存在的数据不易保存、查询困难、探寻隐含数据规律繁琐、

更新周期长等弊端。基于GI S 的瓦斯地质编图技术不仅改变了传统瓦斯地质图的弊端,丰富了瓦斯地质编图的内容和形式,而且能探讨瓦斯地质点源数据更深层次的隐含信息,加强了瓦斯地质研究的手段,为矿井的安全生产快速决策提供依据。通过在淮北煤业集团芦岭煤矿的应用取得了较好的效果。 关键词:GI S;瓦斯地质图;隐含信息;可视化 中图分类号:TP399 文献标识码:B 文章编号:1671-0959(2009)1220113203

瓦斯地质图是瓦斯地质科学研究成果及其分析结论的综合反映,是分析瓦斯赋存特征、研究瓦斯运动规律、开展瓦斯涌(突)出预测预报的基础图件。实践表明,编制矿井瓦斯地质图是当前实现预防突出信息可视化的基本方式,同时也是一种预防煤矿瓦斯突出的良好管理手段,极大地促进了瓦斯地质理论成果及相关技术在现场的应用效率。

编制矿井(突出煤层)瓦斯地质图的意义在于将瓦斯地质理论分析和解释的信息通过具体的图纸媒介进行详尽表达。当今社会,计算机技术及在此基础上创立的信息化技术达到了飞速发展,并在各行各业得到了广泛的拓展与应用;“数字化矿山”的构想也已经应运而生。在此背景之下,矿井瓦斯地质图无论从涵盖内容还是实现手段上都不能再停留在传统的图纸概念水平。有机拓展矿井瓦斯地质图的内容结构,并使其实现比较完善的信息化、信息可视

化,从而不断加强现场工程技术人员对现有防突理论、技术和方法的实际应用能力,即探讨一种全新观念的突出煤层瓦斯地质信息图编制技术,使防突领域科研活动和安全管理决策能够相互促进、共同发展,具有非常现实的研究意义和应用价值。

1　基于GI S 的瓦斯地质编图流程111　瓦斯地质数据的录入

瓦斯地质基础数据是瓦斯地质图的核心,而数据组织、数据结构、数据质量的优劣直接影响瓦斯地质编图的效果和对安全生产的指导作用。因此,必须严格把握建立瓦斯地质数据库作业流程中的每一道技术环节。具体来说,建库作业就是要采用各种检验方法和必要手段,确保所有的数据都能正确无误地进入数据库系统

。

图6　目标函数设计历史图表

故停止优化。

5　结　语

本文基于Solid works 建立液压支架顶梁模型,通过COS MOS Works 对其进行有限元分析和优化设计,完成了对

顶梁的减重设计,重量减少615%,减重效果显著。此方法可以推广到类此结构的优化设计中去。参考文献:

[1]　何文斌,李菊丽1李立伟.ANSYS 在液压支架优化设计中

的应用[J ].机械设计与制造,2007,(6):170～172.

[2]　江洪,陈燎,王智.Solidworks 有限元分析实例解析[M ].北京:机械工业出版社,2007.

[3]　叶修梓,陈超祥.

COS MOS 基础教程:COS MOS Works

Designer [M ].北京:机械工业出版社,2008.

(责任编辑　赵巧芝)

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掩护式液压支架设计

摘要 本论文主要阐述了一般掩护式液压支架的设计过程。设计内容包括：选架型、总体设计、主要零部件的设计、主要零部件的校核和液压系统的设计。 由于该煤层厚度适中，选用掩护式液压支架。煤层厚度介于m ~ 5.2之 8.3 间，煤层厚度变化较大，选用调高范围大且抗水平推力强且带护帮装置的掩护式支架。支架采用正四连杆机构，以改善支架受力状况。顶梁、掩护梁、底座均做成箱体结构；立柱采用双伸缩作用液压缸，以增加工作行程来满足支架调高范围的需要。推移千斤顶采用框架结构，以减少推溜力和增大移架力。为了提高移架速度，确保对顶板的及时支护，采用锥阀液压系统。 关键词：液压支架液压四连杆机构采煤支架选型推溜移架

Abstract The article mainly elaborated the general shield type hydraulic pressure support design process. The design content includes: Chooses, the system design, the main spare part design, the main spare part examination and the hydraulic system design. Because this coal bed thickness is moderate, selects the shield type hydraulic pressure support. Coal bed thickness is situated between between the 2.5~3.8 rice, coal bed thickness change bigger, selects adjusts the high scope big also the anti- horizontal thrust is strong also the belt protects helps the equipment the shield type support. The support uses the four link motion gear, improves the support stress condition. The top-beam, caving shield, the foundation makes the packed in a box body structure; The column uses the double expansion and contraction function hydraulic cylinder, increases the power stroke to satisfy the support to adjust the high scope the need. Passes the hoisting jack to use the portal frame construction, reduces pushes slides the strength and increases moves a strength. In order to enhance moves a speed, guarantees is prompt to the roof support, uses the mushroom valve hydraulic system. Key word: The hydraulic pressure support , hydraulic pressure , four-link mechanism , mining coal, support shaping push forwards the conveyer, advancing the powered support.

