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《掩护式液压支架参数优化设计方法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第卷增刊煤炭学报年月掩护式液压支架参数优化设计方法的研究关王国法煤炭科学研究总院北京开采研究所摘要提出了液压支架总体参数优化设计的数学模型及用修正解析法确定支架四连杆机构初始参数的有效,,了确定有关结构参数的准方法根据掩护式液压支架的设计和使用经验提出则和平衡千斤,顶参数优化设计的数学模型提供了优化设计实用软件设计的方法和优化设计的实例关键词掩护式液压支架平衡千斤顶参数优化,,既,随着综采技术的不断发展对液压支架的设计提出了更高的要求要保证完善的性能和高可靠性又要尽可能地减轻重量由于煤矿地质条件的复杂性及使用
2、经验的影响,决定了液压支架是一种更新快、,多品种发展的设备常常需要针对某个矿的具体条件来设计一种适应的架型利用计算机进行支架总体结构参数的优化设计,不仅可以大大提高支架总体方案在力学、运动学和结构上的科学性,获得最佳设,而,计方案且可大大提高设计速度和设计质量本文主要探讨掩护式液压支架参数优化设计的方法因为掩护式支架是国内外广泛应用的主要架型之一,同时,由于平衡千斤顶使掩护式支架的力学特征较支,因,撑掩护式更复杂此本文所阐述的基本原理可以推广应用于支撑掩护式支架的优化设计支架受力掩护式支架平衡千斤顶对支架力学
3、特性的影响与四,因此,,可连杆机构关系不大在总体参数优化设计中先’,用不可虑平衡千斤顶为简化计算平面力学模型分析支,,架受力如图所示则支架的支护阻力为尸叼一兀一一一万三二,下又厂一少,户沪一甲,尸,式中为单根立柱工作阻力为顶板与顶梁间的,向“”,摩擦因数月为立柱倾角煤壁侧倾为向老塘侧·“一”,。倾为支护效率一月一月沪异一必。,,四连杆机构点的水平分力一一尸尽饨二沪前连杆力一一一图两柱掩护式支架参数二,沪后连杆力一本文一一收,一一到改回,煤炭科学基金资助项目煤炭学报年第卷,一掩护梁最大弯矩必一总体结构参数优化数
4、学模型设计变,影,,,,在不考虑平衡千斤顶作用的情况下响支架性能的独立可变结构参数主要有个,,。,,,,,,,即,,,,,,。,取其为优化设计变量,,,,,,,、,,。,,,,。,。,,,从结构强度上,。,,,只考虑及应大一些为好但受到支架调高限制故不作为优化设计变量根据结构要求确定目标函数根据支架的设计要求,要求连杆力尽可能小,结构尺寸紧凑掩护梁最大弯矩最小,支护效率最高其单目标函数分别为川十,二、戊,一,一叭,式中为各尺寸当量线性密度统计值,,、,,因由于在采高范围内都是变化的此分别取工作高度范围内目标函
5、数的最大值作为其目标函数的代表值这是一个多目标优化问题,采用线性组合法构造一个四连杆机构综合评价函数作为统一的目标函数一,,一、式中为加权因子,,因,个分目标函数的量纲不同数量级也相差悬殊此需对各分目标进行无量纲化处理使之达到数,一、一,处量级一致并取权相等即一一理后的分目标函数为,,,、,二一、一户,入一二长带兵交票而华下一艺厂乙工万工了乙叹‘尸丁,二,〔岛〕为允许的最小值式中为支架最大高度约束条件梁端点水平摆幅一〔△日一△。。二妻掩护梁坡角〔〕一一〔前连杆摆角后连杆摆角一瞬心与点连线及水平夹角一必。一〔、
6、〕。,一〔一。掩护梁与顶梁铰点至顶面的距离。。。,。前后连杆与掩护梁铰点间的距离一一〔岛〕。一〔乌月一,日,,前连杆与底座铰点的位置一一〔〕一〔〕一、一〔、〕,〔、〕、一后连杆下铰点高度一一〔尺〕,。〔,〕一一,限制连杆上铰点位于掩护梁中心线以下。,点与前连杆间水平距离一一一〔。〕。一〔乙一一上,,,述方括号内数值为参数许用边界值可以由计算机直接根据液压支架数据库统计值由程序确定增刊王国法掩护式液压支架参数优化设计方法的研究也可根据设计经验人为给定。,,,底座长度及柱窝位置按支架最大高度时底座全长上压力呈三角
7、形分布底座,·。。。后端比压九底座长度应满足一〔一月十曰则几一〔一。月〕,如,。,下柱窝位置应满足一果采用双人行道则一一根据支架调高,,、一一一一,范围等因素确定十。为立柱外径为人行道宽度一、斗、一。一,,、顶梁长度及柱窝前后配比乌一其中为顶梁长度为设计梁端距为与采煤机及输送机配套要求的尺寸,而两柱掩护式液压支架顶梁前端部的承载能力对端面顶板破碎度影响很大是个重要技术参数顶梁柱窝的前后配比直接影响着支架合力作用点位置和顶梁前端部的承载能力,,根据掩护式支架使用经验和试验研究发现顶梁柱窝靠前虽可提高前端支护力但
8、底座前端比压增,,,加更严重的是当顶梁前端出现冒顶或顶梁后端悬顶长度较大顶板来压时或掩护梁压研太多时支架的,受力平衡易被破坏常造成平衡千斤顶及其连接件的损坏,即柱窝前后配比应满足下式一筑一,,‘式中风为允许最大值平衡千斤顶参数优化设计,平衡千斤顶对支架合力大小及合力位置的调节作用大小取决于平衡千斤顶自身拉力和推力的大小,即及支架相关连接耳子的尺寸取决于平衡千斤顶力对点的力矩大小几何参数的确定点到平衡
