导向套是液压支架立柱的重要零件,连接结构形式的选择决定了立柱在加工、装配、使用、维修过程中具有不同的特性。分析了两种导向套连接结构的优缺点,提出了一种新型的导向套连接方式,即把螺纹式导向套的一个零件拆分成导向套与压盘两个具备独立功能并可配合使用的连接结构。改进后的导向套连接方式经现场试用,取得了较好的效果。

底座作为放顶煤液压支架中的关键部件,保证其结构具有较好的结构强度,对提高液压支架的支撑效果极为重要。在分析放顶煤液压支架结构特点基础上,以ZFS2650-14型放顶煤液压支架为分析对象,采用Workbench软件研究了底座的结构性能,得出底座的中部为薄弱部位,极容易发生结构变形或开裂等失效现象,并有针对性的开采了底座的优化改进设计。该研究对提高底座的结构强度具有重要作用,也为后期开展液压支架其他部件的结构强度研究提供了重要参考。

由于悬臂式双级纵移钻锚机结构比较复杂,在实际工作中工况较多,液压马达在工作时会以一定的激励频率对其造成冲击,故需要对其进行模态分析,以防止发生共振使设备失效。通过对其基本工况进行分析得出4种主要工况,并使用SolidWorks和ANSYS软件对其进行模态分析,结果表明钻锚机前六阶的固有频率与液压马达在连续工作或断续工作时的频率都不接近或相等,不会发生共振,满足设计要求。

综采工作面推移油缸通过电液换向阀控制推移油缸运动,常出现切换延时、控制精度差、直线度差等问题,介绍了推移油缸工作原理,建立了推移油缸运动方程,设计出推移油缸定位系统。通过RBF神经网络方式对推移油缸活塞杆t1-t3两个阶段进行精准预测,推导得出实际输出值与目标值的误差函数关系。通过Matlab仿真将目标位置导入,仿真位移与目标位置进行对比,曲线拟合程度较高。经过王坪煤业试验验证,按照控制试验原理图进行连接,得出实际位置与目标位置对比图,两者位移存在3~5 mm误差,拟合程度较高,实现了精确定位控制的目的。

根据井下工况特点,研制了一种适用于采煤机的行程传感调高液压缸,介绍了传感器全内置的安装结构和行程测量原理,建立了采高测量模型及其控制系统,指出了行程传感液压缸的性能特点和优势,经现场使用验证,可有效提升采高监测的准确性和可靠性。

为提高煤矿井下锚杆切割的安全性和切割效率,设计一种液压驱动便携锚杆冷切割设备。介绍了其结构组成及工作原理。建立了锚杆切割仿真分析模型,将正交试验和仿真分析结合研究了刀具前角和后角对切割应力的影响,研究发现刀具前角对切割应力影响较大并优化了刀具前后角最佳角度,确定刀具前角最佳角度为2°,后角最佳角度为0°。通过锚杆切割试验检验了优化结果的特性,结果表明液压驱动便携锚杆冷切割设备具有较好的切割性能。

针对斜沟煤矿矿井液压支架现有控制方式效率低、人员劳动强度大等问题,对现有液压支架进行了自动化改造,分析了支架控制系统总体方案及基本功能,选取了西门子PLC S7-200控制器、支架控制器和各类传感器等,采用RS485和CAN总线通信方式传输数据,可在煤矿井下恶劣环境中稳定运行。此外,系统设计了系统单架工作流程和顺序联动工作流程,实现了液压支架降移升循环的支架成组自动控制功能。结果表明,该系统有效降低了人力成本和设备故障率,每年节省人力成本及设备维护费用110万元,实测误差控制在10%以内,提高了系统的安全性和工作效率,对煤矿技术升级具有一定参考意义。

将计算流体动力学理论与两相流技术相结合，建立高水基液压阀流体湍流和气蚀的数学模型，通过可视化模拟，分析先导阀气穴流场的速度、压力和气蚀磨损的分布，发现在节流口阀座锐缘拐角处发生严重气穴，且低压区对应气体体积分数高的气穴区域。提出将正顶杆结构修改为侧顶杆结构消除液压阀气蚀磨损的新方法。

对故障诊断的各种方法在液压系统中应用的情况进行了讨论，指出融合多种技术的智能诊断方法将是技术发展方向。

采用位移传感器和单片机处理的控制系统，解决了主顶系统16个液压油缸同步伸缩技术。经实际使用，收到良好的效果。