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矿用多齿式切削吸能构件及立柱防冲特性研究
1
作者
王春华
程龙
+1 位作者
安达
唐治
《机械设计与制造》
北大核心
2025年第2期224-230,共7页
针对液压支架防冲性能弱,遭受冲击地压易失效的问题,提出一种多齿式切削吸能构件,分析不同齿宽及不同齿形下各个构件的吸能特性,确定最优方案,将最优方案安装在液压立柱上构成吸能立柱并进行防冲吸能分析;结果表明:在相同齿形的情况下,...
针对液压支架防冲性能弱,遭受冲击地压易失效的问题,提出一种多齿式切削吸能构件,分析不同齿宽及不同齿形下各个构件的吸能特性,确定最优方案,将最优方案安装在液压立柱上构成吸能立柱并进行防冲吸能分析;结果表明:在相同齿形的情况下,随着轮齿宽度的增加,各齿形的峰值力、总吸能量与平均切削力均增加,三角形齿切屑脱落较快,载荷波动较大,齿高过大也会导致切削过程有较大波动,其余各组较为稳定;在相同齿宽的情况下,除齿高过大的影响外,峰值力、总吸能量与平均切削力均为梯形齿最高,矩形齿的吸能效率最高,三角形齿的载荷波动系数最大;最终选择梯下底25mm,上底11mm,高15mm的梯形齿吸能构件为最优方案;对吸能立柱与普通立柱进行吸能防冲性能进行对比分析,结果表明:吸能立柱相对于常规立柱在受冲击时应力与变形更小,证明了吸能构件对液压支架具有保护效果。
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关键词
冲击地压
液压支架
切削
吸能
吸能
特性
吸能立柱
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职称材料
内置式吸能立柱防冲特性研究
2
作者
张建卓
赵丰年
+4 位作者
王洁
潘一山
徐兴强
肖永惠
陈策
《煤炭科学技术》
2025年第9期153-167,共15页
在煤矿深部开采中,高地应力导致巷道围岩变形加剧,传统巷道支架小伸缩比立柱因压缩后期易发生“压死”现象将导致支架撤出困难。针对该问题,提出一种内置式吸能立柱,通过将吸能装置集成于一级缸缸体内部,消除外置式吸能立柱吸能导向段...
在煤矿深部开采中,高地应力导致巷道围岩变形加剧,传统巷道支架小伸缩比立柱因压缩后期易发生“压死”现象将导致支架撤出困难。针对该问题,提出一种内置式吸能立柱,通过将吸能装置集成于一级缸缸体内部,消除外置式吸能立柱吸能导向段的轴向空间占用,实现伸缩比提升与防冲性能优化。基于弹性力学理论,建立内置式与外置式吸能立柱的等效刚度计算模型,阐明两者力学性能差异的理论基础;采用光滑粒子流体动力学方法开展流固耦合数值模拟,对比分析两者在冲击载荷作用下的支反力、液体压力及缸筒应力等响应特性;通过冲击试验测试内置式吸能立柱的动态力学性能,获取其支反力第1峰值、液体压力第1峰值及关键节点时刻一级缸下腔与滑动腔缸筒外壁应力峰值等试验数据,冲击试验测试数据与仿真数值模拟结果基本一致,误差小于10%。结果表明:内置式吸能立柱的伸缩比显著高于外置式结构,在冲击条件与总高度相同情况下,内置与外置式吸能立柱支反力初始峰值分别为2216.00kN与2225.78kN,冲击开始至吸能装置致密时刻的有效吸能量分别为167.87kJ与173.03kJ,2种立柱在吸能装置压溃变形过程吸能效果相当,但内置式吸能立柱的最大支反力、最大液体压力和最大缸筒外壁应力相较于外置吸能立柱分别降低了31.61%、32.97%和29.59%,说明其结构设计的可行性与良好的抗冲击性能。
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关键词
煤矿深部开采
内置式
吸能立柱
防冲特性
数值模拟
冲击试验
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职称材料
题名
矿用多齿式切削吸能构件及立柱防冲特性研究
1
作者
王春华
程龙
安达
唐治
机构
沈阳航空航天大学机电工程学院
辽宁工程技术大学力学与工程学院
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2025年第2期224-230,共7页
