为解决某煤矿竖井液压支架入罐运输时,平板车装卸液压支架耗时耗工、转载环节复杂等带来的运输效率低下、安全隐患大等问题,应用TRIZ创新原理研发了一种专用于重型液压支架竖井运输的搬运车及运输工艺。该支架搬运车采用一种具备自装自卸功能的U型框架式拖车为支架的承载结构,通过快换机构可与牵引车快速连接与断开。罐笼运输时,U型拖车与其装载的液压支架整体牵引入罐并运送至井下,出、入罐笼均采用多功能牵引车牵引。该搬运车运输工艺与目前普遍采用的平板车运输方式相比,井下无需二次转载和辅助吊装设备,可直接将液压支架运输至采煤工作面,提高了运输效率及安全性。经该矿工业性试验研究结果表明,该工艺相较平板车运输工艺,其设备、人工直接成本增加仅为22.6%,而其运输效率可提高70.8%,为煤矿重型液压支架竖井罐笼运输提供了......

柔性喷嘴液压驱动活塞运动位移产生误差较大,导致喷出的液体不能按照理论轨迹运动。对此,建立柔性喷嘴液压驱动模型简图,分析了喷嘴液压驱动工作原理。选择控制系统参数设计变量,建立液压驱动数学模型。引用液压驱动滑模控制器,采用遗传算法对滑模控制器进行优化,给出遗传算法具体优化流程。采用Matlab软件对不同控制方法输出的位移进行仿真验证。结果显示采用滑模控制器,活塞实际输出位移与期望位移误差较大;而采用遗传算法优化滑模控制器,活塞实际输出位移与期望位移误差较小。采用遗传算法优化滑模控制器,液压缸驱动活塞运动反应速度快,超调量较小,活塞运动位移能够按照期望要求进行移动,使喷嘴喷出的液体更符合期望运动轨迹。

针对由于目前液压绞车对装车溜槽无法实现位置的准确控制,为满足现有煤矿快速定量装车系统的无人值守装车的需求,对溜槽的控制设计了更为精准的伺服油缸控制,并基于MATLAB/Simulink中的Simscape模块对该部分的液压系统进行了物理建模和仿真,为实现油缸控制溜槽提供了理论依据。

液压支架是煤矿综采工作面的重要设备,其立柱千斤顶的工作可靠性将直接影响煤矿的生产安全。利用化学成分分析、力学性能检测以及微观组织分析等方法对某液压支架立柱千斤顶开裂失效机理进行了分析,并从焊接工艺和焊后处理方面提出了相应的预防措施。

针对液压支架平衡缸位置控制系统自适应性差、抗干扰能力弱等问题,对平衡缸的位置控制方法进行了研究。将具有较好鲁棒性的模糊控制方法与常规PID相结合,实现了对PID参数的自主调节,进一步提高了常规PID的自适应能力;在分析阀控非对称缸结构原理的基础上,建立了平衡缸位置控制系统的数学模型,并利用AMESim-Simulink联合仿真模型进行了仿真实验,在有无冲击载荷的工况下,对常规PID与模糊PID两种算法的控制效果进行了分析比较。研究结果表明与常规PID控制器相比,模糊PID控制器对阶跃信号的调节时间缩短了约2倍,超调量降低了12%;在施加冲击载荷情况下,模糊PID控制器的抗干扰能力和响应速度都明显优于常规PID,能够将平衡缸维持在目标位置,具有更好的控制效果和动态稳定性。

以纳林庙煤矿二号井6-2116综采工作面为工程背景,针对回收煤柱工作面充填空巷用煤量大且运煤困难的问题,设计了一种煤矿井下带式输送机液压卸煤装置。该装置由支撑装置、改向装置和液压系统组成,安装在主运巷道与辅回撤通道交叉口位置;利用液压泵站为动力,通过支撑装置和改向装置相互配合将煤炭从带式输送机上卸下,再经转载运输至用煤空巷。通过该卸煤装置,原煤不需要升井后再用无轨胶轮车运输到井下,提高了经济效益和充填效率,降低了安全风险。现场工业性试验结果表明,采煤机割煤速度为0.8 m/min、刮板输送机速度为0.4 m/s、转载机速度等级为低速、带式输送机速度为1.0 m/s、改向油缸和支撑油缸伸出长度为0.7 m时,卸煤装置可实现连续卸煤,满足试验工作面充填用煤需要,保证了回收煤柱工作面的正常推进。

目前,盾构隧道整环足尺试验,其加载模式主要采用荷载控制。液压系统施加在结构上的荷载来源于静止土压力的计算值。这种加载方式采用荷载结构法的思想,难以反映作用在盾构隧道上的土压力随结构变形而改变的特性。针对以上不足,提出荷载位移曲线控制原理并将其应用于盾构隧道整环足尺试验。首先通过数值计算和地勘资料确定地层位移和地层抗力之间的关系,将其输入系统。然后观察此曲线与以液压缸顶力和行程为坐标的点的相对位置,通过调整液压缸顶力使得该点位于曲线上。此控制原理能够实现结构所受荷载随结构位移变化而变化,从而真实地模拟地层对盾构隧道的作用。在盾构隧道足尺试验中具有良好的应用前景。

针对综采工作面液压支架跟机自动化控制逻辑、供液系统和支架动作速度之间的矛盾关系,对液压支架液压系统进行了模块化、参数化分析。在兼顾进液管路和回液管路布局条件下,分别从稳态特性和瞬态特性角度对支架液压系统进行建模计算,对跟机过程中多动作时管路压力、流量进行解耦分析,推导得出了瞬态、稳态过程中压力随时间变化规律及迭代模型,结果表明,液压缸伸、收瞬间压力变化主要与进液压力、回液压力有关,为时间t的二次方关系。根据上述推导公式以巴彦高勒煤矿工作面实际参数进行赋值,分析了降移升过程中各阶段压力分布特性,并完成了不同供液条件下不同支架动作时液压缸的压力动态数据测量,验证了理论分析模型的科学性和有效性,结果表明,系统背压主要影响稳态过程,对瞬态过程影响较小。

转向系统作为商用车实现智能化的关键子系统和主要的耗能部件之一,其设计的好坏与车辆的燃油经济性、操纵稳定性以及车辆的机动性能息息相关。论文对商用车最常用的电动液压助力转向系统的国内外研究现状进行综述,首先,对电动液压助力转向系统进行概述,写出了该系统的优点与不足,其次对电动液压助力转向系统国内外研究进行了说明,最后指出电动液压助力转向系统的优化控制方向,为节能减排和提高车辆的性能提供可能。

针对综采工作面液压支架控制精度低、协同性差、推移不齐等问题,借鉴汽车无人驾驶技术,提出了一种液压支架智能协同控制方法。将综采工作面每台液压支架看作是一辆“汽车”,该“汽车”靠移架动作向前行驶,靠底调、侧护板调整行驶方向,液压支架群组就像排成一排的“汽车”按照一定顺序前行,并保持排列队形。每台液压支架都有固定的目标行程,并受左右侧支架的位置约束,能够关注前方采煤机运行情况,兼顾邻架的状况,从而实现液压支架智能协同控制。该方法从液压支架精准推移控制、平行移架控制、护帮板控制、自动跟机闭环控制等方面探讨了液压支架智能协同控制,为解决综采工作面液压支架控制问题提供了一个思路。