Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Study on the influence of pin shaft clearance on the bearing performance of the hydraulic support

Shunyi Du, Yang Yang

Eksploatacja i Niezawodność

|

2023

|

Vol. 25, no. 4

art. no. 174367

EN

The pin clearance is a significant factor affecting the bearing capacity of the hydraulic support, but the effect of the pin clearance is often neglected in the current studies. Therefore, on the basis of considering the Equal stiffness spring damping system of the column, the dynamic simulation model of the hydraulic support without clearance was constructed to study the static bearing capacity of the hydraulic support. Moreover, as per the contact model of the connectingpin clearance, the dynamic simulation model of the single-pin clearance hydraulic support was established. The effect of single pin clearance on the load of the front and rear columns of the hydraulic support and the transmission force at key bearing points was analyzed. Meanwhile, the influence of single pin clearance at different positions on the bearing capacity of the hydraulic support was compared. Through the design of orthogonal test, the change of the transmission force of the bearing points under the coupling of multi-pin clearance was studied.

2

Influence of impact load form on dynamic response of chock-shield support

Meng Zhaosheng, Ma Chen, Xie Yunyue

Eksploatacja i Niezawodność

|

2023

|

Vol. 25, no. 3

art. no. 168316

EN

Chock-shield support is usually used in undergroud coal mining to protect the roof. However, as the mining depth gets deeper, impact load that came from the roof becomes stronger and more frequent. This causes the support to bear a large number of dynamic loads, and reducing its reliability. To improve the support performance of the chock-shield support, the mixed-kinetic model was established using the mechanical-hydraulic co-simulation method. The load distribution law of the support joint under impact load form different stability forces, impact load amplitude, and impact frequency is discussed. The mechanical-hydraulic cooperative response of the chock-shield support are obtained. The results show that different joints show typical non-uniformity characteristic during the loading process. The proposed mechanical-hydraulic co-simulation method can more accurately obtain the dangerous points of hydraulic support reliability. The results of this study will help to improve the reliability of the chock-shield support.

3

Theoretical analysis of support stability in large dip angle coal seam mined with fully-mechanized top coal caving

Ji Yucheng, Zhang Yinghua, Huang Zhian, Shao Zhenlu, Gao Yukun

Mining Science

|

2020

|

Vol. 27

73--87

EN

Support stability is critical to ensure fully-mechanized top coal caving of large dip angle coal seam. To obtain the relations between each factor and hydraulic support stability, the mechanic model of large dip angle coal seam along face dip and strike was built to analyze support stability, including antitoppling, anti-slip, and anti-rotation of supports. The result indicates: Along the face dip, the suport stability was negatively correlated with dip angle; Higher top caving means lower anti-rotation at suport tail; With initial support force and working resistance of supports enhanced, the anti-slip, and antirotation stability of supports can be risen significantly. Along the strike, the critical toppling angle was proportional to dip angle, mining height, support weight, support width and support force; The critica slip angle was positive correlation with support force, friction coefficient of roof and supports. According to the results of both mechanical analysis and engineering projects, support stability in large dip angle can be risen efficiently and supports slipping, toppling and rotation can be avoided by selecting proper technical methods and equipment, like enhancing initial support force appropriately.

4

Dynamic characteristics study on the two-stage safety valve used on hydraulic support under impact loading

Zhao Guochao, Wang Hui, Song Yuning, Zhang Changshuai

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2020

|

Vol. 58 nr 3

623--635

EN

A two-stage linkage safety valve for hydraulic support is presented. Considering the hydraulic support is impacted, dynamic simulation of the column circuit with the two-stage safety valve subject impact loading was carried out, and the dynamic characteristics of the two- -stage safety valve with different impact forms were studied. A rapid impact loading test rig was built to test the two-stage safety valve sample under impact loading. Simulation and experimental results indicate that the two-stage safety valve has high sensitivity and good unloading performance, it can realize fast and large flow unloading of the hydraulic support under different impact forms and pressures.

5

A new concept of hydraulic mechanized supports resistant to the crumps

Gumuła S.

Archives of Mining Sciences

|

2005

|

Vol. 50, no 3

275-288

EN

A subject of the lecture is a description of construction and results of experimental investigations of device called an energy accumulation and diffusion converter (EADC). The device gives a possibility of rapid braking and prevention of equipment and mechanical vehicles against collision results by reducing of stroke forces with simultaneous restriction of associated inertia forces in these processes. The operating of these kind of equipment consists of conversion of progressive movement kinetic energy of vehicle into kinetic energy of mechanical accumulator rotational movement. The mechanical accumulator takes over the kinetic energy of vehicle through a gear. In the case of collision the gear is set motion due a force of run obstacle if appears the braking due to subgrade reaction forces. The investigations have been carried out on model vehicles of about 10 kg mass and real vehicles (cars) of about 1000 kg mass. One obtained many times lower maximum value of vehicle stroke force against the obstacle and inertia force generating during the collision compared with the same forces in the case when bumping vehicle was without the bumper with energy conversion. The equipment could be applied as the safety device of hydraulic mechanized shield supports against crumping results and protection of vertical hoisting and mining haulage in different kind of failures.

