本文针对悬臂式掘进机在截割过程中,由于截割油缸启动和停止的冲击,造成巷道超挖或欠挖的现象,对掘进机截割油缸冲击机理进行研究,并通过结合油缸内置缓冲结构、供油管路增加缓冲元件以及调整电磁阀控制信号等缓冲方式,实现油缸的平稳启动和停止,提高巷道断面成形质量,增加设备使用寿命。

针对悬臂式掘进机在大倾角下山掘进时,液压系统经常油温过高、温升过快、油泵吸空、卸油不畅等问题,影响掘进机的正常使用,增加维护保养成本,降低了掘进生产效率等问题,对悬臂式掘进机液压系统做了针对的改造,取得了一定的效果。

以EBZ40型悬臂式掘进机为研究对象,对回转油缸进行有限元计算模型建立,了解应力的分布情况,在针对油缸强度进行分析后提出具体的优化设计,以期为悬臂式掘进机运行效率的提高提供参考经验。

悬臂式传统的悬臂式掘进机的液压系统均为开式液压系统,其结构简单,但在使用中经常会出现泵压不足,油液介质易污染、泵站下山使用易吸空、液压泵效率低下等问题,影响掘进机的正常使用,增加维护保养成本,降低了掘进生产效率。为了解决这个问题,我公司对悬臂式掘进机液压系统半闭式液压系统应用设计。

随着煤矿采掘自动化准备技术不断创新发展,并且国家对生产安全意识与防范的提高,煤矿机械正朝着智能化、无人化的方向发展。以西山中煤机械制造公司生产的EBZ-150Ⅱ型悬臂式掘进机为研究对象,设计了一套自动截割控制系统。通过采用各类传感器进行数据采集,传输至控制面板进行数据处理,电液比例阀对截割钻头轨迹进行调整等实现悬臂掘进机的自适应截割作业,同传统人工截割技术相比,掘进效率更高断面成型效果也更好,大幅提升矿井采掘生产效率。

对掘进机液压系统介质污染的种类、来源及危害进行了分析,并提出了有效的介质污染控制措施。

介绍了3种基本液压控制系统,并对能耗情况做了对比分析;阐述了负载敏感技术及节能原理;分析了悬臂式掘进机负载敏感控制系统在不同速度和负载变化下的调节过程;指出了这种控制系统的特点。

为解决传统掘进机截割部液压控制系统仅对传动系统进行控制,无法根据岩层负载变化情况对截割部进行实时控制的问题,在对悬臂式掘进机截割部液压系统现状问题进行分析的基础上,提出针对性的改进措施并完成关键元器件的选型设计。基于AMESim对传统液压控制系统和模糊PID控制算法的改进后截割部液压控制系统的性能进行仿真分析,得出改进后液压控制系统具有响应快、超调量小以及稳态时间快的优势。

为提高掘进机截割头轨迹跟踪控制精度及实现巷道断面自动截割成形,应用ADAMS和AMESim建立掘进机截割部机液联合仿真模型,进行悬臂水平和垂直摆动的运动学分析及逆运动学求解,提出根据截割头在机身坐标系中的坐标,经运动学逆解生成回转与升降液压缸的目标位移,再经回转与升降两个电液比例闭环控制系统实现对截割头运动轨迹控制的新方法。以矩形断面为例,提出了类S形截割路径规划,进行了截割头运动轨迹的跟踪控制仿真和给定断面参数的自动截割

介绍了悬臂式掘进机截割部的具体结构形式,两级行星齿轮减速器传动原理和传动比的确定计算,旋转配水装置的创新结构设计,高效配置超声波空气雾化装置的外喷雾系统,截割部的维护方法和常见故障解决方法等。此种截割部大大提高了悬臂式掘进机机组的综合生产效率。