【摘要】：液壓支架是井下煤炭開采中最重要的設(shè)備之一。煤炭開采的安全保障是依靠液壓支架的可靠性和穩(wěn)定性支撐圍巖和煤壁來(lái)保證煤炭安全開采有效進(jìn)行,在保障開采環(huán)境開采機(jī)器安全運(yùn)行時(shí),也保障一線工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。傳統(tǒng)液壓支架的研究和發(fā)展在原理上存在發(fā)展瓶頸對(duì)于高承載、精密控制等都存在問題。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的優(yōu)越性體現(xiàn)出來(lái),其剛度高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力強(qiáng)、動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)精度高、動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度快等特點(diǎn)在新型液壓支架的設(shè)計(jì)中凸顯出來(lái)�；趯＜覍W(xué)者的工作理論,提出了兩種運(yùn)用并聯(lián)機(jī)構(gòu)的液壓支架,并設(shè)計(jì)兩種新型并聯(lián)液壓支架。從理論分析,通過(guò)ADAMS軟件模擬并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng),并通過(guò)ANSYS Workbench對(duì)液壓支架于圍巖進(jìn)行耦合模擬分析新型液壓支架的剛度、強(qiáng)度可靠性。驗(yàn)證兩種新型并聯(lián)液壓支架在實(shí)際煤炭開采中的可行性。理論分析通過(guò)分析運(yùn)動(dòng)副自由度,分析出3-SPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)為6自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),3-RPR并聯(lián)機(jī)構(gòu)為3自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),同時(shí)也對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的消極副,驅(qū)動(dòng)副進(jìn)行確定,最后將并聯(lián)機(jī)構(gòu)融合到液壓支架的總體設(shè)計(jì)當(dāng)中,由于添加機(jī)構(gòu)使得兩種并聯(lián)液壓支架的頂梁,即并聯(lián)機(jī)構(gòu)最終自由度都成為3自由度的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),在煤炭開采過(guò)程中3個(gè)自由度的頂梁運(yùn)動(dòng)已經(jīng)能夠滿足需要。通過(guò)設(shè)計(jì)在Solid works三維軟件中建立出兩個(gè)完整的并聯(lián)液壓支架模型。3-SPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)和3-RPR并聯(lián)機(jī)構(gòu)在Solid works三維軟件中建立好的模型,導(dǎo)入ADAMS軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。得到動(dòng)平臺(tái)的位移、速度、加速度運(yùn)動(dòng)曲線圖,同時(shí)也分析出并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)周期,為后期分析提供數(shù)據(jù)。根據(jù)液壓支架圍巖的耦合方式,在ANSYS Workbench中建立圍巖、煤壁、液壓支架三維一體的耦合模型。通過(guò)計(jì)算得到液壓支架在初始狀態(tài)最大工作阻力,為施加在耦合模型上的力。通過(guò)分析得到并聯(lián)液壓支架上各個(gè)部件的應(yīng)力、應(yīng)變、變形云圖與現(xiàn)在使用的主流液壓支架模擬分析得到的數(shù)據(jù)比較有較大的進(jìn)步空間。最后,對(duì)部分零部件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),改進(jìn)了零件設(shè)計(jì),使其剛度和承載能力大大提升。并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)出的新型并聯(lián)液壓支架在模擬分析與原始液壓支架對(duì)比有較好的性能。在原理上克服傳統(tǒng)液壓支架的缺陷。為后續(xù)液壓支架的設(shè)計(jì)提供思路。希望在未來(lái)并聯(lián)液壓支架在煤炭開采中具有實(shí)際使用。圖[125]表[8]參[68]
【圖文】：

1 緒論速發(fā)展[36]，創(chuàng)新研制出正四連桿，反四連桿和單擺桿低位放頂煤液壓支架，實(shí)現(xiàn)了綜采工作面的安全高效開采[37]。在 21 世紀(jì)初期我國(guó)成功研制出兩柱式放頂煤液壓支架和電液控制自動(dòng)化放頂煤工作面成套裝備[38]，同時(shí)成功出口到澳大利亞。在 2004 年北京開采所和兗礦集團(tuán)共同開發(fā)出世界上首臺(tái)正規(guī)兩柱掩護(hù)式支架 ZFY6800/18/35[39]。十一五期間成功研制出世界第一套最大支撐高度達(dá)到5.2m 的大采高放頂煤液壓支架[40]。在 2013 年北重集團(tuán)研制出最高采高 5.3m 的ZY12000/25.5/55D 型掩護(hù)式液壓支架[41]。十二五期間研制出 7.2m 超大采高液壓支架[42]。

1 緒論速發(fā)展[36]，創(chuàng)新研制出正四連桿，，反四連桿和單擺桿低位放頂煤液壓支架，實(shí)現(xiàn)了綜采工作面的安全高效開采[37]。在 21 世紀(jì)初期我國(guó)成功研制出兩柱式放頂煤液壓支架和電液控制自動(dòng)化放頂煤工作面成套裝備[38]，同時(shí)成功出口到澳大利亞。在 2004 年北京開采所和兗礦集團(tuán)共同開發(fā)出世界上首臺(tái)正規(guī)兩柱掩護(hù)式支架 ZFY6800/18/35[39]。十一五期間成功研制出世界第一套最大支撐高度達(dá)到5.2m 的大采高放頂煤液壓支架[40]。在 2013 年北重集團(tuán)研制出最高采高 5.3m 的ZY12000/25.5/55D 型掩護(hù)式液壓支架[41]。十二五期間研制出 7.2m 超大采高液壓支架[42]。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD355.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2675624