单颗粒煤岩冲击放顶煤液压支架尾梁动态响应分析
万丽荣
陈博
杨扬
曾庆良
1.山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛,2665902.山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛,2665903.山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛,2665904.山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛,266590
摘要：综合机械化放顶煤开采过程中煤岩垮落产生的冲击载荷会导致放顶煤液压支架的运动状态发生变化,严重时会导致综放设备的冲击破坏.为研究放顶煤液压支架尾梁受到煤岩冲击后的动态响应及受力情况,利用机械系统动力学分析软件Adams建立放煤机构的刚柔耦合模型,通过固液弹簧耦合理论计算出尾梁平衡千斤顶的刚度并用弹簧阻尼系统进行等效替换.采用“煤岩直冲”的方式对尾梁进行加载,并引入Hertz接触理论确定接触参数.基于此模型,模拟煤岩颗粒冲击承载区不同位置以及在不同放煤角条件下冲击尾梁的动态过程,最后通过与刚体冲击方式下的仿真结果对比,验证了所用方法的可靠性.结果 表明,煤岩冲击承载区不同位置时,尾梁的动态响应量及碰撞接触力有差异,冲击位置位于尾梁-弹簧连接处附近区域时,碰撞接触力较小,而尾梁的最大速度、加速度、振幅较大,在所有动态响应量中,最大振幅的变化规律最明显,随着冲击点位置远离尾梁-掩护梁铰接处附近区域,最大振幅稳定上升;当放煤角逐步增大时,尾梁的动态响应量及接触力均减小,尾梁的振动特性变弱,当放煤角较小时,煤岩冲击尾梁后会产生数值巨大的碰撞接触力.可选取尾梁的振幅响应作为反馈量对尾梁进行动态监测,同时应针对碰撞接触力较大的情况在放煤机构的设计制造中对其进行强度校核及结构优化,避免尾梁及其连接处冲击破坏情况的出现.
关键词：放顶煤液压支架尾梁动态响应刚柔耦合固液弹簧耦合Hertz接触
分类号：TD355.4(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51674155)教育部长江学者和创新团队发展计划项目(IRT_16R45)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 2905-2913 )
英文信息