ZY6000-24-50液压支架说明书

一、使用环境 1.配套工作面为0901综采工作面，工作面倾斜长度为180m（实体煤壁倾斜长度），走向长度为1300m，平均采高4.8m，工作面倾角0～6o； 2.矿井属于高瓦斯矿井,煤尘具有爆炸危险性； 3.煤层厚度5米,煤层节理、层理发育，煤质硬度f=2～4； 4.顶板与底板:均为泥岩，底板松软，顶板破碎； 5.开采方法:综合机械化,倾斜长壁,全部垮落，俯采8—12° 6.巷道为拱形断面，运巷、风巷尺寸: 宽度×中心高=4.4×3.5(米)、净宽4.1*3.5m 二、工作面配套设备 1、采煤机： MG500/1200-WD 1台 2、刮板运输机： SGZ900/2×700 1部 3、基本支架： ZY6800/24/50 131架 4、过渡支架： ZYG6800/24/50A 5架（机头1架，机尾4架） 5、过渡支架： ZYG6800/24/50B 2架（机头1架，机尾1架） 6、端头支架： ZYT6800/24/50 4架（布置在机头） 三、综采工作面基本支架主要技术参数及特征： 1、基本支架主要技术参数 型式：ZY6800/24/50二柱掩护式液压支架 高度: (最底～最高) 2400～5000(mm) 宽度: (最小～最大) 1430～1600(mm) 中心距: 1500(mm) 工作阻力: 6800( KN) 推移步距: 600(mm) 推溜力/拉架力: 529/801KN 平均支护强度(f=0.2): 0.92～0.96MPa 平均比压(f=0.2): 2.0MPa 泵站压力: 31.5 MPa 适应采高: 2800～4800(mm) 操纵方式: 手动本架操作 重量: 约26.5±3% (t) 2、立柱千斤顶规格参数 2.1.立柱

工作面液压支架底座穿通处理安全技术措施标准版本

文件编号：RHD-QB-K4799 （解决方案范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 工作面液压支架底座穿通处理安全技术措施标 准版本

工作面液压支架底座穿通处理安全 技术措施标准版本 操作指导：该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 由于4305工作面支架立柱受力不均匀，现导致41、46、78三架支架立柱底座被穿通，为确保在工作面推进过程中支架不进一步损坏，确保安全生产，特编制以下安全技术措施。 一、技术措施 1、用一根2.5m单体液压支柱支设在支架顶梁下方，并紧靠电缆槽处，柱头必须戴柱帽以防打滑。 2、在支架上挂一个5t手拉葫芦。 3、调整液压管路：将液压管路调整为单个立柱操作方法。在立柱柱窝前垫柱帽，以防止立柱倾倒。

4、先将立柱的下部定位销取掉，再将上部定位销取掉，将立柱慢慢降到位，取掉供、回液管路，用手拉葫芦将立柱吊出柱窝并放在安全位置。 5、将由机电部设计加工的支撑座放入柱窝底部，支撑座必须能够承受30Mpa以上的压力。 6、将立柱利用手拉葫芦安全的吊到柱窝后并装好定位销，接好管路，然后将立柱活柱慢慢升起并与顶梁柱窝处固定好，将立柱升起。 7、在受损支架顶梁两侧各支设一根2.0m单体液压支柱，并紧靠电缆槽处，柱头必须戴柱帽以防打滑，柱帽规格为300*200*150mm，用铁丝将支柱防倒链固定在支架顶梁上。 8、受损支架初撑力保持在12Mpa。 9、相邻支架必须保证初撑力达到24Mpa。 10、单体液压支柱初撑力不得低于90KN。

液压支架选型的原则

浅析液压支架选型的基本依据及原则 在现代综合机械化采煤过程中，工作面顶板的支护和管理是关系安全生产的主要因素，而实现综采工作面顶、底板支护的唯一设备就是液压支架。它是以乳化液作为动力介质，将液压能转化为机械能的一种机构。液压支架的选型，其根本目的是使综采设备更好地适应矿井和工作面的地质和生产条件，投产后做到高产、高效、安全，并为矿井的集中生产、优化管理和取得最佳经济效益提供前提条件。 1 、液压支架的基本形式 (1)支撑式液压支架：顶梁较长，一般超过4m左右，立柱垂直于底座，有较强的支撑力。 (2)掩护式液压支架：顶梁较短，一般不超过3.5m，带有掩护梁，分隔采空区和作业空间，立柱呈倾斜分布，作业空间和通风断面较大。 (3)支撑掩护式液压支架：有上述两种支架的特点，采用四连杆机构，更好地承受顶板水平推力及扭转分力，对围岩既有较强的支撑、切顶作用，又有较好的掩护、隔离作用，但价格较前两者昂贵。 2、液压支架选型的基本依据及原则 进行液压支架选型时，其基本依据是顶底板性质、煤层条件和经济成本等。 2.1 顶底板性质 2.1.1 顶板 一般情况下，根据直接顶的类别和基本顶级别选择架型。不同的直接顶和基本顶基本决定了所采用的液压支架架型和工作方式。直接顶的分类有：不稳定顶板，中等稳定顶板，稳定顶板，坚硬顶板。基本顶级别：I级顶板(周期来压不明显)、Ⅱ级顶板(周期来压明显)、Ⅲ级顶板(周期来压强烈)、1V级顶板(周期来压极其强烈)。 由上可知，直接顶的类别和基本顶级别，两者的划分都无严格的定量评定指标，因此按顶板性质分级来选择架型不一定十分科学、严密。具体选用时可遵循下列原则： (1)对于基本顶周期来压不明显的巾等稳定或破碎顶板，可选用掩护式液压支架；对于直接顶稳定的顶板，可选用支撑式或支撑掩护式液压支架。 (2)对于基本顶周期来压强烈(Ⅲ～Ⅳ级)、直接顶不稳定或中等稳定的顶板，可选用支撑掩护式液压支架；对于直接顶稳定或坚硬的顶板，可选用支撑掩护式液压支架或支撑式液压支架。此外，由于某些顶板条件比较特殊，故可采用多种形式的液压支架，因此液压支架架型的选择既要以顶板性质作为依据，还应考虑顶板级别划分的模糊性。在顶板类、级大致估定的条件下，宜侧重于选用防护性能较好的液压支架，如掩护式支架或带有护帮装置的液压支架。 2.1.2 底板 底板软硬程度或强度大小，决定了底座结构形式和支承面积。底座是液压支架的主要承载部件，它将顶板压力传至底板。其结构形式分为以下几种： (1)整体刚性结构。用钢板焊接成箱形结构，底部封闭，强度高，稳定性好，对底板比压小，但排矸性差。适用于底板较松软、采高与倾角较大及稳定顶板等条件。 (2)分式刚性结构。左右对称，座箱上部用过桥或箱形结构固定连接。底板不封闭，排矸性较好，对顶板适应性较好。 (3)左右分体结构。两个独立而对称的箱形结构，两部分用铰接过桥或连杆连接，可在一定范围内摆动，对不平底板适应性好，排矸性较好。 2.2 煤层条件

