针对挖掘式装载机装运效率低的问题,在简述挖掘式装载机组成的基础上,根据其应用工作面的情况对装载机结构参数进行调整,并对其液压系统中的主泵流量、爬坡能力以及散热器面积进行选型计算,最后基于有限元仿真软件对装载机反铲机构在重点工况下的位移及应力变化情况进行分析。经仿真分析可知,调整后的装载机能够满足实际生产的需求。

为进一步提升液压挖掘机的控制精度和工作效率,在对液压挖掘机铲斗、斗杆和动臂工作装置轨迹规划及其规划作业范围分析的基础上,根据液压挖掘机工作装置的控制需求完成相应控制系统的总体设计,并完成关键部件的选型设计;最后,对控制系统的PID控制器的参数进行整定,并对PID控制效果与传统控制器的效果进行对比。

基于液压支架推移机构机械零部件疲劳寿命特点,根据液压支架现有推移机构结构特征,提出一种推移机构改进设计方案,并通过有限元分析方法对两节铰接式结构与整体推移式结构进行匹配对比,确认改进设计方案的有效性。同时,根据现行规定标准,对改进设计方案实施垂直加载有限元分析,对改进设计方案实施进一步分析研究。最后,鉴于有限元分析与工程实践的差异性,有效确认改进方案的工程应用成效。

充填开采液压支架是重要的支护设备,液压支架的自动化控制对于实现充填开采的自动化具有重要的影响。采用RS485总线的形式,以PLC为控制核心,并结合相应的传感器进行数据的采集,采用组态王软件进行人机界面的设计,实现充填开采中液压支架的自动化远程控制。

针对采煤机的跟机控制,采用红外视觉相机进行采煤机位置的测定,并搭建了多模块的跟机控制系统。该系统通过对采煤机位置的测定及液压支架位姿的感知控制,实现液压支架的自动化跟机控制,具有较好的控制效果。

针对煤矿三角形作业区液压支架调节过程中控制难度大、稳定性差的问题,对该工况下煤矿的开采与液压支架的跟机调节流程作出改进,在此基础上设计一种液压支架自动调节装置的控制优化方案。将改进后的工作流程与液压支架调节装置投入实际生产工作。应用结果表明:优化方案的引入使采煤机与液压支架组配合更加协调,液压支架控制人员减少50%,综采工作面工作效率提升7.9%,同时克服了液压支架稳定性差的弊端。

针对液压支架在设计结构时存在的设计不完善造成应力集中严重以及成本增加等问题,利用有限元仿真软件分析研究了支架的顶梁结构,仿真出其在该载荷作用下的整体强度。分析发现,应力集中发生于顶梁上的柱窝处,通过优化柱窝高度,可提升液压支架的整体性能,不仅减少了成本,而且柱窝上的应力集中明显下降,增强了耐磨性,在实际的应用中表现出了良好的可靠性。

基于放顶煤开采中的工艺形式,采用总线连接的形式建立液压支架自动电液控制系统,对不同的总线使用形式进行设计,通过上位机的程序运行实现液压支架的远程自动控制;设计蓝牙连接的无线遥控装置,实现液压支架的临架操作、远程操作及集控操作,依据现场工况的观察进行放顶煤的遥控操作,实现液压支架在放顶煤开采中的自动化控制,保证煤矿的安全开采。

针对液压支架在巷道中的特殊工况,为保障其结构的支撑安全性,采用有限元分析方法,利用ANSYS软件建立了液压支架的仿真模型,重点对底座、掩护梁及前连杆在使用中的结构强度进行分析研究,得出:底座的左右侧板和前端加强筋、掩护梁的中部连接板为整个结构中的薄弱部位,前连杆整体结构强度相对较好,掌握了各部件的应力变化规律,从多个方面提出了液压支架的结构性能优化研究。该研究对液压支架的结构性能优化具有重要指导及参考意义。

分析了液压伺服系统中的溶解空气和掺混空气的来源以及对高频电液伺服系统产生的主要危害提出了常见的处理办法。