基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(51804152)。
文摘
针对液压支架防冲性能弱,遭受冲击地压易失效的问题,提出一种多齿式切削吸能构件,分析不同齿宽及不同齿形下各个构件的吸能特性,确定最优方案,将最优方案安装在液压立柱上构成吸能立柱并进行防冲吸能分析;结果表明:在相同齿形的情况下,随着轮齿宽度的增加,各齿形的峰值力、总吸能量与平均切削力均增加,三角形齿切屑脱落较快,载荷波动较大,齿高过大也会导致切削过程有较大波动,其余各组较为稳定;在相同齿宽的情况下,除齿高过大的影响外,峰值力、总吸能量与平均切削力均为梯形齿最高,矩形齿的吸能效率最高,三角形齿的载荷波动系数最大;最终选择梯下底25mm,上底11mm,高15mm的梯形齿吸能构件为最优方案;对吸能立柱与普通立柱进行吸能防冲性能进行对比分析,结果表明:吸能立柱相对于常规立柱在受冲击时应力与变形更小,证明了吸能构件对液压支架具有保护效果。
关键词
冲击地压
液压支架
切削
吸能
吸能
特性
吸能立柱
Keywords
Rock Burst
Hydraulic Support
Cutting Energy Absorption
Energy Absorption Characteristics
En⁃ergy Absorption Column
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
内置式吸能立柱防冲特性研究
2
作者
张建卓
赵丰年
王洁
潘一山
徐兴强
肖永惠
陈策
机构
辽宁工程技术大学机械工程学院
出处
《煤炭科学技术》
2025年第9期153-167,共15页
基金
国家重大科研仪器研制资助项目(52427805)
国家重点研发计划资助项目(2022YFC3004605)。
文摘
在煤矿深部开采中,高地应力导致巷道围岩变形加剧,传统巷道支架小伸缩比立柱因压缩后期易发生“压死”现象将导致支架撤出困难。针对该问题,提出一种内置式吸能立柱,通过将吸能装置集成于一级缸缸体内部,消除外置式吸能立柱吸能导向段的轴向空间占用,实现伸缩比提升与防冲性能优化。基于弹性力学理论,建立内置式与外置式吸能立柱的等效刚度计算模型,阐明两者力学性能差异的理论基础;采用光滑粒子流体动力学方法开展流固耦合数值模拟,对比分析两者在冲击载荷作用下的支反力、液体压力及缸筒应力等响应特性;通过冲击试验测试内置式吸能立柱的动态力学性能,获取其支反力第1峰值、液体压力第1峰值及关键节点时刻一级缸下腔与滑动腔缸筒外壁应力峰值等试验数据,冲击试验测试数据与仿真数值模拟结果基本一致,误差小于10%。结果表明:内置式吸能立柱的伸缩比显著高于外置式结构,在冲击条件与总高度相同情况下,内置与外置式吸能立柱支反力初始峰值分别为2216.00kN与2225.78kN,冲击开始至吸能装置致密时刻的有效吸能量分别为167.87kJ与173.03kJ,2种立柱在吸能装置压溃变形过程吸能效果相当,但内置式吸能立柱的最大支反力、最大液体压力和最大缸筒外壁应力相较于外置吸能立柱分别降低了31.61%、32.97%和29.59%,说明其结构设计的可行性与良好的抗冲击性能。
关键词
煤矿深部开采
内置式
吸能立柱
防冲特性
数值模拟
冲击试验
Keywords
deep coal mine mining
internal energy-absorbing column
impact-resistant characteristic
numerical simulation
impact test
分类号
TD353 [矿业工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
矿用多齿式切削吸能构件及立柱防冲特性研究
王春华
程龙
安达
唐治
《机械设计与制造》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
2
内置式吸能立柱防冲特性研究
张建卓
赵丰年
王洁
潘一山
徐兴强
肖永惠
陈策
《煤炭科学技术》
2025
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职称材料
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