ZF54001732低位放顶煤液压支架设计说明书

1 绪论 1.1放顶煤支架架型的发展与演变 放顶煤支架是随着放顶煤开采方法应用而生的，综合机械化开采应用到放顶煤开采工作面后，使放顶煤开采技术进入了一个新的发展阶段。由于工作面由液压支架实现可靠、快速的支护，采用采煤机或刨煤机采煤，放顶煤作业在安全可靠的工作条件下进行，从而使工作面产量有明显提高。近年来，综采放顶煤技术在我国得到了迅速的发展和广泛的普及，综采放顶煤正成为一种高产高效的采煤方法。 1957年，前苏联研制出KTY型单输送机掩护式放顶煤液压支架，并在库兹巴斯煤田的托姆乌辛斯克矿使用，开采该矿的2号和4～5号煤层。煤厚为9～12m，煤层倾角5°～18°，该放顶煤工作面为预先开采顶层煤铺设人工假顶，然后再采底煤。 1963年，法国研制出用于放顶煤开采的支撑掩护式放顶煤液压支架，并且于1964年在布朗齐矿区试验成功。该支架为四柱式，尾梁呈“香蕉”型，其摆动角度由千斤顶控制，配有两台输送机，第二台输送机安置于尾梁后部的底板上。放落的煤由第二台输送机运输，结构如图1.1。 图1.1“香蕉”型放顶煤液压支架 自70年代开始，法国、前西德、英国等国家陆续成功研制成功了“开天窗”的支撑掩护式或带插板的支撑式放顶煤液压支架。英国研制的“开天窗”式放顶煤液压支架在掩护梁上开了放顶煤“天窗”，由液压千斤顶控制开关，“天窗”附近设有搅动杆，以便于冒落顶煤，掩护梁上还有钻眼孔，供煤硬不落时打眼放炮。第二台输送机安置在支架后部底座上，结构如图1.2。 图1.2“开天窗”式放顶煤液压支架

法国针对“香蕉”尾梁式放顶煤液压支架存在的问题，先后研制成功MB17×28S、FB21×30S型放顶煤液压支架。MB17×28S放顶煤液压支架为四柱掩护式，掩护梁通过液压千斤顶控制进行伸缩，便于顶煤冒落装煤。第二台输送机放置在底板上，结构如图1.3 。FB21×30S型放顶煤液压支架为四柱支撑掩护式，掩护梁上设有落煤窗口，由液压千斤顶控制其开关，落煤窗口内装有一个用于控制的搅动杆，有助于破碎大块煤，并有助于顶煤冒落操作。掩护梁上还有圆孔，用以通过此孔将管子伸向采空区，以便输送氮或泡沫。掩护梁无四连杆机构，而直接与支架底座的尾端相铰接。在顶梁、掩护梁的侧护板及落煤口处装有若干喷嘴，以便喷水除尘。第二台输送机放置在支架后部底座上，结构如图1.4。 图1.3 MB17×28S放顶煤液压支架 图1.4 FB21×30S型放顶煤液压支架 MB17×28S和FB21×30S型放顶煤液压支架分别代表了插板式和“开天窗”式放顶煤液压支架的结构特点。这两类支架都配有双输送机运煤，滚筒采煤机采煤，然后由掩护梁上的窗口或插板放出顶煤。这两类支架的主要区别是：插板式放顶煤液压支架重量较轻，后部空间大，易于排放大块煤，而且输送机置于煤层底板上，便于维修。“天窗”式放顶煤液压支架重量较大，支架整体稳定性好，放顶煤输送机置于支架底座之上，便于推移和放顶煤。 80年代初期，匈牙利研制成功单输送机前开“天窗”式放顶煤掩护式支架，其结构如图1.5。机采煤炭与放落煤炭均采用单输送机运输，在实际应用中取得了良好效果。

支撑及支撑掩护式液压支架总体设计及主要部件设计完整版

支撑及支撑掩护式液压支架总体设计及主要部件设计完整版

摘要 在采煤工作面煤炭生产过程中，为了防止顶板冒落，维持一定的工作空间，保证工人安全和各项工作的正常运行，必须对顶板进行支护。而液压支架是以高压液体用为动力，由液压元件与金属构件组成支护控制顶板的设备，它能实现支撑、切顶、移架和推移输送机等一整套工序，实践表明液压支架具有支护性能好、强度高、移架速度快，安全可靠等优点。液压支架与可弯曲输送机和采煤炭机组成综合机械化采煤设备，它的应用对增加采煤工作面产量、提高劳动生产率，降低成本，减轻工人体力劳动和保证安全生产是不可缺少的有效措施。因此液压支架是技术上先进，经济上合理，安全上可靠、是实现采煤综合机械自动化不可缺少的主要设备。 我所做的设计是液压支架总体设计和主要部件设计，本设计首先对液压支架整体和零部件结构进行分析，对液压支架结构尺寸进行综合分析，再对液压支架进行受力分析和强度计算。重点是对液压支架顶梁的受力分析和计算；用计算机计算液压支架受力；对顶梁、掩护梁、立柱进行强度校核。通过设计对液压支架整体和主要部件有了清楚的认识，掌握了用CAD绘图的技巧。 关键词：液压支架；支护性能；采煤设备