PL

Ważny i trudny do rozwiązania problem techniczny stanowi skonstruowanie hydraulicznej obudowy górniczej odpornej na tąpania. Problem ten nie został dotychczas w sposób zadowalający rozwiązany. Energię tąpnięcia, które obudowa powinna wytrzymać przyjmuje się na poziomie [...]. Jest to energia tego rzędu jaką posiada samochód o masie 1000 kg jadący z prędkością około 50 km/h. Można zatem podjąć próbę przenoszenia do górnictwa rozwiązań stosowanych w technice motoryzacyjnej do ochrony pojazdów mechanicznych przed skutkami zderzeń. W pracy przedstawiona została zupełnie nowa metoda ochrony obiektów przed skutkami awarii, w których może wystąpić zamiana energii kinetycznej poruszających się mas w pracę niszczenia. Metoda polega na konwersji energii kinetycznej mas, na energię kinetyczną innych, specjalnie w tym celu wprowadzonych urządzeń. Urządzenie mogące przejąć w ciągu czasu rzędu kilkudziesięciu milisekund energię rzędu 106 J nazwane zostało energetycznym przetwornikiem akumulująco - rozpraszającym (EPARem). EPAR i jego podstawowe części składowe pokazane zostały na rysunku l. Główne części EPARu: element - 2, przejmujący siłę uderzenia, mechanizm zębatkowy - 5, dzięki któremu następuje zamiana energii kinetycznej ruchu postępowego w energię kinetyczną ruchu. obrotowego, przekładnia multiplikacyjna - 6, przekazująca energię do akumulatora mechanicznego -7. Schemat stanowiska badawczego pokazany został na rysunku 2. Podstawowym elementem stanowiska był samochód - l. Samochód wyposażony był w zderzak zawierający EPAR - 2. EPAR posiadał układ pomiarowy do rejestracji przebiegu prędkości obrotowej akumulatora wirnikowego - 3. Do samochodu przymocowany był układ pomiarowy do określania przebiegu drogi, prędkości i przyspieszenia w funkcji czasu - 4. Rejestracja tych wielkości dokonywana była przed zderzeniem i podczas zderzenia. Wewnątrz samochodu przymocowany był akcelerometr do pomiaru i rejestracji przeciążeń (sił bezwładności) - 5. Pojazd zderzał się z przeszkodą - 6. Przeszkoda wyposażona była w urządzenia do pomiaru i rejestracji siły uderzenia - 7. Przedstawimy wyniki badań uzyskane podczas jednego eksperymentu, w którym pojazd posiadający wraz z kierowcą masę m = 1100 kg jadąc z prędkością V= 7,2 m/s (25,9 km/h), czyli posiadając energię kinetyczną ruchu postępowego Eks = 28512 J, uderzył w nieruchomą przeszkodę zderzakiem połączonym z karoserią za pośrednictwem EPARu. EPAR posiadał mechaniczny akumulator wirnikowy o momencie bezwładności wynoszącym 1= 0,0125 kg m2. Wyniki badań przedstawione zostały w postaci wykresów na rysunkach 3, 4, 5, 6 i 7. Przebiegi parametrów fizycznych charakteryzujących badany proces rejestrowane były w ciągu czasu [...] = 100 ms. W przyjętej na rysunkach skali czasu, w chwili równej zeru z przeszkodą zetknął się przymocowany do samochodu czujnik przesunięcia mierzący drogę w funkcji czasu, oznaczony na rysunku 2 numerem 4. W tej samej chwili rozpoczęła się rejestracja wszystkich parametrów. Samochód jechał nadal ze stałą prędkością do chwili czasu t = 20 ms. W chwili czasu wynoszącej 20 ms nastąpił początek zderzenia, to znaczy z przeszkodą zetknęła się przednia część zderzaka, która jest ruchoma względem samochodu. Od tej chwili czołowa część zderzaka nie wykonywała już względem przeszkody żadnego ruchu, natomiast nadal w ruchu znajdował się samochód. Ruch samochodu względem przedniej części zderzaka uruchomił elementy EPARu a te przekazywały energię kinetyczną samochodu do akumulatora wirnikowego. Przebieg drogi - x(t) w czasie zbliżania się samochodu do przeszkody oraz podczas procesu zderzenia przedstawia rysunek 3. Długość drogi, na której samochód tracił prędkość i energię wynosiła [...] = 0,2 m. Długość tej drogi można w pewnym zakresie kształtować ciśnieniem początkowym w sprężynach pneumatycznych. Przebieg prędkości ruchu samochodu - V(t), określonej termoanemometrem, przedstawia rysunek 4. Przebieg