针对煤矿井下"顶板高位大直径"定向钻孔过程中存在的上下钻杆困难、劳动强度高的问题,设计了一种履带式钻杆吊装车。该车主要由履带行走机构和起吊机构两大部分组成,具有自行走、装载钻杆、辅助起吊和钻杆定位4项基本功能,并对其结构组成、工作原理和液压系统进行了阐述和计算,设计思路和结果能够满足钻机上下钻杆的施工要求,有效减轻了工人的劳动强度,提高施工效率。

通过对立式辊磨机传动装置工作原理的分析,提出了立式辊磨机传动装置控制系统的控制要求。采用"可编程序控制器 + 触摸屏"控制技术,完成了立式辊磨机传动装置控制系统的硬件设计、软件设计及人机界面的设计。实际运行结果证明:该控制系统运行可靠,抗干扰能力强,使用简单,维护方便,与立式辊磨机传动装置配套使用,缩短了设备的调试周期,减少了设备的维护工作量,提高了设备的使用灵活性。

采用量纲分析法和流固耦合仿真技术对3种缸径液压支架的双伸缩立柱进行分析研究,建立液压支架立柱挠度与影响其数值的因素之间的无量纲关系式,并得到立柱挠度的计算公式,可适用于单伸缩和多伸缩立柱挠度值计算。通过研究分析表明在实际应用过程中,提高支架立柱的初撑力,可以大大减小工作阻力增加对立柱挠度变化的影响。

为解决液压支架群组动作过程中压力波动带来的推移千斤顶速度慢、难以快速跟机的问题,提出了一种在液压支架上设置蓄能器的分布式供液装置。通过分析推移千斤顶的控制回路,指出影响推移速度和精度的主要因素为液阻、供液压力和电磁先导阀响应时间等。以ZY10000/22/45型液压支架为例,建立了拉架过程的分析模型,对比分析了不同液阻、压力、流量及电磁阀启闭条件下的推移千斤顶响应特性。结果表明,系统液阻特性决定了推移千斤顶的最大运移速度;蓄能器可显著减小压力和流量波动,可等效流量为300 L/min的泵站;当先导阀响应时间为80 ms时,千斤顶行程超设定值达37 mm,必须采取补偿措施或提高阀的响应速度进行补偿。研究结果为液压支架快速推移量化分析和智能补偿控制提供了技术支撑。

电液控制阀作为支架供液系统中常用阀,其压差-流量特性对整个供液系统的影响较大。通过试验测试结合理论计算,详细研究了液压支架电液控制阀的压差-流量特性,实测了不同流量下的压力损失,得到了500 L电液控制阀的压力损失变化规律,修正了理论公式中等效流量系数,得到了全流量下压力损失特性,为液压支架供液系统压力损失特性的进一步研究提供了借鉴和参考。

为解决液压缸标准中微小内泄漏量的精确测量难题,提出了一种液压缸微小内泄漏精密检测方法。采用精密双作用液压缸和磁致伸缩式位移传感器组合成计量液压缸作为测试元件,设计了包含检测通道与充液补偿通道在内的新试验回路、试验流程和检测技术,并开发了液压缸微小内泄漏精密检测仪。实测结果表明,检测仪可在标准要求的测试环境下,实现对液压缸 0.1 mL/min 微小内泄漏的在线、便捷、精确测量。

薄煤层充填开采煤层高度低,为了更好地控制顶板下沉,要求薄煤层充填开采必须保证高充填率,并满足充填开采密封性、安全性的要求。提出了高充填率薄煤层液压支架的设计要求、关键技术以及适用范围,研究了薄煤层充填开采工作面设备布置方式,并设计研发了新型薄煤层充填液压支架。该支架既能对后部充填区域顶板进行有效支护,保证充填作业区的密封性,又能满足薄煤层充填开采对高充填率的要求。

岩石硬度的在线识别是实时调整截割头转速和摆速的前提。为了有效地识别不同截割工况下巷道围岩硬度,提出了一种基于回转液压缸压力信号的岩石硬度识别方法。通过分析水平截割工况不同岩石硬度下截割头载荷的变化规律,以及截割动载荷与回转液压缸压力之间的传递特性,建立了回转液压缸压力与岩石硬度普氏系数之间的函数模型,用于识别岩石硬度。试验显示截割岩石硬度的平均识别准确率为 92.01%,表明该模型能有效识别截割岩石硬度。本研究可用于岩石硬度的在线识别,为掘进机的自动控制提供可靠的依据。

为了解决目前四连杆式液压支架在正常支护状态下不能自主调姿的问题,提出了五连杆式液压支架新架型。针对五连杆式液压支架梁端距摆动幅度过大的问题,根据其具有2个自由度的结构特点,提出了“正常固定,异常解除”的控制优化方法。该方法充分发挥五连杆机构的优点,根据液压支架支护状态判断是否将下前连杆进行固定还是解除固定,以使五连杆机构在四连杆最优状态下进行支护,在五连杆状态下进行调姿。基于液压支架运动仿真分析了下前连杆位置对于连杆力、调姿千斤顶作用力和梁端距的大小影响,综合确定了下前连杆合理支护位置。研究结果为该型液压支架结构设计、梁端距控制优化提供了指导方向。

简要分析了液压马这的污染磨损机理,探讨了影响液压马这抗污梁磨损能力的主要困素,在结构形式一定的条件下设计了液压马达所要求的摩擦副材料与主要表面工艺。