Abstract In the coal face Coal production in the coal face，In order to prevent the roof falling maintain a certain room to work，ensure the workers safety，and the normal operation of all the work, must be carried out on the roof support. But the stent is a high-pressure hydraulic fluid used as a driving force, the supporting the roof control equipment is composed of hydraulic components and metal structures, it can realize the support, cutting the top, and shift-over conveyor, and so on a set of processes, practice shows that the hydraulic support a good supporting performance, high-intensity, fast-shifting, the advantages of safe and reliable. Hydraulic support and flexible conveyor and coal-mining mechanization of integrated coal mining equipment its application by the coal face-production, raising labor productivity, lower costs, reduce manual workers and guarantee safe production is indispensable for effective measures. Therefore hydraulic support is technically advanced and economically rational, security, reliability, is to achieve comprehensive mining machinery automation indispensable for major equipment. The topic of this design is The Overall Design for the Support and Support Cover Hydraulic Support And the Design for the Major Parts.In the design,first of all，I analysised overall of hydraulic support , structure and structure size of the parts.Then I analysised stress and calculated intensity. The most important was that I analysised and Calculated the force of Top beam; Calculated the foece of hydraulic support by Computer program; checked the intensity of top beam, beam cover and column. There was a clear understanding of the overall Hydraulic Support and the major parts through the design. Mastered the techniques of the use of AutoCAD. Keywords : Hydraulic Support ; Supporting performance ;Mining equipment

液压支架选型设计

辽宁工程技术大学 《采掘机械》综合训练题目：液压支架选型设计 班级：矿电11- 姓名： 指导教师：师建国 完成日期：2014/12/29

综合训练任务书 一、设计任务及要求 (1) 根据所给原始数据进行液压支架选型的详细计算； (2) .编写综采工作面液压支架选型设计说明书； (3) 采煤设备与工作面综采设备配套关系图 设计原始数据及条件： (1) 设计图纸（综采工作面设备配套关系图） (2) 设计说明书 三、进度安排(参考) (1) 熟悉设计任务，收集相关资料 (2) 拟定设计方案 (3) 绘制图纸 (4) 编写说明书 (5) 整理及答辩 四、成绩评定 成绩： 教师 日期

目录 1液压支架选型的基本原则...................... - 1 - 2确定液压支架架型............................ - 1 - 2.1顶板分类（级）........................... - 1 - 2.2架型与支护强度初选....................... - 2 - 3主要参数计算和支架型号的确定 ................ - 2 - 3.1支架高度................................. - 2 - 3.2 支架主要结构确定 . (3) 3.2.1顶梁长度 (3) 3.2.2底座的宽度............................ - 5 - 3.2.3支架中心距确定........................ - 5 - 3.2.4支架移驾步距确定...................... - 5 - 3.3支护强度和工作阻力....................... - 5 - 3.4初撑力 (7) 3.5移架阻力及推溜力 (7) 3.6确定支架类型 (7) 4性能验算.................................... - 8 - 4.1顶板支护形式 (8) 4.2底板比压 (8) 4.3工作阻力（支护强度）和初撑力的验算 (9) 4.4顶板覆盖率 (9)

MT∕T 556-1996 液压支架设计规范

中华人民共和国煤炭行业标准 MT/T 5 5 6— 1 996 液压支架设计规范 1主题内容与适用范围 本标准规定了液压支架设计中应遵守的总则，确定主要参数的依据，应具备的安全性和适应性以及对计算的要求。 本标准适用于矿用液压支架（以下简称支架）的设计，不适用于支撑式支架。 2引用标准 GB 3452, 1液压气动用（）形橡胶密封圈尺寸系列及公差 GB 3452.3液压气动用0形橡胶密封圈沟槽尺寸和设计计算准则 GH/T 13306 标牌 MT/T 94液压支架立柱、千斤顶内径及活塞杆外径系列 MT 97液压支架千斤顶技术条件 MT 98矿用液压支架胶管总成及中间接头组件型式试验规范 MT/T 154.5液压支架产品型号编制和管理方法 MT/T 169液压支架型式及参数 MT 312液压支架通用技术条件 MT 313液压支架立柱技术条件 MT 419矿用液压支架用阀 MT 554缓倾斜煤层回采工作面顶板分类 3总则 3.1型号编制 支架型号编制应符合MT/T 154. 5的规定。 3.2主要参数 支架的主要参数应符合MT/T 169的规定。 3’3图样标2 图样必须填明阶段标记。 3,4重心位置 总图样上应标明最小高度时的重心位置. 3- 5设计的技术文件 设计技术文件必需有设计说明书、产品使用维护说明书。 3.6总图样技术特征表中的内容 总图样技术特征表中必须标明下列内容:架型、高度、使用高度、中心距、宽度，额定工作阻力、初撑力、支护强度、对底板比压、通风断面（最大高度和最小高度的）、控制原理、操作位置、重量、泵站的流量和压丿J、立柱特征（型式、缸径、活塞杆径、额定工作阻力、初撑力）、千斤顶特征（型式、

