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全功能强力液压支架试验台加载能力更强,能够按照试验标准实现外加载,填补目前国内的空白,能有效提高煤矿支护设备的研发制造水平。论文根据液压支架试验标准的要求,参考已有的液压支架试验台的设计经验,对全功能强力液压支架试验台提出了三维设计方案,对垂直加载部分提出了四缸同步方案。论文旨在解决大负载大偏载下机械结构有限元分析和优化设计、大负载大偏载下四缸在允许误差内速度同步的关键问题。 论文根据外加载机构不同的设置方式,使用Pro/E软件设计出四种三维模型,并进行对比选择。根据机械部分的三维模型以及各试验项目的要求,计算出各垂直加载缸的负载。根据负载数据,使用ANSYSWorkbench对机械结构进行有限元分析,得到机械部分应力应变情况。应力与所用材料的相应参数进行计算对比,确保了机械部分的安全性。应变数据分析得到四缸同步的允许误差范围。为了确保运动可靠无干涉,论文使用Pro/E软件的Mechanism模块对机械部分的垂直加载机构进行了运动学分析。作为关键技术的解决,大负载大偏载下四缸同步实现过程如下:首先设计主从式双反馈四缸同步的液压伺服系统,对各元件的主要参数进行计算,依照博世力士乐样本进行元件选型;然后,在AMESim软件中建立伺服系统的物理模型;最后,在PID控制下进行仿真,得到四缸速度同步情况和位移误差。由于系统庞大,难以进行试验,根据目前情况,在北煤机支架试验台上对四个提升缸进行了PID控制算法下同步数据采集,与仿真结果对比,均符合误差要求。 论文客观地得到相关有效数据,解决了试验台三维设计、有限元分析、结构优化设计、液压系统设计和大负载大偏载下四缸同步等一系列关键技术,为全功能液压支架试验台后续的设计制造提供客观的参考依据。