przyspieszenia (w tym przypadku opóżnienia), określonego jako pochodna prędkości V(t) względem czasu, przedstawia rysunek 5. Przyspieszenie to będące wielkością kinematyczną oznaczone przez ii, zostało na rysunku wyrażone w bezwymiarowych jednostkach względnych odniesionych do przyspieszenia ziemskiego (a/g). Przebieg prędkości w funkcji czasu, pokazany został na rysunku 4. Przebieg przyspieszenia w funkcji czasu, pokazany na rysunku 5, można również określić na podstawie zarejestrowanego przebiegu drogi w funkcji czasu przedstawionego na rysunku 3. Rysunek 6 pokazuje określony przy pomocy akcelerometru przebieg przeciążenia. Przeciążenie będące wielkością dynamiczną. zgodnie ze swoją definicją, również wyrażone jest w jednostkach względnych odniesionych do przyspieszenia ziemskiego i oznaczone (b/g). Rysunek 7 pokazuje przebieg siły uderzenia pojazdu w przeszkodę - F(t). Analizując, związany z wprowadzeniem do pojazdu EPARu, problem zmiany wartości siły uderzenia pojazdu w przeszkodę podczas zderzenia, wiemy z zależności (3), że obniżeniu wartości siły bezwładności musi towarzyszyć obniżenie wartości siły uderzenia i odwrotnie. Przeprowadźmy tę analizę w oparciu o zasadę pędu i popędu. Porównajmy wyniki otrzymane z eksperymentu z wynikami, których należałoby się spodziewać w oparciu o zasadę pędu i popędu. Opierając się na tej zasadzie należy przyjąć, że popęd siły uderzenia pojazdu w przeszkodę - [...] jest równy zmianie pędu pojazdu - [...]. Co oznacza, że spełniona powinna być zależność: [...] Pęd samochodu przed zderzeniem wynosił p = 7,9 kNs natomiast po zderzeniu zero. Zatem wielkość ta jest równocześnie zmianą pędu. Popęd określony na podstawie wyników pomiarów, przebiegu czasowego siły uderzenia w przeszkodę pokazanego na rysunku 7 wynosi około 1f = 1,4 kNs. Nie jest zatem spełniona równość (5). Popęd siły uderzenia pojazdu w przeszkodę jest kilkakrotnie mniejszy niż zmiana pędu pojazdu wywołana działaniem tej siły. Dzięki wprowadzeniu EPARu zmiana pędu pojazdu zderzającego się z przeszkodą, następuje nie tylko na skutek popędu działającej na pojazd siły reakcji ale również na skutek odpływu jego energii. Formułując to inaczej można powiedzieć, że występujący podczas zderzenia przepływ energii powoduje znaczne odstępstwa przebiegu parametrów fizycznych tego zjawiska od przebiegu wynikającego z zasady pędu i popędu. Urządzenia typu EPAR mogą znaleźć szerokie zastosowanie w maszynach i urządzeniach górniczych. Na rys. 8 pokazano koncepcję wykorzystania urządzenia typu EPAR do skonstruowania nowego typu hydraulicznej obudowy górniczej odpornej na tąpania. W przypadku uderzenia o obudowę skał o energii rzędu 105+ l 06 J energię uderzenia przejmuje EPAR a część obudowy podpierająca strop obniża się jedynie o 10+ 15 cm i nadal podpiera strop. Istnieje również możliwość wykorzystania EPARów do zabezpieczenia urządzeń transportu pionowego. W przypadku urwania się liny lub awarii układów sterujących i upadku klatki o masie 10.103 kg z wysokości 102 m, EPAR zamontowany pod klatką może przejąć w momencie uderzenia około 90% energii klatki, na dodatek ewentualni pasażerowie odczują nieznaczną część siły bezwładności w stosunku do siły bezwładności jaka wynikałaby ze związku (1). Koncepcja wykorzystania urządzeń typu EPAR w kopalnianym transporcie poziomym jest analogiczna do przedstawionej na rysunku 2 dla pojazdów samochodowych. Na podstawie przeprowadzonych eksperymentów i analiz można stwierdzić, że poprzez konwersję energii kinetycznej obiektów będących w ruchu w inny rodzaj energii, można znacznie obniżać popęd sił uderzenia powstających przy zderzeniach tych obiektów z przeszkodami oraz znacznie obniżać siły bezwładności związane z utratą prędkości na skutek tych zderzeń. W demonstrowanym przypadku maksymalną wartość siły bezwładności udało się obniżyć około pięciokrotnie, natomiast popęd siły uderzenia udało się obniżyć ponad pięciokrotnie.