液压支架企业的市场营销分析

液压支架等煤机设备企业的市场营销分析 液压支架属于煤矿机械设备，面对的客户是企业客户，或者是国家。因此这种营销属于组织市场营销的范畴。 组织市场，与我们平时所接触最多的消费者市场是有非常大的差别的。组织市场往往有以下特点：客户群小，地区相对集中，单次的购买力大，购买合作机紧密，专家型购买，购买理性和分析全面。在组织购买中，由于购买批量大，采购价格将直接或间接影响组织购买顾客的产品价格，进而影响其产品的竞争力；因此价格协商谈判是一个重要环节，价格的最终确定取决于采购批量，以及对卖方产品成本结构、销售状况的掌握情况和谈判技巧等因素。从我国能源资源和能源安全战略考虑，预估几十年内，我国能源仍将主要依靠煤炭。国家在政策上和财政上都会给予煤炭产业极大支持。煤矿机械产业作为煤炭产业的派生需求行业，必在这种大背景下长足发展。 煤矿机械制造行业的市场营销组合分析 (1)产品策略。高新技术是煤矿机械的发展趋势，技术创新是煤矿机械的生命。我国与发达国家煤机制造业的主要差距表现为：1)主要产品技术性能和可靠性水平不高。发达国家采掘装备已经达到强力化、重型化、智能化的高级水平；而国产大多数采掘装备仍处在中、低档水平。2)技术含量不足。主要由于：①缺少具有自主知识产权的产品技术。②用于科研开发的投入严重不足。所以，煤矿机械行业在一段时间内的重点还应提高产品质量为主．根据顾客需要生产适销对路产品。当然．在产品策略中也不能忽视售后服务的作用．由于煤矿机械属于下游企业的固定生产设备，使用周期较长，而煤矿生产的特点又决定了其产品消耗大。所以．完善的售后服务也是企业取得良好营销的关键一环。 (2)价格策略。目前．煤机设备在价格制定上的随意性很大，导致诚信问题突显。笔者建议采取如下定价策略。1)对标准煤机产品，定价上与竞争对手看齐，保证本企业产品在相应市场的份额，由于本企业有条件引进国外先进生产技术．在价格相当的情况下，本企业产品的竞争力应优于其他公司的产品，从而打压竞争对手。对非标准产品，定价上应该充分考虑设备研制所带来的费用和风险。2)对本企业专有技术的产品，定价上应该充分考虑专有技术开发的成本．并可采用撇脂策略，尽快打开市场，收回产品研发成本，尽快获取利润。 (3)营销渠道策略。由于煤矿机械行业属于组织市场范畴．故在营销渠道的选择上偏重于短的、直接销售的形式。研究表明：通过直销的方式将产品销售给组织顾客的比例高达68％．而且这一比例有不断上升的趋势。 (4)促销策略。在各种市场营销观念中，对于煤矿机械行业来说，更适用于客户关系市场营销观念，即依据与客户建立良好的关系、有利交易自会随之而来的基本原理，不再把市场营销看作个别的、不连续的、短暂的、突然开始的、匆匆结束的一个个纯粹的交易活动，而是看作一种连续性的、长期的、稳定的、互利的伙伴关系，并且通过建立、发展、保持良好关系获得长远利益：不是从交易的一方出发．而是从双方出发分析市场营销。关系营销的核心就是客户忠诚．培养客户忠诚便是营销工作中的重要内容。所以，要求营销人员在与客户沟通过程中．要时刻以长远利益为出发点．不能以一时利益而损害客户对企业的忠诚。再者．煤矿机械企业也可经常举行商业展览会．展示本行业的重点新产品和高技术发展。通过展示会将销售信息有效地传达给大量的需求客户；并识别潜在的客户．为销售人员确定工作方向；并可改善企业的公众形象。

液压支架说明说

ZZ6400/15/29型综采液压支架 使用说明书 2005年6月

目录 一. 概述 二. 支架的组成、用途及特点 三. 主要技术特征 四. 配套设备 五. 主要结构部件及作用 六. 液压系统 七. 主要液压元件 八. 支架的验收、运输及井下安装 九. 支架的使用、操作和维护 十. 常见故障、原因及处理 一、概述

ZZ6400/15/29型支撑掩护式综采液压支架是根据我国中厚煤层的地质条件，并针对铁煤集团的具体使用条件和特殊要求，在吸收同类型支架优点的基础上而设计的。该型支架与运输机、采煤机、过渡支架及端头支架配套使用，可实现水平工作面或倾角小于25度的倾斜工作面中厚煤层的割煤、支护、移架和运煤等综合机械化作业，为减轻工人劳动强度，大幅度提高工作面单产，增加经济效益，实现安全生产提供了一种较为理想的综采设备。 该支架为四柱四连杆支撑掩护式型式。四根立柱支撑顶梁，主要承受顶板的垂直压力；同时通过掩护梁及前、后连杆与底座各自铰接构成四连杆机构，来承受支架所受的水平力和侧向力；顶梁带有护帮板，使得该支架支撑能力大，切顶与防护性能好，支架纵横向稳定性强。 ZZ6400/15/29型液压支架主要参数合理，结构比较完善，功能较为全面，纵横向稳定性强；材料及制造立足国内，拆装、检修较方便；液控元件均择优采用国产定型质量可靠的产品，配件供应有充分的保证。本支架的性能参数较为广泛的适应于国内中厚煤层的地质条件，各局、矿可根据具体条件选择使用。 二、支架的组成、用途及特点 ZZ6400/15/29型液压支架（外观见附图）主要由金属结构件、液压系统和防倒、调架装置三大部分组成。 主要金属结构件有：护帮板、顶梁、掩护梁、底座、前、后连杆、推杆及侧护板等。 液压控制系统除了立柱、各种千斤顶外，还包括各种液压控制元件（操纵阀组、安全阀、液控单向阀等）和液压辅助元件（管接头件、胶管等）。 防倒、调架装置包括顶梁、掩护梁的左右侧护板及各自的侧推千斤顶、弹簧套筒等。

