为了提高汽车行驶过程中平顺性和运行稳定性,设计了一种具有调节阀的液压阻尼器,达到高精度控制与快速响应的功能。该阻尼器中的阀芯在衔铁推动下运动,实现进出油口流量调节,达到阻尼器呈现阻尼特性的效果。研究结果表明随着电压幅值提高,阀芯触动时间逐渐缩短,改变激励电压并不会造成响应时间变化。随着阀芯移动速度增大,阻尼系数呈线性提高,上升时间逐渐增加。该研究有助于提高汽车液压阻尼器控制精度,为后续的整体性能优化奠定一定的理论基础。

液压泵具有高负载的特性,在液压机上广泛应用。为了提高液压泵典型故障诊断精度,设计了一种基于布谷鸟搜索算法(CSA)优化径向基函数(RBF)网络的液压泵典型故障诊断方法,然后对对液压泵典型故障进行实验测试。研究结果表明对比PSO-RBF与UKF-RBF发现,CSA算法在寻优能力方面获得了明显提升,表现出来很高的收敛效果。CSA-RBF故障诊断水平最高,故障诊断缩减了总体耗时,检测平均精度能够达到97%以上,具有很高的精度保障。该方法有助于提高液压泵的使用寿命,为后续的参数优化奠定一定的理论基础。

通过调查和分析在煤矿电液控液压支架使用过程中出现的故障情况,总结出这些故障的产生原因。提出一些有效的解决方案和建议,以便进一步提高煤矿的安全性和生产效率。

以ZC8800/20/38型固体充填液压支架为研究对象,结合实际情况设计了自动控制系统。该系统中设置有支架控制器,作用是对传感器数据进行收集,同时对液压支架进行控制。各支架控制器之间及其与井下主机之间利用RS485总线进行数据交互。井下主机利用交换机与地面主控计算机进行连接。支架控制器型号为S7-200型PLC控制器。软件程序方面,重点介绍了落料自动控制、推压密实机构控制过程。自动控制系统经过地面调试、井下工业试验和工业应用,发现整体运行稳定,达到了预期效果,安全效益和经济效益显著。

为了提升煤矿井下作业安全性,以EBZ250型液压支架为研究对象,介绍一种煤矿综掘巷道液压组合支架动力学特性分析方法。首先,以液压支架规格尺寸、材料特性等参数为依据,构建出液压支架有限元模型,然后以此为基础,模拟分析了不同工况条件下支架瞬态动力学特性,以寻找出液压组合支架中存在的缺陷,为液压组合支架的优化设计提供支持,提升煤矿井下作业的安全性。

为提升液压支架的智能化水平,实现综采面的有效可靠支护,结合支架控制系统功能需求,设计液压支架支护位姿自主控制系统,并安装远程监控中心,实现3DVR数字化监控。对比验证该系统应用效果从模拟到现实工况,液压支架支护位姿自主控制的有效率约90.5%,满足液压支架智能支护需求;现场试验表明,该系统能够自适应煤层顶板变化,提升其智能化水平,验证了其可靠性、有效性。

为进一步探究如何提升液压支架顶梁部位的运行质量,以煤矿企业常用的ZZ5000型液压支架为研究对象,在建立液压支架仿真模型的基础上,分别对底座与前连杆铰接点相对位置的上下误差、底座与后连杆铰接点相对位置的上下误差、掩护梁前后连杆铰接点相对位置的上下误差、掩护梁长度误差的上下偏差四个角度着手,探究上述偏差如何影响液压支架的运行质量,而后通过多变量遗传算法对上述指标进行优化,结果显示,优化后的液压支架四连杆有效支撑了液压支架支护准确度的提升。

以ZY5000/15.5/32型液压支架的掩护梁为对象进行分析,在对液压支架及掩护梁进行概述的基础上,利用Abaqus软件建立了掩护梁的动态数值模型并进行分析。结果发现,不同支护高度时掩护梁的最大应力存在差异,当支护高度为2910 mm时掩护梁的最大应力达到485.35 MPa,超过了材料的许用应力。为了保障掩护梁的强度,将四根主筋板厚度从40 mm增加至50 mm,通过数值模拟发现最大应力降低至356.42 MPa,在许用应力范围内。对新的掩护梁开展6个月时间的工业现场验证,发现应用效果良好,使用寿命预计可以延长25%以上,经济效益和安全效益显著。

以设计的薄煤层液压支架电液控制系统以Client/Server为基础,采集液压支架支柱压力信息实现对综采工作面液压支架实时动态观察。井下工作人员能够通过电液控制系统的下位机对液压支架进行系统控制。最后通过试验完成了对液压支架电液控制系统的功能性测试,验证了薄煤层液压支架电液控制系统的基本功能设计。

以ZZC8800/20/38充填液压支架后顶梁为研究对象,介绍一种后顶梁多目标优化设计。根据充填液压支架后顶梁基本结构,利用有限元仿真软件构建仿真模型,从静态强度性能和动态强度性能两个角度实施后顶梁结构强度仿真分析。根据分析结果,采用多目标优化设计法,介绍充填液压支架后顶梁优化设计方案,将优化设计应用于工业性试验,确认优化设计可有效提高后顶梁多方面强度性能。