液压支架强度可靠性优化设计方法研究论文

液压支架强度可靠性优化设计方法研究论文 1基于最大应力约束的强度可靠性优化设计 1.1优化变量设定 在对液压支架掩护梁结构进行优化的阶段中，液压支架中的主要参数以及空间尺寸已 经基本完成设计，为恒定状态。因此，设计变量可以选取支架主要部件所对应的钢板厚度，同时可在有限元优化中对其初始值进行定义。假定对于液压支架掩护梁而言，3个板厚分 别定义为T1，T2，T3，均为设计变量，T1取值为25.0mm，为掩护梁竖筋板板厚，T2取值 为25.0mm，为掩护梁上顶板板厚，T3取值为25.0mm，为掩护梁下腹板板厚。该状态下掩 护梁整体质量为3345.0g。 1.2有限元优化分析 在有限元分析过程当中，选择掩护梁受力条件最为恶劣的偏载工况作为加载方式。在 此工况下，整个液压支架的实验高度取值为2400.0mm。应力极限值在460.0MPa范围内， 因此可设定掩护梁重量最小作为强度可靠性优化设计的基本目标。同时，遵循现行国家标准，将设计变量的增长步长设置为5.0mm。同时，对于液压支架而言，厚度在15.0mm以下的板材较为单薄，与液压支架其他组件结构无法相互配合，因此缺乏实际意义，故而在可 靠性优化设计分析中，按照下表方式选择板厚，计算相应的组合方案。 1.3有限元优化结果分析 根据在不同组合方案下得到的数据分析来看，按照表1所取值IDE各种板厚组合方案 均能够满足液压支架掩护梁结构强度可靠性优化设计中“掩护梁最大受力不超过屈服极限 水平”的要求。在此状态下，在液压支架重量取最小值时，板材厚度T1，T2，T3均取值 为20.0mm，与之相对应的探测点1应力水平为398.9MPa，探测点2应力水平为413.7MPa，可以满足应力标准要求，对应的液压支架掩护梁质量水平为2992.29kg。 2基于疲劳寿命约束的强度可靠性优化设计 由于在现行国家标准《煤矿用液压支架第一部分（通用技术条件）》中，已经针对液 压支架疲劳强度实验方法与结果提出了严格要求，因此在液压支架实验中仅需要满足要求 即可，无需过分追求较大的疲劳寿命水平。从这一角度上来说，在对液压支架强度可靠性 进行优化分析的`过程中，不需要单独将液压支架疲劳寿命作为优化目标，将其满足循环 寿命作为可靠性优化中的约束条件之一。从这一角度上来说，对于液压支架掩护梁而言， 基于疲劳寿命约束的强度可靠性优化设计可以从如下角度进行分析 2.1设定负载水平

综采支架选型方案

目录 前言 (3) （一）矿井及煤层概况 (3) （二）矿方意见 (4) （三）公司推荐方案 (4) （四）选用ZY2400/08/16型液压支架的理由及可行性 (5) （五）工作面顶板压力的估算及支架的支护强度 (6) （六）劳动组织 (7) （七）主要经济技术指标及效益估算 (8) （八）、机组、刮板输送机、转载机、皮带机选型原则、主要技术参数合理性： (9) （九）ZY2400/08/16型掩护式压支架材质及工艺说明 (10) （十）落煤方法 (12) （十一）安全措施 (13) （十二）优惠条件 (14) （十三）结论 (14) （十四）支架技术参数 (15)

一、矿井及煤层概况 山东鑫国煤电有限责任公司为一老矿井，地质储量200万吨，可采储量150万吨，为立、斜井开拓，设计生产能力40万吨，有可采煤层6层，本次设计薄煤层32#煤层，并兼顾9#煤层，设计工作面走向长度400米，倾斜长度80米。 32#煤层为稳定煤层，煤层厚0.8—1.3米，平均煤厚1.1米。煤层倾角8—12°，煤质硬度f=1.5—2，,煤的容重1.35 t/m3。煤层埋深130—140m。 32#煤层伪顶为粉砂岩厚0.15m，直接顶粉砂岩厚3.0m；煤层伪底泥质砂岩厚0.3m，其下为粉砂岩厚2.0米。伪顶硬度系数f=2 ，伪底硬度系数f=3。 9#煤层0.7—1.8m,平均厚度1.38m，内含0.05—0.5m夹矸，硬度较大。直接顶为灰色泥灰岩，厚0—2.7m，裂隙发育，f=3—4，底板为黑色泥灰岩，厚0.6—4.86m，f=2—3。 副井罐笼尺寸较小，大型设备只能运输从斜井运输。因斜井下车场原砌碹100m段宽度较窄，支架设计宽度不超过1.2m。 原采煤方法：MG—100型机组落煤，SGB620/40T型刮板输送机运煤，DW14—30/100单体支柱控顶。 从矿领导及下井了解知，顶板垮落跟顶1—2m，矿压显现不明显，选择支架工作阻力可不需要偏大。 二、矿方意见 1、采用走向长臂后退式采煤，综采液压支架+机采落煤+刮板机运输，平巷配置转载机搭接可伸缩式皮带运输。 2、选择支架依32#煤为主，并兼顾9#煤层采高要求，支架宽度不大于1.2m，若32#煤厚度影响通机，可考虑机组割底0.3m。 3、所选支架要体积小、重量轻、强度高、适合该矿井煤层高度的要求、其运输、安装方便。 4、工作面支架、溜子配套：轻型液压支架、液压牵引采煤机、刮板运输机。以提高工作面的生产、运输能力。 三.推荐方案 1、根据32#、9#煤层煤厚综合考虑，选用ZY2400/08/16型掩护式液压支架支护顶板。相应配套设备选用MG160/360—BWD型采煤机落煤，SGZ—630/180型刮板机运输，循环进度0.6米，三班生产，边采边准，每班5个循环。 2、配备部分单体液压支柱、铰接顶梁或π梁作为上下顺槽超前支护。 四、选用ZY2400/08/16型掩护式液压支架的理由及可行性: 1.选型原则：安全可靠，技术可行，投资少, 因井而宜。

液压支架市场分析

一、煤炭工业对煤矿机械设备的需求 煤炭是我国能源安全的基石。煤炭工业是我国重要的基础产业，保障煤炭供应是国家加强经济宏观调控的重点之一。“十一五”期间，煤炭工业的生产技术水平将明显提高。国家将建成183个高效安全现代化矿井，国家将加大对煤矿建设项目的支持力度，已先后有17个煤炭建设项目，由国家开发银行出具贷款承诺，还将100多个高档普采工作面升为综采工作面，100多个普采工作面升为高档普采工作面。这样，中国大型煤矿采掘机械化程度将达到95%。中型煤矿的机械化程度将达到80%以上；大型煤矿国内先进水平装备率达到20%，国际先进水平装备率达到6%，中型煤矿国内先进水平装备率达到10%，小型煤矿机械化、半机械化程度达30%以上。据此分析，煤炭需求的急剧增长，上述煤矿采掘机械化指标还会有所突破，这为煤矿装备的发展提供了广阔的市场前景。 煤炭机械需求的三个驱动因素分别是：新开工煤矿的生产需求、已有设备的更新需求和机械化技改需求。根据对这三个因素的分析，煤炭机械的需求在未来一段时间内仍将维持快速增长的态势。 （一）新建煤矿的需求将平稳增长 2003-2008年间，我国煤炭产量及固定资产投资情况如表1所示： 表1 2003-2008煤炭产量及固定资产投资情况

根据国家发改委在2007年1月公布的《煤炭工业“十一五”发展规划》，我国煤炭产量将由2005年的22亿吨增加至2010年的26亿吨。国土资源部2008年12月31日发布的《全国矿产资源规划（2008-2015）》指出到2010年，煤炭产量达到29亿吨以上，到2015年，煤炭产量达到33亿吨以上。年均增长3.4%。在煤炭产量持续增加的情况下，根据历史数据，预计煤炭行业固定资产投资仍将维持平稳增长，年均增长20%以上。 当前国际金融危机继续扩散和蔓延，在今后一个时期内，我国将突出面临全球经济增长明显放缓、国际竞争日趋激烈、我国传统竞争优势逐步减弱、人口资源环境约束不断增强的压力。为应对复杂多变的形势，国家果断采取了系列有助于恢复经济和市场信心的措施，包括灵活审慎的宏观经济政策，积极的财政政策和适度宽松的货币政策，以及更加有利于扩大国内需求的有力措施，同时加快民生工程、基础设施、生态环境建设和灾后重建，我国经济发展的基本面并没有改变，能源需求量依然较大，结构调整任务十分繁重，加大煤矿安全整治力度，积极推进煤炭资源整合与小煤矿联合改造工作，加快大型煤炭基地建设，新建一大批安全高效的现代化煤矿，在我国能源建设中仍然重要而紧迫，虽然煤炭产量变化的不确定因素增多，但全国煤炭产量仍将呈平稳增长趋势。国家将对煤炭产能扩张奉行适度从紧的政策，安排2008~2012年新开工煤矿7亿吨， 2010和2012年分别按30亿吨和33亿吨安排生产规模，年均增量1.5亿吨左右。预计中国煤炭产量2015年达到37亿吨左右。 从新建煤矿投资构成来看，70%属于固定资产投资，煤炭机械设备投资在固定资产投资中的占比为50%，因此，煤炭设备投资额在新建煤矿投资总额中的占比为35%。根据煤炭工业协会的数据测算，2009-2015年煤炭行业新建煤矿投资总额为4585亿元（年增长率按10%即略高于相应的GDP的增长率来预测），因此，新增煤炭产能需要的煤炭机械设备投资约为1605亿元。 表2 2009-2015新增产能的固定资产投资预测

液压支架总体及底座设计

前言 综合机械化采煤是煤矿技术进步的标志，是煤矿增加产量、提高劳动效率、增加经济效益的重要手段。实践证明大力发展综合机械化采煤，研制和使用液压支架是十分关键的。 至今，我国煤矿中使有的支架类型很多，按照支架采煤工作面安装位置来划分有端头支架和中间液压支架。端头液压支架简称端头支架，专门安装在每个采煤工作面的两端。中间液压支架是安装在除工作面端头以外的采煤工作面上所的位置的支架。 目前使用的液压支架分为三类。即：支撑式液压支架、掩护式液压支架、支撑掩护式液压支架。从架型的结构特点来看，由于架型的不同，它的支撑力分布和作用也不同；从顶板条件来看，由于直接类别和老顶级别的不同，支架所承受的载荷也不同，所以为了在使用中合理地选择架型，要对支架的支撑力承载力的关系进行分析，使支架的支撑力能适应顶板载荷的要求。 本设计论文则设计层煤厚度在1.9米到2.4米，老顶级别为二级，直接顶类别为一类的掩护式液压支架的设计。支撑力较小，切顶性能差，但由于顶梁短，支撑力集中在靠近煤壁的顶板上，所以支护强度较大、且均匀，掩护性好，能承受较大的水平推力，对顶板反复支撑的次数少，能带压移架。但由于顶梁短，立柱倾斜布置，故作业空间和通风断面小。其因此本设计设计这类掩护式液压支架。

1 绪论 1.1液压支架现状及发展趋势 1.1.1 液压支架现状 液压支架的设计、制造和使用，从1954年英国研制成功了液压支架发展到现在，已经基本成熟，它已经形成了能适应各种不同煤矿地质条件的各类液压支架。 从液压支架的形式来看，由支撑式液压支架发展到掩护式液压支架和支撑掩护式液压支架；从支架的质量来看，有轻型液压支架、中型液压支架和重型液压支架；从支撑高度来看，有薄煤层液压支架、中厚煤层液压支架和厚煤层液压支架，其中厚煤层液压支架又分煤层一次采全高液压支架和中间液压支架。所以从液压支架的现状来看，由过去的手工设计、制造和使用发展到全部计算机程序设计。总之，随着时代的发展和进步，液压支架设计、制造和使用，将越来越完善、安全、可靠。 我国液压支架经过30多年的发展，尽管取得了显著的成绩，在双高矿井建设中出现过日产万吨甚至班产超万吨的记录，但总体水平与世界先进采煤国家仍存在一定差距。在支架架型功能上我国与国外相差无几，有些地方特别是特厚煤层用的放顶媒支架，铺网支架，两硬煤层的强力支架、端头支架还有独到之处，但国产液压支架技术含量偏低，电液控制阀可靠性差，所用钢材的耐压能力一般为16MPa，最好的屈服极限才700MPa，液压系统压力在35MPa以下，流量在200L/min以内，供液管直径25～35mm，回液管直径25～50mm，最快移架速度为10～12s/架，工作阻力更是相对较低。 新型液压支架普遍具有微型电机或电磁铁驱动的电液控制阀，推移千斤顶装有位移传感器，采煤机装有红外线传感装置，立柱缸径超过400mm，为减少割媒时间，一般采用0.8～1m截深。支架还采用屈服强度800～1000MPa的钢板，既有较高的强度、硬度和韧性，又具有良好的冷焊性能。随着长壁工作面长度的不断增加，为适应快速移架的需要，国外还广泛采用高压大流量乳化液泵站，其额定压力为40～50MPa，额定流量400～500/min可实现工作面成组或成排快速移架，移架速度达到6～8s/架。 美国是世界上最先进的采煤国家，澳大利亚液基本上采用一井一面的高度集中化生产，使用两柱掩护式液压支架，支架的平均工作阻力为7640KN，英国液大力发展两柱掩

ZTC14000-28-46型液压支架多目标优化设计

ZTC14000/28/46型液压支架多目标优化设计张豫龙 (天地科技股份有限公司综合办公室,北京100013) [摘一要]一针对带有套筒稳定机构的超前支护液压支架的套筒受力二支架重量相互矛盾的突出 问题,在相同外载荷二最大工作高度下,以套筒机构受力绝对值之和二长度之和最小为目标函数,建 立了多目标优化模型三使用NSGA -Ⅱ算法求解建立的模型,采用模糊集合理论的方法选择最优解, 并在Matlab 环境下编制计算程序,应用此程序优化ZTC14000/28/46超前液压支架参数,优化后伸缩 杆受力减小136．21kN 三ZTC14000/28/46在补连塔煤矿连续运行中未出现套筒机构断裂事故,为提高 超前液压支架综合性能提供了有效途径三 [关键词]一超前液压支架;多目标优化设计;套筒机构;遗传算法 [中图分类号]TD355．41一[文献标识码]A一[文章编号]1006-6225(2017)04-0035-04Multi-objective Optimization Design of ZTC 14000/28/46Hydraulic Support ZHANG Yu-long (General Office,Tiandi Science &Technology Co．,Ltd．,Beijing 100013,China)Abstract :In order to solve the paradox problems of sleeve stress and support height of advance supporting hydraulic support with sleeve stability structure,under the same loading and the maximal working height,and it takes sum of absolute value and sum of length of sleeve structure stress as objective function,then multi-objective optimization model was built,and the model was solved by NSGA-Ⅱalgorithm,the optimal solution was selected with fuzzy set theory,and calculation program was complicated under Matlab en-vironment,the parameters of advance hydraulic support ZTC14000/28/46were optimized by the program,then expansion link stress decreased 136．21kN．The sleeve structure cracking accident had not appeared during ZTC14000/28/46continuous working time in Bu-lianta coal mine,it provided more effective method for combination property improving of advance hydraulic support．Key words :advance hydraulic support;multi-objective optimization design;sleeve structure;genetic algorithm [收稿日期] 2017-04-20[DOI]10．13532/j．cnki．cn11-3677/td．2017．04．010[基金项目] 国家重点基础研究发展计划(973计划):深部围岩自适应支护原理及系统创成理论(2014CB046302)[作者简介] 张豫龙(1978-),男,山西昔阳人,工程师,现任天地科技股份有限公司综合办公室副主任三[引用格式]张豫龙．ZTC14000/28/46型液压支架多目标优化设计[J ].煤矿开采,2017,22(4):35-38． 一一近年来,综采工作面回采巷道多采用超前液压支架进行超前支护,超前液压支架受超前支承压力 影响,工作状况十分恶劣[1],同时,工作面回采速度的提升和高产高效矿井的建设需要超前液压支 架具有合理的支护能力二支护效率和可靠性[2-3]三套筒稳定机构在使超前液压支架顶梁垂直升降的同时能保持梁端距恒定,同时套筒稳定机构具有 结构简单二受力杆件少二支架重量轻二稳定机构占 用空间小等优点,在煤矿综采超前支护中时有应 用,但是目前对四连杆机构运动和力学性能研究已 较为成熟,很少有套筒机构的研究,优化设计大多 都是单目标三文献[3]分析了套筒机构的运动及 受力,并且模拟了关键部位的应力,但是没有详细 说明设计过程三本文主要探讨设计过程,并且建立 套筒机构优化模型,并应用NSGA -Ⅱ算法求解, 并使用模糊集合理论的方法选择最优解三本文分析 以ZTC14000/28/46回风巷超前液压支架(图1) 为例,该支架是由多组垛式液压支架组成,每组支架都由一个整体刚性顶梁和底座组成 三 1 顶梁; 2 立柱; 3 伸缩杆; 4 伸缩筒图1一带有套筒稳定机构的超前支护液压支架1一设计过程及受力分析本文将带有套筒稳定机构超前液压支架简化成如图2所示模型,设伸缩筒运动时伸缩杆的一侧紧贴伸缩筒,伸缩筒的边沿紧贴伸缩杆,伸缩杆与伸缩筒的中心线会有一个偏移角度φ,顶梁与伸缩5 3第22卷第4期(总第137期)2017年8月煤一矿一开一采COAL MINING TECHNOLOGY Vol．22No．4(Series No．137)August一2017 万方数据